TCC_Reciclagem de Material Fresado

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO TECNOLÓGICO

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL

TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO

RECICLAGEM DE MATERIAL FRESADO

LUCAS SOBIERAJSKI DE SOUZA VIEIRA

LUIS FERNANDO FRANKEN

FLORIANÓPOLIS

2011/2

LUCAS SOBIERAJSKI DE SOUZA VIEIRA

LUIS FERNANDO FRANKEN


Trabalho de Conclusão de Curso para

obtenção de grau de Engenheiro Civil pelo

curso de Engenharia civil da Universidade

Federal de Santa Catarina – UFSC.

FLORIANÓPOLIS

2011/2

Lucas Sobierajski de Souza Vieira Luis Fernando Franken


Este trabalho foi julgado adequado para a conclusão do Curso de Graduação em

Engenharia Civil, sendo aprovado em sua forma final pelo Departamento de Engenharia

Civil da Universidade Federal de Santa Catarina.

Banca Examinadora

_______________________________

Prof. Dr. Glicério Trichês – Orientador

Universidade Federal de Santa Catarina

_______________________________

Prof. Dr. Antônio Fortunato Marcon – Examinador

Universidade Federal de Santa Catarina

______________________________

Eng. Leonardo H. Bastos e Silva – Examinador

Sulcatarinense S.A.

Dedico este trabalho aos meus pais Sérgio de Souza Vieira (in memorian) e Heloísa Maria Sobierajski e a minha irmã Júlia Sobierajski de Souza Vieira pelo apoio incondicional.

Lucas Sobierajski de Souza Vieira

Dedico este trabalho aos meus pais, Carlos Leopoldo e Maria Helena, aos meus irmãos Luciana, Carlos Eduardo e Matheus e a minha sobrinha Laura, que nos momentos difíceis me apoiaram e deram orientação para realizar este trabalho.

Luis Fernando Franken

RESUMO

A reciclagem de pavimentos vem se mostrando uma alternativa eficaz para restauração

de pavimentos sob os pontos de vista técnico, econômico e ambiental, contudo, ainda

existem poucos estudos sobre o assunto no país. O presente trabalho apresenta um

estudo detalhado sobre duas diferentes técnicas de reciclagem de pavimentos asfálticos.

Foi abordada a dosagem e caracterização mecânica de misturas compostas por material

fresado, brita graduada e cimento Portland para fins de utilização como camada de base

na reabilitação de pavimentos. Também efetuou-se a dosagem e caracterização de

misturas asfálticas a quente com incorporação de material fresado. A caracterização

mecânica das misturas recicladas com adição de cimento foi realizada através dos

ensaios de compressão simples, tração por compressão diametral, módulo de resiliência

e ensaios triaxiais dinâmicos. Já para as misturas asfálticas recicladas a quente, a

caracterização se deu pelos ensaios de tração por compressão diametral e módulo de

resiliência. Por fim foi realizada a comparação de duas alternativas para restauração de

pavimentos através de uma análise tensão x deformação utilizando-se o programa

computacional ELSYM5. Na primeira alternativa calculou-se uma espessura de reforço

através do método DNIT-PRO 11/79 (procedimento B), enquanto na segunda

dimensionou-se um pavimento utilizando o material reciclado com as características

obtidas na pesquisa.

Palavras-chave: Reciclagem de pavimentos, restauração de pavimentos, material

fresado.

ABSTRACT

The pavement recycling has proven to be an effective alternative for pavement

reclaiming of the points of view on technical, economic and environmental issues.

However, there are still few studies on the subject in this country. This paper presents a

detailed study of two different techniques for recycling asphalt pavements. It was

approached the dosage and mechanical characterization of mixtures of milled material,

graded gravel and Portland cement for use as a base layer in the rehabilitation of

pavements. Was also performed the dosage and characterization of hot asphalt mixtures

incorporating milled material. The mechanical characterization of the recycled mixtures

with the addition of cement performed tests were simple compression, traction by

diametric compression, resilient modulus and dynamic triaxial tests. However, for

recycled hot mix asfphalt, the characterization was given by the tests of traction by

diametric compression and resilient modulus. Finally a comparison was made using two

alternatives for pavement reclaiming through a tension-deformation analysis using the

computer program ELSYM5. In the first alternative was calculated a reinforcement

thickness through DNIT-PRO 11/79 (procedure B) method, while in the second method

was based on a pavement scaling using recycled material with the characteristics

obtained in the research.

Keywords: Pavement recycling, pavement reclaiming milled material.

1

SUMÁRIO

SUMÁRIO ............................................................................................................. 1

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO E OBJETIVOS .......................................................... 11

1.1 INTRODUÇÃO ................................................................................................... 11

1.2 OBJETIVOS ......................................................................................................... 12

1.2.1 Objetivos Gerais ............................................................................................. 12

1.2.2 Objetivos Específicos ..................................................................................... 13

CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ............................................................. 14

2.1 FRESAGEM ........................................................................................................ 14

2.2 RECICLAGEM DE PAVIMENTOS .................................................................. 15

2.2.1 Reciclagem a Quente em Usinas ................................................................... 16

2.2.2 Reciclagem a Quente In Situ ......................................................................... 17

2.2.3 Reciclagem a Frio em Usina ......................................................................... 18

2.2.4 Reciclagem a Frio In Situ .............................................................................. 19

2.2.5 Reciclagem de Camadas do Pavimento ........................................................ 20

2.2.6 Vantagens e Desvantagens da Reciclagem de Pavimentos ........................... 21

2.3 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E MECÂNICA DAS MISTURAS

RECICLADAS ........................................................................................................... 23

2.3.1 Análise Granulométrica por Peneiramento ................................................... 23

2.3.2 Determinação do Teor de Betume ................................................................. 25

2.3.3 Ensaio de Compactação ................................................................................ 26

2.3.4 Resistência à Tração por Compressão Diametral .......................................... 29

2.3.5 Módulo de Resiliência ................................................................................... 30

2.3.6 Ensaios Triaxiais Cíclicos ................................................................................. 31

2.4 DOSAGEM DE MISTURAS ASFÁLTICAS UTILIZANDO A

METODOLOGIA MARSHALL ................................................................................ 32

2

2.5 SOLO-CIMENTO ............................................................................................... 35

2.6 BRITA GRADUADA TRATADA COM CIMENTO ........................................ 37

2.7 MÉTODO DE DOSAGEM DE MISTURAS ASFÁLTICAS RECICLADAS

PROPOSTO POR CASTRO NETO ........................................................................... 38

2.8 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS .......................................... 39

2.8.1 Medidas Deflectométricas ............................................................................. 39

2.8.2 Deflexão de Projeto ....................................................................................... 40

2.8.3 Deflexão Admissível (Dadm)........................................................................ 41

2.8.4 Raio de Curvatura.......................................................................................... 41

2.9 CÁLCULO DE REFORÇO DE PAVIMENTO .................................................. 42

2.10 Programa Computacional Elsym 5 .................................................................... 42

CAPÍTULO 3 - METODOLOGIA E MATERIAIS ...................................................... 43

3.1 MATERIAL FRESADO ...................................................................................... 43

3.1.1 Caracterização do Material Fresado .............................................................. 44

3.1.1.1 Análise granulométrica por peneiramento .............................................. 44

3.1.1.2 Determinação do teor de ligante ............................................................. 45

3.2 AGREGADOS VIRGENS .................................................................................. 46

3.2.1 Caracterização dos Agregados Virgens......................................................... 47

3.2.1.1 Granulometria dos Agregados ................................................................ 47

3.2.1.2 Desgaste por Abrasão Los Angeles ........................................................ 47

3.2.1.3 Massa específica aparente seca e umidade ótima ................................... 48

3.2.1.4 Ensaio de Equivalente Areia................................................................... 48

3.3 ESTUDO DA RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND . 48

3.3.1 Considerações Iniciais ................................................................................... 48

3.3.2 Análise e Composição Granulométrica da Mistura Brita Graduada com

Material Fresado ...................................................................................................... 49

3

3.3.3 Curva de Compactação, Teor Ótimo de Umidade e Massa Específica

Aparente Seca .......................................................................................................... 49

3.3.4 Resistência à Compressão Simples da Mistura de Brita Graduada e Material

Fresado com Adição de Cimento ............................................................................ 51

3.3.5 Resistência à Tração por Compressão Diametral. ......................................... 53

3.3.6 Ensaio de Módulo de Resiliência .................................................................. 55

3.3.7 Ensaios Triaxiais Cíclicos ............................................................................. 55

3.4 MISTURAS ASFÁLTICAS A QUENTE ........................................................... 56

3.4.1 Considerações Iniciais ................................................................................... 56

3.4.2 Ensaios de Caracterização do Ligante ........................................................... 57

3.4.2.1 Ensaio de Penetração .............................................................................. 57

3.4.2.2 Ensaio de Ponto de Amolecimento Anel e Bola .................................... 58

3.4.2.3 Ensaio de Viscosidade Saybolt-Furol ..................................................... 58

3.4.3 Dosagem das Misturas Asfálticas ................................................................. 59

3.4.4 Determinação da Massa Específica Teórica através do Método RICE .......... 59

3.4.5 Ensaios de Caracterização Mecânica da Mistura Asfáltica de Referência e da

Mistura Asfáltica Reciclada .................................................................................... 60

3.4.5.1 Resistência à Tração por Compressão Diametral (RT) .......................... 61

3.4.5.2 Ensaio de Módulo de Resiliência (MR) ................................................. 62

3.5 DIMENSIONAMENTO DE UM PAVIMENTO RECICLADO ........................ 63

3.5.1 Definição dos Segmentos Homogêneos ou sub-trechos ............................... 63

3.5.2 Medidas deflectométricas .............................................................................. 64

3.5.3 Raio de Curvatura.......................................................................................... 64

3.5.4 Índice de Gravidade Global (IGG) ................................................................ 64

3.5.5 Cálculo da Espessura do reforço do Pavimento ............................................ 67

3.5.6 Análise da Estrutura do Pavimento através do Programa ELSYM 5 ............ 68

CAPÍTULO 4 - APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ................ 69

4

4.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL FRESADO ................. 69

4.1.1 Granulometria por Peneiramento .................................................................. 69

4.1.2 Determinação do Teor de Ligante ................................................................. 70

4.2 AGREGADOS VIRGENS .................................................................................. 72

4.2.2 Abrasão Los Angeles .................................................................................... 73

4.2.3 Massa Específica Aparente Seca e Umidade Ótima ..................................... 74

4.2.4 Ensaio de Equivalente de Areia .................................................................... 74

4.3 ESTUDO DA RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO PORTLAND . 75


Material Fresado ...................................................................................................... 75


Aparente Seca .......................................................................................................... 76

4.3.3 Resistência à Compressão Simples ............................................................... 78

4.3.4 Resistência à Tração ...................................................................................... 84

4.3.5 Módulo de Resiliência ................................................................................... 88

4.3.6 Ensaios Triaxiais Dinâmicos ......................................................................... 90

4.4 RECICLAGEM DE MISTURAS ASFÁLTICAS À QUENTE .......................... 93

4.4.1 Ensaios de Caracterização do Ligante ........................................................... 93

4.4.1.1 Ensaio de Penetração .............................................................................. 93

4.4.1.2 Ensaio de Ponto de Amolecimento Anel e Bola .................................... 93

4.4.1.3 Ensaio de Viscosidade Saybolt-Furol ..................................................... 93

4.4.2 Dosagem da Misturas Asfálticas ................................................................... 94

4.4.2.1 Mistura asfáltica de Referência .............................................................. 94

4.4.2.2 Mistura Asfáltica Reciclada.................................................................... 96

4.4.3 Ensaios de Caracterização Mecânica das Misturas Asfálticas .................... 100

4.4.3.1 Resistência à tração .............................................................................. 100

4.4.3.2 Módulo de Resiliência .......................................................................... 101

5

5. DIMENSIONAMENTOS E ANÁLISE DAS TENSÕES E DEFORMAÇÕES DE

PAVIMENTOS ............................................................................................................ 103

5.1 DEFINIÇÃO DOS SEGMENTOS HOMOGÊNEOS OU SUB-TRECHOS .... 103

5.2 MEDIDAS DEFLECTOMÉTRICAS ................................................................ 104

5.3 ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (IGG) ................................................... 105

5.4 RESTAURAÇÃO DO PAVIMENTO ............................................................... 106

5.4.1 Cálculo da Espessura de Reforço – Procedimento B (PRO – 11/79) .......... 107

5.4.2 Alternativa Contemplando a Reciclagem ..................................................... 111

6. CONCLUSÃO ......................................................................................................... 114

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................................................... 116

6

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Entrada de material fresado em usina "drum mixer" (Fonte: Kandhal, Mallick

(1997)). ........................................................................................................................... 17

Figura 2 - Esquema de equipamento de reciclagem a quente "in situ" (Fonte: DNIT,

2006) ............................................................................................................................... 18

Figura 3 - Esquema de reciclagem à frio "in situ" (Fonte: Wirtgen 2010). .................... 20

Figura 4 – Aparelho Rotarex .......................................................................................... 25

Figura 5 - Curva de compactação obtida em ensaio (Fonte: DNIT, 2006). ................... 29

Figura 6 - Material fresado, estocado no pátio da Prefeitura Municipal de Florianópolis

........................................................................................................................................ 44

Figura 7 - Aparelho ROTAREX, filtro de papel e solvente ........................................... 46

Figura 8 - Introdução do solvente ................................................................................... 46

Figura 9 - Pedreira da Empresa Sulcatarinense .............................................................. 47

Figura 10 - Adição de água à mistura de brita, material fresado e 3% de cimento ........ 50

Figura 11 - Mistura já umidificada ................................................................................. 50

Figura 12 - Compactação dos corpos de prova .............................................................. 51

Figura 13 - Corpo de prova já moldado .......................................................................... 51

Figura 14 - Moldagem dos corpos de prova ................................................................... 52

Figura 15 - Compactação de corpo de prova .................................................................. 52

Figura 16 - Escarificação realizada entre a compactação de diferentes camadas .......... 53

Figura 17 - Corpo de prova moldado.............................................................................. 53

Figura 18 - Moldagem dos corpos de prova ................................................................... 54

Figura 19 - Compactador Marshall em funcionamento .................................................. 54

Figura 20 - Corpo de prova sendo retirado com o extrator hidráulico ........................... 54

Figura 21 - Corpos de prova embalados antes de serem colocados na câmara úmida ... 54

Figura 22 - Ensaio triaxial em andamento ...................................................................... 56

7

Figura 23 - Dados fornecidos durante o ensaio .............................................................. 56

Figura 24 - Ensaio de Penetração ................................................................................... 58

Figura 25 - Corpos de prova da mistura de referência ................................................... 61

Figura 26 - Corpos de prova da mistura reciclada .......................................................... 61

Figura 27 - Corpos de prova após o rompimento à tração.............................................. 62

Figura 28 - Ensaio de Módulo de Resiliência em andamento ........................................ 63

Figura 29 - Granulometria do material fresado .............................................................. 70

Figura 30 - Granulometria do material fresado após a extração de betume ................... 71

Figura 31 - Comparação da granulometria antes a após a extração de ligante ............... 72

Figura 32 - Granulometria da brita graduada utilizada................................................... 73

Figura 33 - Composição granulométrica da mistura 70% de brita graduada com 30% de

material fresado .............................................................................................................. 76

Figura 34- Curva de compactação da mistura de brita graduada e material fresado com

3% de cimento ................................................................................................................ 77

Figura 35 - Evolução da resistência com o decorrer do tempo, para os diferentes teores

de cimento ...................................................................................................................... 81

Figura 36 - Tensão de ruptura X Teor de cimento ......................................................... 82

Figura 37 - Resistência aos 28 dias X Resistência aos 7 dias......................................... 82

Figura 38 - Evolução das resistências com o decorrer do tempo para os diferentes teores

de cimento ...................................................................................................................... 85

Figura 39 - Resistência à tração X Teor de cimento....................................................... 85

Figura 40 - RT aos 28 dias X RT aos 7 dias ................................................................... 86

Figura 41 - RT aos 7 dias X RC aos 7 dias .................................................................... 87

Figura 42 - RT aos 28 dias X RC aos 28 dias................................................................. 88

Figura 43 - Representação dos Módulos de Resiliência em função do teor de cimento 89

Figura 44 - Tensão de Confinamento X Módulo Resiliente, para 3% de cimento à 14

dias .................................................................................................................................. 90

8


dias .................................................................................................................................. 91


dias .................................................................................................................................. 91

Figura 47 - Tensão de Confinamento X Módulo Resiliente, para 4% de cimento a 28

dias .................................................................................................................................. 92

Figura 48 - Gráfico de viscosidade Saybolt-Furol em função da temperatura ............... 94

Figura 49 - Granulometria do Agregado Virgem ........................................................... 95

Figura 50 - Granulometria da Mistura Asfáltica Reciclada (30% de material fresado,

70% de agregado virgem) ............................................................................................... 97

Figura 51 - Massa Específica Teórica X Teor de Ligante .............................................. 98

Figura 52 - Volume de Vazios X Teor de Ligante ......................................................... 98

Figura 53 - Relação Betume Vazios X Teor de Ligante................................................. 99

Figura 54 - Resistência à Tração X Teor de Ligante .................................................... 100

Figura 55 - Módulo de Resiliência X Teor de Ligante ................................................. 101

Figura 56 - Estacas X Somatório Di-Dm...................................................................... 104

Figura 57- Seção transversal de pavimento adotada .................................................... 107

Figura 58 - Seção tranversal do pavimento após cálculo do reforço ............................ 111

Figura 59 - Seção transversal do pavimento reciclado ................................................. 113

9

LISTA DE QUADROS

Quadro 1- Faixas granulométricas para concreto asfáltico (Fonte: DNIT) .................... 24

Quadro 2 - Faixas granulométricas para camadas de base (Fonte: DNIT) ..................... 24

Quadro 3 - Fatores de correção sazonal.......................................................................... 40

Quadro 4 - Fatores de ponderação de ocorrências de acordo com a norma DNIT

005/2002 ......................................................................................................................... 66

Quadro 5 - Tabela de relação do IGG com o grau de degradação do pavimento ........... 67

Quadro 6 - Análise Granulométrica do material fresado ................................................ 69

Quadro 7 - Valores da extração do ligante presente no material fresado ....................... 70

Quadro 8 - Análise granulométrica do material fresado após a extração de betume ..... 71

Quadro 9 - Granulometria da Brita Graduada utilizada ................................................. 73

Quadro 10 - Ensaio de Resistência à Abrasão Los Angeles (Resultados fornecidos pela

empresa Sulcatarinense) ................................................................................................. 74

Quadro 11 – Massa específica aparente seca e umidade ótima da brita graduada (dados

fornecidos pela empresa Sulcatarinense) ........................................................................ 74

Quadro 12 - Ensaio de Equivalente de Areia (Resultados fornecidos pela empresa

Sulcatarinense)................................................................................................................ 75

Quadro 13 - Composição granulométrica de brita graduada com material fresado ....... 76

Quadro 14 - Massas específicas e teores de umidade obtidos no ensaio de compactação

........................................................................................................................................ 77

Quadro 15 - Teor ótimo de umidade e massa específica aparente seca ......................... 78

Quadro 16 - Plano de Ensaios de Resistência à Compressão Simples ........................... 79

Quadro 17 - Dosagem das misturas com material fresado, brita graduada, cimento e

água ................................................................................................................................. 80

Quadro 18 - Resultados dos ensaios de resistência à compressão simples, para 2% de

cimento ........................................................................................................................... 80

10

Quadro 19 - Resultados dos ensaios de resistência à compressão simples para 3% de

cimento ........................................................................................................................... 81

Quadro 20 - Resultados dos ensaios de resistência à compressão simples para 4% de

cimento ........................................................................................................................... 81

Quadro 21 - Resultados dos ensaios de Resistência à Tração para os diferentes teores de

cimento ........................................................................................................................... 84

Quadro 22 - Resultados de Módulos de Resiliência ....................................................... 89

Quadro 23 - Medidas de penetração do CAP, a 25°C .................................................... 93

Quadro 24 - Temperaturas obtidas para o ponto de amolecimento do CAP .................. 93

Quadro 25 - Composição do agregado virgem utilizado na dosagem de referência ...... 95

Quadro 26 - Parâmetros determinados para a mistura de referência .............................. 95

Quadro 27 - Composição Granulométrica da Mistura Asfáltica Reciclada ................... 96

Quadro 28 - Parâmetros determinados para as misturas com cada teor de ligante ........ 97

Quadro 29 - Resultados dos Ensaios de Resistência à Tração ..................................... 100

Quadro 30 - Resultados dos ensaios de Módulo de Resiliência ................................... 101

Quadro 31 - Dados do segmento homogêneo selecionado ........................................... 104

Quadro 32 - Valores dos raios médio e característico .................................................. 105

Quadro 33 - Inventário do estado da superfície (Fonte: DNIT, 2006) ......................... 105

Quadro 34 - Quadro resumo pra o IGG do segmento em questão (Fonte: DNIT, 2006)

...................................................................................................................................... 106

Quadro 35 - Parâmetros utilizados para o dimensionamento do reforço ..................... 108

Quadro 36 - Critério de estabelecimentos de diretrizes de projeto do 006/2003 PRO

(Fonte: DNIT, 2006) ..................................................................................................... 108

Quadro 37 - Resultados do dimensionamento da camada de reforço........................... 108

Quadro 38 - Valores encontrados no ELSYM5 para o pavimento de referência ......... 109

Quadro 39 - Valores encontrados no ELSYM5 para o pavimento de referência ......... 110

Quadro 40 - Valores obtidos no programa ELSYM5 para o pavimento reciclado ...... 112

11

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO E OBJETIVOS

1.1 INTRODUÇÃO

Atualmente no Brasil, grande parte das rodovias pavimentadas, tanto urbanas quanto

rurais, encontram-se danificadas devido a vários fatores como, por exemplo, a idade

avançada, a solicitação intensa de tráfego com excesso de carga e falta de manutenção

imediata por parte dos órgãos responsáveis, agravando ainda mais o problema.

As técnicas tradicionalmente utilizadas para a recuperação de pavimentos consistem em

processos como a execução de uma camada asfáltica adicional sobre a camada já

existente e a fresagem com recomposição de revestimento asfáltico. Uma técnica

alternativa e interessante para recuperação de pavimentos é a reciclagem, que consiste

no reaproveitamento dos materiais existentes no pavimento.

A reciclagem de pavimentos é uma solução viável e interessante para obras de caráter

público, onde muitas vezes os recursos financeiros são limitados. Este processo cada

vez mais está sendo utilizado por diversos países. Isto se deve a uma série de vantagens

que esta técnica apresenta como o aproveitamento dos agregados e ligantes do

pavimento deteriorado, conservação da geometria do pavimento já existente, uma

possível redução de custos, redução de energia e redução do impacto ambiental. Este

último sendo muito importante, já que geralmente não se tem um descarte adequado

para o pavimento substituído, ou seja, são descartados em bota foras inadequados,

degradando assim o meio ambiente. Outro ponto importante nesta questão ecológica

seria a diminuição na exploração das jazidas de agregados das pedreiras.

A execução de reciclagem de pavimentos se dá a quente e a frio, podendo ser realizada

in situ ou em usina. Na reciclagem de pavimentos se faz necessária a adição de alguns

materiais, tais como, agregados virgens, cimento asfáltico de petróleo (CAP), cimento

Portland, emulsões asfálticas, espumas de asfalto e agentes rejuvenescedores. Os

projetos de misturas asfálticas recicladas têm a função de definir a quantidade e qual

dosagem mais adequada para a composição da mistura reciclada, de acordo com o tipo

de reciclagem a ser adotado.

12

Este trabalho de Conclusão de Curso trata do tema reciclagem de pavimentos asfálticos.

O enfoque principal se deu para o estudo da reciclagem do material fresado com adição

de cimento Portland e para misturas asfálticas a quente com adição de material fresado.

A pesquisa foi desenvolvida de acordo com a seguinte seqüência: no primeiro capítulo

estão descritos a introdução e o objetivo do trabalho.

No segundo capítulo foi feita uma revisão bibliográfica sobre reciclagem de

pavimentos, abordando e relacionando a referência bibliográfica contida no final deste

trabalho.

No capítulo três, foram descritas e explicadas às metodologias de ensaios para o estudo

de material reciclado com adição de cimento Portland e também para as dosagens das

misturas asfálticas recicladas. Ainda no capítulo três, foram abordadas as diretrizes para

dimensionamento de pavimentos com restauração, além do funcionamento do programa

computacional ELSYM 5.

No capítulo quatro, faz-se uma apresentação e análise dos resultados obtidos nos

ensaios de caracterização mecânica para o estudo da reciclagem com cimento Portland e

para as misturas asfálticas recicladas com adição de material fresado.

No capítulo cinco, fez-se uma comparação entre duas alternativas de restauração de

pavimentos, uma realizando um dimensionamento de reforço através da metodologia

PRO – 11/79 do DNIT, e outra avaliando um pavimento com uso de material reciclado,

através da análise das tensões e deformações obtidos no programa computacional

ELSYM 5. Por fim, apresentam-se as conclusões e recomendações a respeito do assunto

estudado.

1.2 OBJETIVOS

1.2.1 Objetivos Gerais

O objetivo geral do presente trabalho é apresentar um estudo sobre a dosagem e o

comportamento mecânico dos materiais provenientes da fresagem de pavimentos

13

flexíveis com a finalidade de promover a reciclagem dos mesmos, dando enfoque à

reciclagem de pavimento flexível com adição de cimento Portland e a dosagem de

misturas asfálticas recicladas. Além de uma análise das tensões e deformações para se

utilizar em restaurações de rodovias pavimentadas.

1.2.2 Objetivos Específicos

Para o estudo da reciclagem com adição de cimento Portland, os objetivos específicos

são determinar e avaliar as propriedades mecânicas obtidas em laboratório, através dos

ensaios de resistência à compressão simples, resistência à tração por compressão

diametral, módulo de resiliência diametral e ensaios triaxiais cíclicos, utilizando corpos

de prova dosados com uma proporção de brita graduada, material fresado e adição de

cimento Portland.

Para o estudo da dosagem de mistura asfáltica reciclada, os objetivos específicos são

determinar o teor ótimo de ligante novo para mistura asfáltica com utilização de

material fresado através de ensaios de caracterização mecânica, como resistência a

tração e módulo de resiliência, utilizando a proposta de dosagem de misturas asfálticas

recicladas de Castro Neto (2000).

Por fim, determinar as tensões e deformações no ELSYM 5, para dimensionar uma

restauração de um segmento de uma rodovia com a utilização do material reciclado.

14

CAPÍTULO 2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capítulo serão abordados os principais tópicos relacionados à reciclagem de

pavimentos, possibilitando uma melhor compreensão do que é esta técnica, suas

vantagens e forma de execução. Serão explicadas as técnicas de reciclagem utilizadas

neste trabalho: à quente, à frio e com adição de cimento e os métodos de dosagem das

mesmas, assim como os ensaios utilizados para caracterização física e mecânica do

material fresado que será reciclado, e das misturas que serão dosadas.

2.1 FRESAGEM

A fresagem é uma técnica relativamente nova. Foi concebida a partir da segunda metade

da década de 70, simultaneamente, tanto na Europa quanto na América do Norte. Esta

técnica surgiu como a ferramenta adequada para o desbaste do pavimento em

profundidades pré-determinadas.

Até então o material asfáltico era extraído das pistas por meio de escarificação do

pavimento. Esse procedimento se mostrava inadequado para a aplicação do material em

fins de reciclagem, pois resultava em pedaços muito grandes, que necessitavam

posteriormente ser quebrados ou rebritados para serem utilizados na mistura reciclada.

Outro problema inerente à escarificação era a impossibilidade de extração do pavimento

apenas na espessura pré-determinada em projeto, por se tratar de um “arrancamento”

efetuado por dentes ou ponteiras de equipamentos.

A origem do termo fresagem remonta à técnica de desbaste ou corte de metais, ou outras

peças, por intermédio de uma engrenagem motora constituída de um cortador giratório

de ângulos diversos, ou de vários freses, em movimento giratório contínuo (Alvim,

2001).

Ainda segundo Alvim (2001), o material resultante da fresagem de revestimentos

asfálticos, pelas suas propriedades nobres, pode ser reutilizado como material de

pavimentação, pela reciclagem.

Hoje existem dois tipos de processos e equipamentos específicos de fresagem de

pavimentos: o processo a frio, que efetua a fresa da estrutura pela simples abrasão; e o

15

processo a quente, que efetua o pré-aquecimento da estrutura para facilitar a fresa da

mesma.

Na fresagem do pavimento a frio, o único tipo de aquecimento que ocorre, embora

considerado desprezível, refere-se à energia liberada pelo impacto dos dentes de corte

no pavimento durante o processo. Ainda neste tipo de fresagem, ocorre a quebra dos

agregados na profundidade de corte, resultando numa alteração da curva granulométrica

do material do pavimento.

Já na fresagem a quente, utilizada como parte do processo de reciclagem à quente, é

efetuado o pré aquecimento do revestimento e, nesse caso, o processo é similar. Trata-

se, porém, de uma escarificação como forma de desbaste da camada, pois a mesma

oferece pouca resistência ao corte pelo fato da estrutura estar aquecida. Nesse tipo de

fresagem não ocorre nenhuma alteração significativa da granulometria do material,

tendo em conta gerar apenas a desagregação do mesmo.

2.2 RECICLAGEM DE PAVIMENTOS

A reciclagem de pavimentos é uma técnica que visa o reaproveitamento de pavimentos

asfálticos danificados e/ou deteriorados, onde todo ou parte da estrutura do revestimento

é fresado para posterior reaproveitamento na construção de uma nova camada com ou

sem a adição de novos materiais.

Segundo Bernucci et al. (2007), reciclagem de pavimentos é o processo de reutilização

de misturas asfálticas envelhecidas e deterioradas para produção de novas misturas,

aproveitando os agregados e ligantes remanescentes provenientes de fresagem, com

acréscimo de agentes rejuvenescedores, espuma de asfalto, ligante asfáltico ou emulsão

asfáltica quando necessários, e também com adição de aglomerantes hidráulicos, em

especial o cimento Portland.

Ao longo dos anos, diferentes métodos de reciclagem foram desenvolvidos para

reconstrução ou reabilitação de pavimentos deteriorados. A associação de reciclagem

asfáltica dos Estados Unidos (The Asphalt Recycling and Reclaiming Association-

16

ARRA) define cinco categorias principais de diferentes métodos de reciclagem

(Kandhal, Mallick, 1997):

• Reciclagem à quente em usinas (Hot recycling);

• Reciclagem à frio em usinas (Cold planning);

• Reciclagem à quente in situ (Hot in-place recycling);

• Reciclagem à frio in situ (Cold in-place recycling);

• Reciclagem de camadas do pavimento (Full depth reclamation).

Os métodos de reciclagem à quente são efetuados utilizando-se ligante asfáltico, agente

rejuvenescedor e agregados fresados aquecidos. Já nos métodos de reciclagem à frio são

utilizados emulsão asfáltica, agente rejuvenescedor emulsionado e agregados fresados à

temperatura ambiente.

2.2.1 Reciclagem a Quente em Usinas

Entende-se por reciclagem de pavimentos em usina a quente, o processo pelo qual os

materiais provenientes de revestimentos deteriorados são misturados a quente em usina

com novos agregados, ligantes asfálticos, agentes rejuvenescedores e/ou agentes de

reciclagem em proporções pré-estabelecidas em projeto. Este processo tem por objetivo

produzir uma nova mistura asfáltica a quente que atenda aos requisitos de qualidade,

resistência e durabilidade exigidos para a camada que será utilizada (de David, 2006).

É o processo onde os materiais do asfalto recuperado (fresado) são combinados com

materiais novos a fim de produzir misturas asfálticas a quente. Tanto as usinas

gravimétricas e do tipo drum mixer podem ser utilizadas para a produção da mistura

reciclada. Os procedimentos e equipamentos para aplicação e compactação da mistura

são os mesmos utilizados para as misturas asfálticas à quente comuns, como ilustra

Figura 1 (Kandhal, Mallick, 1997).

Normalmente, de 10 a 30% do material fresado é aproveitado neste tipo de reciclagem.

As vantagens da reciclagem a quente em usina incluem desempenho melhor ou igual se

comparadas a uma mistura a quente convencional, e capacidade de correção da maioria

dos defeitos de superfície, deformação e quebra (Kandhal, Mallick, 1997).

Outras vantagens das operações em usina devem

todos os tipos de defeitos dos pavimentos e de produzir melhoria estrutural significativa.

Os problemas de resistência à derrapagem podem também

adequado projeto de mistura, incluindo a adição de uma camada de agregado resistente

ao polimento (DNIT, 2006).

Figura 1 - Entrada de material fresado em usina "drum mixer" (Fonte: Kandhal, Mallick (1997)).

2.2.2 Reciclagem a Quente

A reciclagem a quente no local ou

defeitos de superfície, através do corte e fragm

(geralmente por fresagem),

mistura asfáltica, e posterior distribuição da mistura reciclada sobre o pavimento, sem

remover do local original o material a ser recic

Segundo Kandhall e Mallick

existente é aquecido e amolecido para posterior fresagem à uma profundidade pré

estabelecida. Novos agregados e/ou agentes recicladores podem ser adicionados à

mistura durante o processo de reciclagem. A reciclagem a quente

realizada tanto como uma operação de passagem única quanto uma operação de

múltiplas passagens. Na operação de passagem única o material fresado pode ser

combinado no local com n

Outras vantagens das operações em usina devem-se a sua capacidade de reparar quase


resistência à derrapagem podem também ser corrigidos mediante


ao polimento (DNIT, 2006).

Entrada de material fresado em usina "drum mixer" (Fonte: Kandhal, Mallick (1997)).

Reciclagem a Quente In Situ

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), seguido da mistura com agregado virgem, material ou


remover do local original o material a ser reciclado (DNIT, 2006).

Segundo Kandhall e Mallick (1997), consiste em um método onde o pavimento



tura durante o processo de reciclagem. A reciclagem a quente in situ



combinado no local com novos materiais se necessário ou desejado, com a principal

17

se a sua capacidade de reparar quase


ser corrigidos mediante


Entrada de material fresado em usina "drum mixer" (Fonte: Kandhal, Mallick (1997)).

é definida como um processo de correção de

entação do revestimento asfáltico antigo

agregado virgem, material ou


(1997), consiste em um método onde o pavimento



in situ pode ser



ovos materiais se necessário ou desejado, com a principal

18

finalidade de correção granulométrica da mistura. Já na operação de múltiplas passagens

o material fresado é primeiramente recompactado para posterior aplicação de uma nova

camada de revestimento. Neste tipo de reciclagem a profundidade de material fresado

para reciclagem varia entre 20 e 50 mm.

Esta técnica de reciclagem é recomendada para a correção de defeitos de superfície,

principalmente aqueles de classe funcional com severidade baixa ou média, tais como:

desagregações, corrugações, afundamentos nas trilhas de roda, locais de baixa

aderência, exsudações e pistas com problema de declividade transversal (DNIT, 2006).

Apresenta como vantagens o rejuvenescimento da camada de asfalto, correção da

granulometria dos agregados e composição do revestimento asfáltico, com interrupção

mínima do tráfego e redução dos custos de transporte de materiais. A Figura 2 apresenta

o esquema de um equipamento utilizado para reciclagem a quente “in situ”.

Figura 2 - Esquema de equipamento de reciclagem a quente "in situ" (Fonte: DNIT, 2006)

2.2.3 Reciclagem a Frio em Usina

A reciclagem a frio em usina consiste na mistura obtida a partir do material fresado

estocado e pré-tratado com ligantes e/ou agentes recicladores para produzir misturas a

19

frio que possam ser utilizadas como base. Permite também a adição de agregados

virgens na mistura, com o objetivo de correção granulométrica.

Apresenta algumas vantagens em relação à reciclagem in situ como o controle dos

materiais adicionados, permitindo obter um produto final com melhores especificações

através da dosagem de diferentes agregados em proporções previamente estabelecidas

(Wirtgen, 2010).

Segundo Kandhal e Mallick (1997), as usinas mais utilizadas para este tipo de

reciclagem são as usinas de solo, podendo também ser empregadas as usinas

gravimétricas e do tipo drum mixer.

2.2.4 Reciclagem a Frio In Situ

A reciclagem à frio in situ envolve a fresagem e reuso do pavimento existente sem a

aplicação de calor. Normalmente é adicionada emulsão asfáltica à camada de pavimento

retirada, que age como um agente reciclador. Cinza volátil, cimento Portland e cal

virgem também podem ser acionados com o objetivo de aumentar a estabilidade da

mistura ou proporcionar ganho de resistência no caso do cimento Portland.

O crescente interesse neste tipo de técnica de reciclagem tem levado ao

desenvolvimento de máquinas de reciclagem capazes de pulverizar, classificar, triturar e

dosar as misturas. Segundo DNIT (2006), a adoção destes equipamentos na reciclagem

na pista garante eficiência ao processo e qualidade ao material reciclado.

Esta técnica de reciclagem possui aplicação mais eficiente nos seguintes casos:

• Rodovias com baixo volume de tráfego;

• Acostamentos defeituosos de rodovias principais;

• Utilização do material reciclado como base estabilizada.

Como mencionado anteriormente, o processo de reciclagem à frio in situ pode ser

realizado por unidades recicladoras, que são responsáveis pela fresagem e mistura do

material, ou por unidades múltiplas de reciclagem, que são compostas por máquinas

diferentes para cada estágio, incluindo fresagem, peneiramento, britagem e mistura.

Figura 3 mostra o funcionamento de uma máquina de reciclagem a frio “in situ”.

Figura 3 - Esquema de reciclagem à frio "in

A reciclagem a frio, tanto realizada

agentes recicladores à mistura,

físicas apropriadas para transformação da camada deteriorada em uma nova camada

com propriedades adequadas.

misturas à frio são:

• Emulsão asfáltica, podendo ser emulsão convencional ou emulsão especial

(desenvolvida especialmente para cada mistura reciclada);

• Agentes de reciclage

balanceamento dos componentes maltenos a asfaltenos do pavimento

envelhecido.

2.2.5 Reciclagem de Camadas do Pavimento

Este tipo de reciclagem envolve o revestimento asfáltico e a base granular

parcialmente, sendo recomendado em casos onde a

problemas e tem por objetivo dotar o pavimento ou a camada de base do pavimento

antigo de características de um pavimento novo. Para isso devem ser incorporados

s para cada estágio, incluindo fresagem, peneiramento, britagem e mistura.


squema de reciclagem à frio "in situ" (Fonte: Wirtgen 2010

frio, tanto realizada in situ, quanto em usina se dá através da adição de

agentes recicladores à mistura, os quais possuem a função de conceder características

para transformação da camada deteriorada em uma nova camada

om propriedades adequadas. Os principais agentes utilizados para rejuvenes

Emulsão asfáltica, podendo ser emulsão convencional ou emulsão especial

(desenvolvida especialmente para cada mistura reciclada);

Agentes de reciclagem emulsionados, que possuem a função de recompor o


Reciclagem de Camadas do Pavimento

Este tipo de reciclagem envolve o revestimento asfáltico e a base granular

parcialmente, sendo recomendado em casos onde a camada de base também apresenta



20

s para cada estágio, incluindo fresagem, peneiramento, britagem e mistura. A


situ" (Fonte: Wirtgen 2010).

quanto em usina se dá através da adição de

possuem a função de conceder características

para transformação da camada deteriorada em uma nova camada

principais agentes utilizados para rejuvenescimento de

Emulsão asfáltica, podendo ser emulsão convencional ou emulsão especial

m emulsionados, que possuem a função de recompor o


Este tipo de reciclagem envolve o revestimento asfáltico e a base granular completa ou

camada de base também apresenta



21

alguns aditivos tais como: agregados, cimento Portland, cal hidratada, emulsões e

agentes químicos (polímeros, fibras sintéticas, etc.) com o fim corrigir problemas de

granulometria, aumentar a resistência e durabilidade da mistura. Estudos realizados por

Soares et al. (1999,2000) mostram que a incorporação de brita as camadas de base tem

quase sempre aumentado o desempenho à resistência a deformação permanente, porém

não indicando necessariamente aumento do módulo de resiliência.

Segundo Kandhal e Mallick (1997), este método de reciclagem é executado na

profundidade de 100 a 300 mm. Sua principal vantagem é a correção de defeitos

estruturais no pavimento, nas camadas abaixo do revestimento, além de possuir todas as

vantagens dos métodos de reciclagem já citados.

2.2.6 Vantagens e Desvantagens da Reciclagem de Pavimentos

A aplicação da reciclagem de pavimentos é um tema que vem ganhando muita

importância devido à economia energética e de exploração de materiais não renováveis

que ela representa. Esses aspectos caracterizam componentes ecológicos muito

relevantes num futuro onde materiais de fontes não renováveis terão custos cada vez

mais altos.

Segundo Asphalt Institute (1983), mesmo em locais de ocorrência abundante de

materiais pétreos, a reciclagem é importante, uma vez que pode reduzir o custo devido

ao transporte de materiais. Outro fator que torna a reciclagem atrativa é quanto não se

dispões de locais adequados para o descarte do material deteriorado, devido às

restrições impostas pela legislação de proteção ambiental.

Segundo Kandhal e Mallick (1997), o reaproveitamento dos materiais existentes no

pavimento para produzir um novo pavimento resulta em uma economia considerável de

materiais, custo e energia. Ao mesmo tempo, a reciclagem do pavimento deteriorado

também contribui para solucionar problemas de disposição do material na pista, pois o

reuso deste permite manter a geometria e a espessura do pavimento. Em alguns casos, a

interrupção do tráfego é menor do que em outras técnicas de reabilitação. Assim, a

técnica de reciclagem tem como vantagens específicas: redução de custos da construção,

22

aproveitamento de agregados e ligantes, preservação do meio ambiente, economia de

energia nas etapas de produção, transporte e extração da matéria-prima e também menor

tempo de execução.

Segundo Jofre Kraeme e Minguela (1999), a reciclagem in situ de um pavimento, tanto

com emulsão como com cimento Portland, apresenta as seguintes vantagens:

• Aproveitamento dos materiais envelhecidos, contaminados ou com

características inadequadas com o pavimento existente;

• Eliminação ou redução das trincas e diminuição da perda de agregado;

• Possibilidade de reabilitar uma faixa de tráfego por vez, não necessitando da

interdição total da via;

• Redução dos transtornos causados ao tráfego por obras, assim como redução na

possibilidade de causar desgaste nas vias adjacentes, devido ao volume reduzido

de material a ser transportado para a obra;

• Melhores custos na reabilitação de antigas rodovias deterioradas;

• Permite manter o greide original, reduzindo o incremento de degraus nas bordas

do pavimento.

Por outro lado, para Jofre, Kraeme e Minguela (1999), a reciclagem de um pavimento

pode apresentar algumas desvantagens, como:

• Maior heterogeneidade do material ao comparar com uma mistura nova;

• Execução por trechos, possibilitando a formação de degraus longitudinais, caso

não se tenha o cuidado para garantir uma adequada união entre os materiais dos

trechos adjacentes;

• Execução mais lenta que um simples reforço do pavimento com aplicação de

camadas de concreto asfáltico (quando não necessária a fresagem para remoção

do material existente).

De acordo com Kandhall e Mallick (1997), embora tenha iniciado como uma alternativa

de reutilização de materiais, a reciclagem de pavimentos provou ser um método

economicamente eficaz para restauração de pavimentos. Quando corretamente

selecionados, todos os diferentes métodos de reciclagem são usualmente mais baratos

em comparação com os métodos convencionais de restauração, no entanto a economia

23

relativa vai variar de acordo com a técnica de reciclagem utilizada. A principal

economia na reciclagem em usina, tanto à frio quanto à quente, é resultado da

diminuição dos custos relacionados ao uso de ligante asfáltico virgem. Já na reciclagem

à quente in situ a principal economia vem da eliminação dos custos de transporte e da

redução no uso do material virgem. As principais economias no caso de reciclagem à

frio in situ vêm da diminuição das emissões visto que o processo é realizado à

temperatura ambiente, eliminação dos custos de transporte e devido a adição de apenas

uma pequena porcentagem de ligante asfáltico virgem.

2.3 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA E MECÂNICA DAS MISTURAS

RECICLADAS

2.3.1 Análise Granulométrica por Peneiramento

A distribuição granulométrica representa uma das principais características dos

agregados utilizados em pavimentação, influenciando diretamente no comportamento

dos revestimentos asfálticos. Segundo Bernucci et. al (2007), a distribuição

granulométrica do agregado influencia em quase todas as propriedades importantes das

misturas asfálticas, incluindo rigidez, estabilidade, durabilidade, permeabilidade,

trabalhabilidade, resistência à fadiga e à deformação permanente, resistência ao dano

por umidade induzida, etc.

Normalmente a distribuição granulométrica dos agregados é determinada pela análise

por peneiramento, que tem o seu procedimento descrito através da norma DNER-ME

083/98. Nessa análise uma amostra seca de agregado é fracionada através de uma série

de peneiras com aberturas de malha progressivamente menores. Uma vez que a massa

da fração de partículas retida em cada peneira é determinada e comparada com a massa

total da amostra, a distribuição é expressa como porcentagem em massa em cada

tamanho de malha de peneira (Bernucci et. al, 2007).

A análise granulométrica tem por objetivo classificar certo material dentro de uma faixa

granulométrica recomendada para a aplicação que o mesmo terá. A norma DNIT

031/2004-ES estabelece as faixas granulométricas aplicáveis para concreto asfáltico e o

24

Manual de Pavimentação (DNIT) estabelece as faixas granulométricas para camadas de

base. Os Quadros 1 e 2 apresentam estas faixas granulométricas

Quadro 1- Faixas granulométricas para concreto asfáltico (Fonte: DNIT, 2004)

Quadro 2 - Faixas granulométricas para camadas de base (Fonte: DNIT, 2006)

25

2.3.2 Determinação do Teor de Betume

Para se determinar o teor de betume e suas propriedades, utilizam-se métodos de

extração de betume, os quais separam os agregados do ligante através da utilização de

solventes químicos na mistura.

No Brasil este procedimento é padronizado pela norma DNER-ME 053/94, que fixa o

modo pelo qual se determina a percentagem de betume extraído de misturas

betuminosas por meio do extrator centrífugo.

O método de extração de asfalto por centrifugação consiste em colocar o material

asfáltico dentro de um aparelho denominado ROTAREX (Figura 4), que possui uma

cuba metálica cilíndrica acoplada a um motor que a faz girar. O solvente é adicionado

dentro do cilindro e após a colocação de um filtro e a tampa na parte superior do

aparelho para que não ocorra o vazamento do material, tenha então o início do processo

de centrifugação, onde acontece a separação dos agregados do ligante.

Figura 4 – Aparelho Rotarex

De acordo com a DNER-ME 053/94, a centrifugação acontece a partir da rotação do

prato, que vai aumentando de velocidade gradativamente, até que a solução de betume e

solvente venha a escoar-se. Quando se esgotar a primeira carga de solvente e betume

diluídos, pára-se o aparelho e uma nova porção de solvente é adicionada ao prato. Esta

operação deve ser repetida com sucessivas adições de 150 ml de solvente, até o mesmo

começar a sair claro do aparelho. Depois de esgotada a última carga de solvente, o

agregado utilizado na extração deve ser seco em estufa até que o solvente restante tenha

26

se evaporado. Então o agregado seco é pesado e a porcentagem de betume é calculada

pela Equação 1:

� = �� í�� × 100 (1)

Os solventes mais utilizados na extração de betume são o benzeno, tetracloreto de

carbono ou tricloroetileno, porém devido ao alto grau de toxicidade destes, existe uma

tendência atual pela substituição destes tipos de solvente por solventes alternativos não

tóxicos.

2.3.3 Ensaio de Compactação

A compactação é empregada em diversas obras de engenharia, como os aterros para

diversas utilidades, as camadas construtivas dos pavimentos, a construção de barragens

de terra, preenchimento de muros de arrimo, entre outros. Os tipos de obra e de solo

disponível vão ditar o processo de compactação a ser empregado, a umidade em que o

solo deve se encontrar na ocasião e a densidade a ser atingida, tendo como objetivo

reduzir futuros recalques, aumentar a rigidez e a resistência do solo, reduzir a

permeabilidade, etc (Pinto, 2000).

Ainda segundo Pinto (2000), o início da técnica de compactação é creditada ao

engenheiro norte-americano Proctor que, em 1933, publicou suas observações sobre a

compactação de aterros, mostrando que, aplicando-se uma certa energia de compactação

ao solo, a massa específica resultante é função da umidade em que o solo estiver.

Quando se compacta com umidade baixa, o atrito entre as partículas é muito alto e não

se consegue uma significativa redução dos vazios. Para umidades mais elevadas, a água

provoca um certo efeito de lubrificação entre as partículas, que deslizam entre si,

acomodando-se num arranjo mais compacto.

Segundo Vargas (1978), a compactação é um processo mecânico, pelo qual se procura,

por aplicação de peso ou apiloamento, aumentar a densidade aparente do solo lançado e,

portanto, aumentar-lhe a resistência.

27

Na compactação, as quantidades de partículas e de água permanecem constantes e o

aumento da massa específica de um solo durante a compactação deve-se a eliminação

de ar dos vazios. Esta saída de ar é facilitada porque, quando a umidade não é muito

elevada, o ar se encontra em forma de canalículos intercomunicados. A redução do

atrito pela água permite uma massa específica maior quando o teor de umidade é maior.

A partir de um certo teor de umidade, entretanto, a compactação não consegue mais

expulsar o ar dos vazios pois o grau de saturação já é elevado e o ar está ocluso (envolto

por água). Há, portanto, para a energia aplicada, um certo teor de umidade, denominado

umidade ótima, que conduz a uma massa específica máxima, ou uma densidade máxima

(Pinto, 2000).

O ensaio de Compactação, também conhecido como ensaio de Proctor foi normalizado

no Brasil pela NBR 7182/86, e é realizado utilizando-se um cilindro padrão de 12,73 cm

de altura por 15,0 cm de diâmetro. Primeiramente, com uma amostra de solo seca, é

acrescentada água até esta amostra atingir uma umidade pré-estabelecida,

posteriormente serão compactadas três camadas de solo dentro do cilindro submetendo

cada uma destas camadas a 26 golpes de um soquete padronizado. Cada camada de solo

compactada deve ocupar cerca de um terço da altura do cilindro. Após o cilindro ser

completamente preenchido determina-se a massa específica do corpo de prova obtido

(peso específico úmido) e, retirando-se uma amostra do seu interior, determina-se a

umidade. Com estes dois valores, determina-se o peso específico seco. Esta operação

deve ser repetida até que o peso específico seco já tenho caído em pelo menos duas

operações sucessivas. Com os dados de peso específico seco e umidade para todas as

amostras plota-se então a curva de compactação, onde o peso específico seco máximo

corresponde à umidade ótima para a compactação.

O teor de umidade real da amostra é calculado de acordo com a Equação 2:

� = (��)�� × 100 (2)

onde:

w = teor de umidade da amostra compactada, expresso em %;

28

Pu = massa da amostra úmida, expresso em gramas;

Ps = massa da amostra seca, expresso em gramas.

A massa específica aparente das amostras foi obtida de acordo com a Equação 3.

� = �� (3)

onde:

γ = Massa específica aparente da amostra compactada, expresso em g/cm³;

Pu = Massa da amostra compactada, expresso em gramas;

V = Volume do molde cilíndrico, expresso em cm³.

As massas específicas aparentes secas das amostras foram obtidas através da Equação 4.

�� = �×��(�� !) (4)

onde:

γs = massa específica aparente seca das amostras compactadas, expresso em g/cm³;

γ = massa específica aparente das amostras compactadas ,expresso em g/cm³;

w = teor de umidade das amostras compactadas, expresso em %.

Um exemplo de curva de compactação obtida neste ensaio é mostrado na Figura 5.

29

Figura 5 - Curva de compactação obtida em ensaio (Fonte: DNIT, 2006).

2.3.4 Resistência à Tração por Compressão Diametral

A Resistência à Tração é um importante parâmetro para a caracterização de misturas

asfálticas. O ensaio mais utilizado para determinação indireta deste parâmetro,

conhecido como ensaio “brasileiro” foi desenvolvido pelo professor Lobo Carneiro no

Rio de Janeiro para avaliar a resistência à tração por compressão diametral de concreto

de cimento Portland.

A configuração deste ensaio considera a aplicação de duas forças, concentradas e

diametralmente opostas de compressão em um cilindro, que geram, ao longo do

diâmetro solicitado, tensões de tração uniformes perpendiculares a esse diâmetro

(Bernucci et. al, 2007). Para a caracterização de misturas asfálticas o ensaio se dá pela

aplicação das forças através de frisos metálicos de 12,7mm de largura no corpo de prova

cinlíndrico Marshall convencional. A influência destes frisos não é considerada no

cálculo da resistência à tração.

O cálculo da resistência à tração é determinado de acordo com a Equação 5:

"# = $%&�' (5)

30

onde:

F = Força aplicada para ruptura do cilindro;

d = Diâmetro do cilindro;

h = Altura do cilindro.

O corpo de prova destinado ao ensaio pode ser obtido diretamente em campo por

extração através de sonda rotativa ou moldado em laboratório, de forma cilíndrica, com

altura de 35 mm a 70 mm e diâmetro de 100±2 mm (Bernucci et. al, 2007).

Este ensaio é padronizado pelas normas vigentes, ABNT NBR 15087 e DNER-ME

138/94 e, de acordo com as mesmas, o cálculo da resistência à tração para misturas

asfálticas assume que o corpo de prova rompe devido à tensão de tração uniforme

gerada ao longo do diâmetro solicitado, que se iguala à tensão máxima admissível do

material ((�� = RT), que está em regime elástico durante todo o ensaio.

2.3.5 Módulo de Resiliência

Os estudos sobre o comportamento resiliente dos materiais usados em pavimentação

foram iniciados na década de 1930 com Francis Hveem, que foi o primeiro a relacionar

as deformações recuperáveis (resiliência) com as fissuras surgidas nos revestimentos

asfálticos. Foi ele também quem adotou o termo “resiliência”, que é definido

classicamente como “energia armazenada num corpo deformado elasticamente, a qual é

devolvida quando cessam as tensões causadoras das deformações” (Bernucci et. al,

2007).

Na mecânica dos pavimentos, convencionou-se chamar de deformação resiliente a

deformação elástica ou recuperável de solos e materiais de pavimentação, sob a ação de

cargas transientes repetidas. No ensaio de módulo de resiliência os materiais são

submetidos a cargas repetidas de duração e freqüência comparáveis àquelas provocadas

pelo tráfego de veículos nos pavimentos. O módulo de resiliência está relacionado à

rigidez, principalmente no estudo de misturas asfálticas, indicando a capacidade de

resistir à deformação (Medina, 1997).

31

Os corpos de prova utilizados neste ensaio são cilíndricos de aproximadamente 63,5

mm de altura e 100 mm de diâmetro moldados no compactador Marshall. O mesmo é

realizado através da aplicação de uma carga repetidamente no plano diametral vertical

dos corpos de prova, fazendo com que essa carga gere uma tensão de tração

transversalmente ao plano de aplicação da carga. Mede-se então o deslocamento

diametral recuperável na direção horizontal correspondente a tensão gerada.

No Brasil o ensaio de Módulo de Resiliência tem o seu procedimento descrito pela

norma DNER-ME 133/94, onde inicialmente, procede-se o acondicionamento do corpo

de prova, aplicando-se 200 repetições de uma carga vertical (P) que produza uma tensão

de tração menor ou igual a 30% da resistência à tração da mesma mistura. A freqüência

de aplicação da carga (P) é de 60 ciclos por minuto, com o tempo de aplicação de carga

de 0,10 segundo e tempo de repouso ou descarregamento de 0,90 segundo. Registram-se

os deslocamentos horizontais máximos após 300, 400 e 500 aplicações da carga (P)

aplicada. O cálculo do módulo de resiliência será determinado de acordo com a

Equação 6:

)" = �∆×+ (0,99760 + 0,2692) (6)

onde:

MR = Módulo de Resiliência, em MPa;

P = Carga vertical repetida aplicada diretamente no corpo de prova, N;

∆ = Deslocamento elástico ou resiliente registrado para 300, 400 e 500 aplicações da carga P, em mm;

2.3.6 Ensaios Triaxiais Cíclicos

O ensaio triaxial cíclico consiste na aplicação de cargas cíclicas com o objetivo de

determinar o comportamento resiliente dos materiais em função do estado de tensões.

Para representar o comportamento são utilizados modelos que relacionam o módulo de

32

resiliência com as tensões atuantes. Os modelos mais conhecidos são o Mr-σ3 (módulo

em função da tensão confinante) e Mr-θ (módulo em função das tensões principais).

A definição do módulo de resiliência é importante para definição do comportamento da

tensão-deformação em camadas estruturais de pavimentos sujeitos a cargas repetidas de

curta duração.

2.4 DOSAGEM DE MISTURAS ASFÁLTICAS UTILIZANDO A

METODOLOGIA MARSHALL

Os conceitos do método Marshall de dosagem de misturas asfálticas foram

desenvolvidos pelo engenheiro norte-americano Bruce Marshall durante a década de

1940 como um procedimento para definir a proporção de agregado e ligante capazes de

resistir às cargas e pressão de pneus de aeronaves militares, sendo este até hoje o

método de dosagem mais utilizado mundialmente. No Brasil tem seu procedimento

descrito pela norma DNER-ME 43/95.

O procedimento para determinação dos parâmetros necessários a uma dosagem será

descrito segundo Bernucci et al.(2007):

1 – Determinação das massas específicas reais do cimento asfáltico de petróleo e dos

agregados que serão utilizados na mistura.

2 – Seleção da faixa granulométrica a ser utilizada de acordo com a mistura asfáltica.

3 – Escolha da composição dos agregados, de forma a enquadrar a mistura dentro dos

limites da faixa granulométrica escolhida.

4 – Escolha das temperaturas de mistura e compactação, a partir da curva viscosidade-

temperatura do ligante escolhido. A temperatura do ligando na hora da mistura com o

agregado dever ser tal que sua viscosidade esteja situada entre 75 e 150 segundos

Saybolt-Furol, não sendo inferior a 107ºC nem superior a 177ºC. A temperatura dos

agregados, por sua vez, deve ser de 10 a 15ºC acima da temperatura definida para o

33

ligante, sem ultrapassar 177ºC. A temperatura de compactação deve ser tal que o ligante

apresente viscosidades na faixa de 125 a 155 segundos Saybolt-Furol.

5 – Adoção de diferentes teores de asfalto para os grupos de corpos de prova a serem

moldados. Cada grupo deve ter no mínimo 3 CPs. De acordo com a granulometria

selecionada, é sugerido um teor de asfalto (T, em %) para o primeiro grupo de CPs, os

outros grupos terão teores de asfalto acima (T+0,5% e T+1,0%) e abaixo (T-0,5% e T-

1,0%), do teor sugerido.

6 – Após o resfriamento e a desmoldagem dos corpos-de prova obtêm-se as dimensões

dos mesmos (diâmetro e altura). A seguir determinam-se para cada CP suas massas seca

(Ms) e submersa em água (Mssub). Com estes valores é possível obter a massa

específica aparente dos CPs (Gmb) que, em comparação com a massa específica

máxima teórica (DMT), vai permitir obter as relações volumétricas típicas da dosagem.

7 – A partir do teor de asfalto do grupo de corpos de prova em questão, ajusta-se o

percentual em massa de cada agregado presente na mistura, levando-se em conta o

acréscimo de massa ocorrido na mistura após a adição de asfalto.

8 – Com base nas porcentagens de agregado e asfalto, e nas massas específicas reais dos

constituintes (Gi), calcula-se a densidade máxima teórica (DMT) correspondente a cada

teor de asfalto considerado usando-se a Equação 7:

3)4 = ��%676

%89789

%8:78:

%;7;

(7)

onde:

%a = porcentagem de asfalto, expressa em relação à massa total da mistura asfáltica;

%Ag, %Am, %f = porcentagens de agregado graúdo, agregado miúdo e fíler, respectivamente, expressas em relação à massa total da mistura asfáltica;

Ga, Gag, Gam, Gf = massas específicas reais do asfalto, do agregado graúdo, do agregado miúdo e do fíler, respectivamente.

34

9 – Cálculo dos parâmetros de dosagem para cada corpo de prova, conforme as

Equações 8, 9 e 10:

Volume dos corpos de prova:

< = )� −)>�� (8)

Massa específica aparente da mistura:

?@A = BC� (9)

Uma vez calculada a massa específica aparente para cada corpo de prova, segue-se o

cálculo dos parâmetros volumétricos a seguir com os valores de Gmb médios

equivalentes a cada teor de asfalto:

Volume de vazios:

<� = DB#�E�DB# (10)

10 – Após as medidas volumétricas, os corpos de prova são submersos em banho-maria

a 60ºC por 30 a 40 minutos. Após este período, determina-se por meio da prensa

Marshall, os seguintes parâmetros mecânicos:

• Estabilidade (N): carga máxima a qual o corpo de prova resiste antes da ruptura,

definida como um deslocamento ou quebra de agregado de modo a causar

diminuição na carga necessária para manter o prato da prensa se deslocando a

uma taxa constante de 0,8mm/segundo;

• Fluência (mm): deslocamento na vertical apresentado pelo corpo de prova

correspondente à aplicação da carga máxima.

Determinação do teor de projeto de ligante asfáltico:

35

O método de dosagem Marshall pode apresentar diversas alternativas para a escolha do

teor de projeto de ligante asfáltico. Segundo Asphalt Institute (1982), a escolha do teor

de asfalto primordialmente para camadas de rolamento em concreto asfáltico é baseada

somente no volume de vazios (Vv) correspondente a 4%, ou o Vv correspondente à

média das especificações. É comum também a escolha se dar a partir da estabilidade

Marshall, da massa específica aparente e do volume de vazios. Nesse caso, o teor de

projeto é uma média de três teores, correspondentes aos teores associados à máxima

estabilidade, à massa específica aparente máxima da amostra compactada e a um Vv de

4% (Bernucci et al., 2007).

2.5 SOLO-CIMENTO

A adição de cimento e água ao solo é uma alternativa para estabilização do solo, quando

se deseja aumentar sua densidade, durabilidade ou resistência, resultando num material

duro, cimentado e de acentuada rigidez à flexão. Para que as condições acima descritas

sejam atingidas, é fundamental o controle de três parâmetros quando da dosagem da

mistura: a quantidade de cimento a ser adicionada, a quantidade de água e a massa

específica aparente seca a ser alcançada após a compactação.

A estabilização química de solos com cimento Portland pode se dar de duas formas

distintas a depender do objetivo, de acordo com Bernucci et al. (2007):

• Para obter-se um enrijecimento significativo do solo, empregam-se percentuais

em massa acima de 5% e denomina-se esta mistura de solo-cimento;

• No caso de melhoria parcial das propriedades, principalmente trabalhabilidade

conjugada com certo aumento da capacidade de suporte, empregam-se

percentuais baixos, da ordem de 3%, denominando-se esta mistura de solo

melhorado com cimento.

Segundo Vargas (1978), de uma forma geral, qualquer solo inorgânico pode ser

estabilizado com cimento; porém para que o processo seja economicamente bem

sucedido, o solo deve atender algumas exigências, não contendo:

36

• Mais que 2% de matéria orgânica;

• Mais que 0,2% de sulfatos;

• Grãos de dimensões maiores que 75 mm.

Seria ainda conveniente que o solo se enquadrasse dentro das seguintes características:

• Porcentagem que passa na peneira de 2” superior a 80%;

• Porcentagem que passa na peneira nº 4 (4,8 mm) superior a 50%;

• Porcentagem que passa na peneira nº40 (0,42 mm) entre 100 e 15%;

• Porcentagem que passa na peneira nº 200 (0,075 mm) inferior a 50%;

• Limite de liquidez do ligante, inferior a 45.

Segundo Marques (2003), através do desenvolvimento das reações químicas que são

geradas na hidratação do cimento, tem-se o processo de estabilização do solo com o

cimento. A partir daí, desenvolvem-se vínculos químicos entre as superfícies dos grãos

do cimento e as partículas de solo que estão em contato com o mesmo. Nos solos

granulares desenvolvem-se vínculos de coesão nos pontos de contato entre os grãos, e

nos solos argilosos, a ação da cal gerada sobre a sílica e a alumina do solo resulta no

aparecimento de fortes pontos entre as partículas de solo, sendo assim estes solos

respondem melhor à estabilização com comento, já que nos solos argilosos a reação da

cal gerada na hidratação e os argilominerais ocasionam uma queda no PH da mistura,

afetando a hidratação e o endurecimento do cimento.

Os procedimentos e dosagem do solo cimento para a determinação do teor de cimento

capaz de estabilizá-lo são normatizados pela NBR 12253/1992. De acordo com Vargas

(1978), a dosagem do solo-cimento é feita em corpos de prova compactados no cilindro

de Proctor como no ensaio normal de compactação. O teor de cimento dos corpos de

prova é fixado em valores próximos, acima e abaixo do que se pretende adotar em

campo. O método de ensaio de compactação da mistura solo-cimento é o mesmo que o

do ensaio normal de compactação, entretanto, devido a hidratação do cimento é

necessário que este ensaio seja feito o mais rapidamente possível. Os corpos de prova,

correspondentes às massas específicas aparentes secas máximas e umidade ótima, são

retirados dos cilindros e deixados em estufa a fim de se realizar a hidratação do cimento.

37

Em camada de base em pavimentos asfálticos, o emprego de solo-cimento tem-se

mostrado bastante resistente e durável desde que a mistura esteja bem dosada, sejam

respeitados os prazos máximos de mistura, espalhamento e compactação, seja

minimizada a ocorrência excessiva de trincas por retração, e o subleito tenha boa

capacidade de suporte para que o solo-cimento seja compactado de forma eficiente. O

trafego deve ser liberado em geral após 14 dias de cura. O solo-cimento também tem

sido utilizado com sucesso como sub-base de pavimentos de concreto de cimento

Portland. Valores de módulo de resiliência de solo-cimento variam de 2.000 MPa até

mesmo acima de 10.000 MPa. A resistência à tração varia entre 0,6 e 2,0 MPa,

dependendo do teor de cimento e do tipo de solo. Segundo as especificações de norma,

a resistência à compressão simples mínima deve ser de 2,1 MPa, mas pode chegar até

cerca de 7 a 8 MPa, dependendo do teor de cimento e natureza do solo (Bernucci et al.,

2007).

2.6 BRITA GRADUADA TRATADA COM CIMENTO

A brita graduada tratada com cimento (BGTC) tem sido bastante utilizada,

principalmente em pavimentos de vias com alto volume de tráfego. No Brasil, seu uso

começou a ser difundido a partir do final da década de 1970. A BGTC é empregada

geralmente como base de pavimentos com revestimentos betuminosos, porém também é

empregada como base de pavimentos intertravados ou sub-base de pavimentos de

concreto.

Segundo Bernucci et al. (2007), a Dersa, no estado de São Paulo, utilizou nas décadas

de 1970 e 1980, em vários de seus pavimentos asfálticos semi-rígidos, a BGTC como

base. Na década de 1990, passou a empregar a brita graduada simples como base e a

BGTC como sub-base em pavimentos asfálticos, denominados neste caso de

pavimentos semi-rígidos invertidos.

Na BGTC, em princípio, usa-se o mesmo material da brita graduada simples, porém

com adição de cimento na proporção de 3 a 5% em peso. Recomenda-se que seja

compactada a pelo menos 95% da energia modificada para aumento de resistência e

durabilidade. A BGTC, devido à cura do cimento, apresenta retração, levando ao

aparecimento de fissuras e trincas. Estes problemas podem levar à reflexão destas

38

trincas ao revestimento asfáltico no caso do emprego da BGTC como material de base

(Balbo, 1993). Por este motivo, tem-se empregado com freqüência a BGTC em

pavimentos semi-rígidos invertidos como material de sub-base para evitar a reflexão das

trincas para o revestimento (Suzuki, 1992). Normalmente, os valores de módulo de

resiliência encontrados em BGTC variam de 3.000 a 12.000 MPa.

2.7 MÉTODO DE DOSAGEM DE MISTURAS ASFÁLTICAS RECIC LADAS

PROPOSTO POR CASTRO NETO

Um dos principais problemas enfrentados durante a recuperação de ligantes asfálticos

para reciclagem do material fresado se deve a contaminação do ligante por solvente ou

fíler durante o processo de extração.

Baseado nisso, Castro Netro (2000), propôs um procedimento que prescinde da extração

e caracterização do ligante do material fresado. Este método considera o comportamento

da mistura reciclada com diferentes valores de teor de ligante novo adicionado através

da avaliação dos valores de Módulo de Resiliência e Resistência à Tração.

Segundo Bernucci et al. (2007), o procedimento inicia-se através da determinação do

intervalo de Módulo de Resiliência e Resistência à Tração que se deseja que a mistura

apresente. Após isto, define-se a composição granulométrica que a mistura irá

apresentar, ou seja, a porcentagem de material fresado e de agregados novos. Com estes

parâmetros selecionados, confeccionam-se os corpos de prova com diferentes teores de

ligante novo. Então, são avaliados os valores de Módulo de Resiliência e Resistência à

Tração obtidos com os corpos de prova, e seleciona-se o teor de ligante mais adequado à

mistura.

Por fim, para a definição final do teor de projeto é necessária a determinação do Volume

de Vazios (Vv), necessitando, primeiramente, calcular o valor da massa específica

máxima.

39

2.8 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL DE PAVIMENTOS

De acordo com o manual de restauração do DNIT (2006), existem dois procedimentos

para a realização de uma avaliação estrutural para pavimentos flexíveis, que são: DNER

PRO – 01/79 (Procedimento A) e DNER PRO – 011/79 (Procedimento B). Para este

trabalho, foi utilizado e avaliado somente o DNER PRO – 011/79 (Procedimento B).

O procedimento B do DNER PRO – 011/79, de acordo com o DNIT (2006) faz

referência às seguintes normas:

• DNER 001/78 (Terminologia: Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-

rígidos);

• DNIT 006/2003 (Procedimento: Avaliação objetiva da superfície de pavimentos

flexíveis e semi-rígidos);

• DNER – 024/94 (Método: Determinações das deflexões no pavimento pela viga

Benkelman).

2.8.1 Medidas Deflectométricas

Este método visa avaliar e verificar o deslocamento vertical que acontece nas camadas

da estrutura de um pavimento quando este é submetido a um carregamento.

Segundo o DNER – 024/94 (Método: Determinações das deflexões no pavimento pela

viga Benkelman), o carregamento usado para fornecer as deflexões do pavimento para

se fazer a avaliação estrutural é o eixo simples de roda dupla de 8,2 toneladas, com 80

psi de pressão nos pneus.

Ainda de acordo com o DNER – 024/94, a fórmula para se calcular a deflexão do

pavimento é obtida pela Equação 11:

3F = (GF − GH) I AJ (11)

onde:

Lo = leitura inicial feita pela viga Benkelman;

40

Lf = leitura final feita pela viga Benkelman;

a = dimensões da viga Benkelman;

b = dimensões da viga Benkelman.

2.8.2 Deflexão de Projeto

De acordo com o DNER PRO – 011/79, a época mais indicada para se realizar medições

das deflexões, é logo após as estações chuvosas. Isso ocorre, pois é neste período que o

subleito está com o máximo de umidade. Como em algumas regiões isto não é possível

acontecer, utiliza-se um fator de correção sazonal para as deflexões obtidas em qualquer

época mais desfavorável.

O Quadro 3 mostra os valores de fator de correção sazonal (DNER PRO - 011/79).

Quadro 3 - Fatores de correção sazonal

Para o cálculo da Deflexão de projeto (Dp), segundo o (DNER PRO - 011/79 é

necessária a determinação do fator de correção sazonal (Fs) e da deflexão recuperável

característica (Dc), através da Equação 12:

3K = 3LMNO (12)

onde:

Dc = valor da deflexão característica, é dado através da análise estatística das deflexões

recuperáveis. (DNER PRO - 011/79).

Fs = fator de correção sazonal, é obtido de acordo com o Quadro 3.

Estação seca Estação chuvosa

1,1 - 1,3 1

1,2 - 1,4 1

Arenoso e permeável

Arenoso e sensível a

umidade

Natureza do subleitoFator de Correção Sazonal - Fs

41

2.8.3 Deflexão Admissível (Dadm)

A deflexão admissível é calculada para que se evite o surgimento de trincas no

revestimento do pavimento. Logo a deflexão do pavimento deve ser menor que a

deflexão admissível (Dadm). O seu valor depende de variáveis como os materiais

constituintes do revestimento e da base do pavimento, o número de solicitações N de

eixos equivalentes ao eixo padrão de 8,2 toneladas (DNER PRO - 011/79).

Segundo o DNER PRO - 011/79, para pavimentos flexíveis, com revestimento

betuminoso, executado sob base de material granular, o valor da deflexão admissível

(Dadm), em 0,01 mm se dá pela Equação 13:

log 3IS@ = 3,01 − 0,174 logV (13)

onde:

N = número de solicitações do eixo padrão de 8,2 toneladas.

2.8.4 Raio de Curvatura

De acordo com o DNER PRO - 011/79, os valores do raio de curvatura são calculados

através da Equação 14:

" = W$X�$(D��D$X) (14)

onde: o valor de D25 representa o valor de deflexão recuperável que ocorre em um

pavimento quando é realizada a leitura inicial logo após o veículo padrão ter se

deslocado 25 cm para frente.

De acordo com o DNIT (2006), quanto maior o valor do raio de curvatura, melhor é o

comportamento da estrutura do pavimento.

42

2.9 CÁLCULO DE REFORÇO DE PAVIMENTO

De acordo com DNIT (2006), a espessura do reforço do pavimento é calculado de

acordo com o DNER PRO - 011/79, o qual possui um procedimento bastante simples.

Segundo este procedimento, a espessura do reforço do pavimento é calculada segundo

as hipóteses II e III, pela fórmula desenvolvida pelo engenheiro argentino Celestino

Ruiz, dada pela Equação 15:

YLA = Z. \F] DpDadm (15)

Onde:

Hcb = espessura do reforço do concreto asfáltico;

k é o fator de redução da deflexão (k = 40 para concreto asfáltico);

Dp = deflexão Benkelman de projeto, sob carga de 8,2 toneladas;

Dadm = deflexão admissível pelo reforço.

Esta equação vale para as hipóteses em que o pavimento ainda se encontra numa fase

elástica.

2.10 Programa Computacional Elsym 5

O programa computacional ELSYM 5, permite a avaliação e o dimensionamento de um

reforço de pavimento reciclado, através de uma análise racional das estruturas, a partir

do cálculo de deflexões, tensões e deformações que atuam nas camadas de um sistema

estratificado, solicitado por cargas externas. Este sistema computacional permite

calcular os esforços em qualquer ponto de uma estrutura com até 5 camadas, sob a ação

de até 10 cargas, considerando que estas apresentam elasticidade linear (DNIT, 2006).

43

CAPÍTULO 3 - METODOLOGIA E MATERIAIS

Neste capítulo serão abordadas a metodologia de trabalho, a procedência dos materiais

utilizados e a relação de ensaios empregados nesta pesquisa. Os ensaios realizados

tiveram o intuito de caracterizar e avaliar o desempenho de misturas envolvendo

material fresado reciclado, simulando situações de aplicação das mesmas em camadas

de revestimento de pavimentos.

Primeiramente, foi avaliada a reciclagem com adição do material fresado a um agregado

virgem (brita graduada) e cimento Portland, com o objetivo de simular o

reaproveitamento da mistura como camada de base. Para caracterização destas misturas

foram realizados ensaios de granulometria, ensaio de compactação, ensaio de

compressão simples, ensaio de tração por compressão diametral, ensaio de módulo de

resiliência e ensaios triaxiais cíclicos.

Na segunda parte da pesquisa, foi avaliada a reciclagem do material fresado com adição

de agregado virgem (brita graduada) e ligante asfáltico virgem, simulando o

reaproveitamento do material fresado como material constituinte de um novo

revestimento asfáltico. Para os ensaios envolvendo este tipo de mistura, os corpos de

prova foram dosados através da metodologia Marshall. Para a caracterização do ligante,

foram feitos ensaios de penetração, ponto de amolecimento anel e bola e viscosidade

Saybolt–Furol. Para as misturas de revestimento asfáltico foram realizados ensaios de:

análise granulométrica, ensaio de módulo de resiliência e ensaio de tração por

compressão diametral.

3.1 MATERIAL FRESADO

O material fresado utilizado na realização desta pesquisa é proveniente da Avenida

Beira Mar Norte em Florianópolis, Santa Catarina. Esta avenida teve seu revestimento

asfáltico substítuído no final do ano de 2010. Este material se encontrava estocado no

depósito da Prefeitura Municipal de Florianópolis, localizado no Bairro do Itacorubi e

está apresentado na Figura 6. Este material teve uma vida útil de aproximadamente 28

anos e é resultante da fresagem de 40 mm de revestimento de concreto asfáltico.

44

Figura 6 - Material fresado, estocado no pátio da Prefeitura Municipal de Florianópolis

A coleta do material foi feita removendo o material de diferentes pontos do monte

estocado no pátio da prefeitura. Foram retirados cerca de 400 Kg, depositados em barris

metálicos e posteriormente tampados com vedação para preservação da amostra contra

as intempéries naturais. Antes da realização de todos os ensaios, as amostras de material

fresado foram secadas ao ar.

Foi observado no material, a presença de grumos, os quais foram destorroados

manualmente e homogeneizados posteriormente.

3.1.1 Caracterização do Material Fresado

A caracterização do material fresado foi realizada através dos ensaios de análise

granulométrica por peneiramento e ensaio para a determinação do teor de betume.

3.1.1.1 Análise granulométrica por peneiramento

Inicialmente foram realizados ensaios de granulometria através de peneiramento,

conforme preconiza a norma NBR 7181/84.

45

O destorroamento foi realizado para desfazer os grumos formados por agregados unidos

pelo ligante asfáltico, que não foram desfeitos durante a fresagem. Para que este

destorroamento fosse feito sem que o material perdesse suas características, foi

averiguada a necessidade de que este permanecesse por um tempo não superior a 30

minutos na estufa a uma temperatura aproximada de 110°C. Após este procedimento, os

grãos que foram destorroados puderam ser utilizados novamente nos ensaios. Verificou-

se com isto um aumento na quantidade de material fino, o que é justificado pelo uso do

solvente no ensaio de determinação do teor de ligante que promove a separação dos

agregados ainda contidos nos grumos que não foram separados durante o

destorroamento.

3.1.1.2 Determinação do teor de ligante

O ensaio de determinação do teor de ligante presente material fresado foi realizado de

acordo com a norma DNER – ME 053/94, utilizando-se o aparelho ROTAREX. Neste

estudo em laboratório foi utilizado o solvente tricloroetileno para dissolver o material

fresado. O valor do teor de asfalto que foi encontrado no material fresado estudado é

apresentado no capítulo 4. As Figuras 7 e 8 mostram o procedimento de ensaio.

46

Figura 7 - Aparelho ROTAREX, filtro de papel e solvente

Figura 8 - Adição do solvente

3.2 AGREGADOS VIRGENS

Os agregados virgens utilizados nesta pesquisa são provenientes de pedreira comercial

pertencente à empresa Sulcatarinense S. A., localizada na cidade de Biguaçu, na região

metropolitana de Florianópolis, Santa Catarina, a qual é apresentada na Figura 9. O

material é do tipo granítico em sua fração graúda e miúda, esta última composta por pó

de pedra resultante das etapas de britagem. Os parâmetros dos ensaios de granulometria,

abrasão Los Angeles, densidades e equivalente de areia foram obtidos da própria

empresa fornecedora do material, que o produz em larga escala para utilização em

diversas obras rodoviárias da Grande Florianópolis. Os resultados destes parâmetros

também serão apresentados no próximo capítulo.

47

Figura 9 - Pedreira da Empresa Sulcatarinense

3.2.1 Caracterização dos Agregados Virgens

3.2.1.1 Granulometria dos Agregados

A granulometria dos agregados virgens (novos) foi determinada de acordo com as

normas DNER-ME 83/98. O agregado virgem fornecido constitui-se em uma brita

graduada enquadrada na faixa “A” do DNIT para camada de base.

3.2.1.2 Desgaste por Abrasão Los Angeles

O ensaio de desgaste por abrasão Los Angeles foi realizado de acordo com a norma do

DNER – ME 035/98. Neste ensaio uma amostra de agregado com cerca de 5000 gramas

é submetida a 500 ou 1000 revoluções no interior do cilindro de um equipamento

padronizado. Um número variado de esferas de aço, conforme a granulometria da

amostra, é adicionada no cilindro, induzido impactos nas partículas durante as suas

revoluções. O resultado é avaliado pela redução de massa dos agregados retidos na

peneira n° 12 (1,7mm) em relação à massa inicial da amostra especificada conforme a

Equação 16 (Bernucci, et al):

Gc = Bd�BeBd M100 (16)

48

onde:

Mi = massa inicial;

Mf = massa final.

3.2.1.3 Massa específica aparente seca e umidade ótima

A massa específica aparente e a umidade ótima da brita graduada utilizada neste

trabalho foram determinados de acordo com a norma NBR 7182/86. Os valores obtidos

são apresentados no Capítulo 4.

3.2.1.4 Ensaio de Equivalente Areia

O ensaio de equivalente areia é descrito na norma DNER-ME 054/97. Este ensaio

determina a relação entre a altura de areia depositada em um frasco contendo uma

solução aquosa de cloreto de sódio adicionada após 20 minutos de sedimentação, e a

altura total da areia depositada mais os finos (silte e argila) em suspensão após aquele

tempo de sedimentação.

3.3 ESTUDO DA RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO POR TLAND

3.3.1 Considerações Iniciais

Para representar o processo de reciclagem de pavimentos flexíveis com adição de

cimento Portland executado em campo, esta fase da pesquisa teve como objetivo um

estudo detalhado da evolução da resistência mecânica em relação ao tempo de uma

camada composta por material fresado e brita graduada, adicionando-se a esta mistura

porcentagens pré-estabelecidas de cimento. Este caso específico de reciclagem de

pavimentos é realizado com o intuito de que a composição de material fresado, brita

49

graduada e cimento se comporte como uma camada de base para um novo revestimento

asfáltico a ser posteriormente executado.

Os ensaios de caracterização realizados foram o ensaio de análise e composição

granulométrica, ensaio de compactação, ensaio de compressão simples, ensaio de tração

por compressão diametral, ensaio de módulo de resiliência e ensaios triaxiais cíclicos.


Material Fresado

Para o estudo da adição de cimento na mistura de brita graduada com material fresado,

inicialmente, foi feito o ensaio de granulometria por peneiramento do agregado virgem

e do material fresado, separadamente e de acordo com a norma NBR DNIT – ES

303/97, para britas graduadas. Logo depois, analisando a granulometria de cada

material, foi elaborada uma composição para a mistura dos dois materiais, de modo que

esta se enquadrasse dentro de alguma das faixas granulométricas para emprego em

camadas de base classificadas pelo DNIT. O objetivo foi selecionar a composição

granulométrica que melhor se encaixasse dentro de alguma das faixas pré-estabelecidas,

sem a necessidade de adição de algum outro material além da brita graduada e do

material fresado. Com isso, a granulometria que melhor atendeu estes requisitos

apresentou uma composição de 30% de material fresado e 70% de brita graduada, se

enquadrando dentro da faixa “A”. Esta proporção representaria em campo uma

reciclagem contemplando uma espessura de revestimento de 6 cm com 14 cm de

camada de base.


Aparente Seca

O ensaio de compactação foi realizado de acordo com a norma NBR 7182/86. O

objetivo do ensaio foi determinar o teor ótimo de umidade e a massa específica

aparente. Neste ensaio, foi utilizada uma dosagem de referência utilizando-se a

50

composição já selecionada de 70% de brita graduada simples com 30% de material

fresado. A isto, ainda foi acrescentado 3% de cimento Portland em relação à massa total

seca da mistura. O teor de cimento de 3% foi escolhido por ser um valor de referência,

normalmente empregado nos serviços de reciclagem com adição de cimento (Gusmão,

2008).

Logo depois, homogeneizou-se a mistura de brita graduada, material fresado e cimento

Portland para depois serem moldados 5 corpos de prova, cada qual com teores de

umidade diferentes. Foram adicionados os teores de umidade de 5, 6, 7, 8 e 9%. Os

corpos de prova foram moldados em 5 camadas, sendo cada uma delas compactada

através da aplicação de 26 golpes a uma altura de queda de 30,5 cm, utilizando o

cilindro e o soquete grande, o qual possui 2,5 kg, representando a energia Proctor

Intermediária. Pesou-se o cilindro antes e depois de colocar a mistura. Depois de

compactados, extraiu-se o corpo de prova do cilindro através de um extrator hidráulico e

coletou-se uma amostra com cerca de 500 gramas de cada corpo de prova, sem reuso de

material. A amostra foi colocada na estufa durante um período de 24 horas até atingir a

constância de peso para se determinar a massa específica aparente seca e seu teor ótimo

de umidade. Os valores obtidos estão apresentados no capítulo 4. As Figuras de 10 a 13

mostram a realização do procedimento em laboratório.

Figura 10 - Adição de água à mistura de brita, material fresado e 3% de cimento

Figura 11 - Mistura já umidificada

51

Figura 12 - Compactação dos corpos de prova

Figura 13 - Corpo de prova já moldado

3.3.4 Resistência à Compressão Simples da Mistura de Brita Graduada e Material

Fresado com Adição de Cimento

Com o intuito de testar a resistência de uma camada de base composta com material

fresado, brita graduada e adição de cimento, foram realizados ensaios de compressão

simples, conforme a NBR 12025/90. Para a realização deste ensaio foram moldados

corpos de prova com os teores de 2, 3 e 4% de cimento Portland, em relação massa total

das misturas, sendo seis corpos de prova para cada teor, totalizando 18 corpos de prova.

Para promover a hidratação do cimento e representar a evolução da resistência com o

decorrer do tempo para liberação do tráfego, o rompimento dos corpos de prova foi

programado da seguinte forma: 2 corpos de prova de prova foram rompidos aos 3 dias

de cura, 2 corpos de prova aos 7 dias de cura e 2 corpos de prova aos 28 dias de cura,

isto para cada teor de cimento estipulado.

A execução da mistura seguiu a mesma dosagem adotada no ensaio de compactação, ou

seja, 70% de brita graduada e 30% de material fresado com adição dos diferentes teores

de cimento já citados. A estes materiais ainda acrescentou-se água até que as misturas

atingissem o teor de umidade ótimo obtido no ensaio de compactação.

52

Os cilindros utilizados para a moldagem dos corpos de prova no ensaio de compressão

simples foram os moldes 10 x 20 cm. Os corpos de prova foram moldados em cinco

camadas, cada uma possuindo em torno de 4 cm de altura e compactadas com 19 golpes

cada, correspondente a energia Proctor intermediária.

Depois de moldados, os corpos de prova foram envoltos por uma embalagem plástica e

colocados na câmara úmida do Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC),

onde permaneceram por todo o período estipulado para a cura. A opção de manter os

corpos de prova na câmara úmida, a qual possui umidade relativa constante de 95%, se

deu para que fosse preservado o teor ótimo de umidade dos mesmos.

Os corpos de prova foram rompidos em uma prensa SHIMADZU, também localizada

no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC). As Figuras de 14 a 17

mostram o procedimento de moldagem dos corpos de prova em laboratório.

Figura 14 - Moldagem dos corpos de prova

Figura 15 - Compactação de corpo de prova

53

Figura 16 - Escarificação realizada entre a compactação de diferentes camadas

Figura 17 - Corpo de prova moldado

3.3.5 Resistência à Tração por Compressão Diametral.

Os ensaios de resistência à tração por compressão diametral foram realizados de acordo

com a norma NBR 7222/94. Foi utilizada a mesma dosagem de brita graduada e

material fresado dos procedimentos anteriores, variando-se o teor de cimento de 2, 3 e

4% em relação à massa total da mistura.

A moldagem dos corpos de prova se deu através do compactador mecânico tipo

Marshall, sendo aplicados 75 golpes em cada face dos mesmos. Ao todo foram

moldados corpos de prova submetidos aos períodos de cura de 7 e 28 dias, a fim de que

fosse avaliada a evolução da resistência das misturas como decorrer de diferentes

períodos de hidratação do cimento. A umidade utilizada para confeccionar os corpos de

prova foi o teor ótimo de umidade, calculado no ensaio de compactação.

O item 3.4.5.1 explica o procedimento de ensaio. As Figuras de 18 a 21 mostram o

procedimento de moldagem dos corpos de prova em laboratório.

54

Figura 18 - Moldagem dos corpos de prova

Figura 19 - Compactador Marshall em funcionamento

Figura 20 - Corpo de prova sendo retirado com o extrator hidráulico

Figura 21 - Corpos de prova embalados antes de serem colocados na câmara úmida

Os corpos de prova foram moldados na prensa Marshall do Laboratório de

Pavimentação (LABPAV).

55

3.3.6 Ensaio de Módulo de Resiliência

O ensaio de módulo de resiliência foi realizado de acordo com a norma DNER – ME

133/94. O procedimento de moldagem dos corpos de prova foi o mesmo utilizado no

ensaio de tração por compressão diametral, ou seja, moldados no compactador Marshall

e dosados com o mesmo tipo de material. Porém, o tempo de cura foi estabelecido em

28 dias. O item 3.4.5.2, explica o procedimento de ensaio.

3.3.7 Ensaios Triaxiais Cíclicos

Para a execução dos ensaios triaxiais de carregamento repetido, foi utilizado um

aparelho constituído de uma câmara, onde se aplicam os carregamentos através de um

sistema pneumático de ar comprimido e reguladores de pressão. Esta câmara possui

sensores LVDT, que medem as deformações resilientes decorrentes da aplicação das

cargas. Estes sensores, por sua vez, estão ligados a um computador, que interpreta os

dados fornecidos pelo aparelho e calcula o Módulo de Resiliência em função da tensão.

A moldagem dos corpos de prova para esta série de ensaios foi a mesma utilizada para o

ensaio de compressão simples, seguindo a mesma dosagem, os mesmos teores de

cimento Portland e o mesmo teor de umidade ótima. Foram adotados como tempo de

cura para a realização deste ensaio os intervalos de 14 e 28 dias.

As fotos 22 e 23 mostram a realização deste procedimento no Laboratório de

Pavimentação.

56

Figura 22 - Ensaio triaxial em andamento

Figura 23 - Dados fornecidos durante o ensaio

3.4 MISTURAS ASFÁLTICAS A QUENTE

3.4.1 Considerações Iniciais

Neste trabalho foram dosados dois tipos de misturas asfálticas a quente, a primeira

constitui uma mistura de referência, composta por ligante asfáltico e agregados virgens,

enquanto a segunda consiste na mistura asfáltica reciclada, alvo das análises desta etapa,

composta por 70% de agregado virgem e 30% de material fresado com adição de ligante

novo.

Primeiramente, foram realizados os ensaios referentes à caracterização do ligante, como

ensaio de penetração, ponto de amolecimento e viscosidade Saybolt-Furol. A dosagem

da mistura de referência se deu utilizando a metodologia Marshall e a dosagem para

misturas recicladas a quente seguiu o método proposto por Castro Neto (2000). Após

isto, foram executados os ensaios de caracterização mecânica das misturas em estudo,

que compreendem os ensaios de resistência à tração por compressão diametral e ensaio

de módulo de resiliência, com a finalidade de comparação entre os resultados

apresentados pela mistura de referência e pela mistura composta por material reciclado.

57

3.4.2 Ensaios de Caracterização do Ligante

Os ensaios de caracterização do ligante utilizado para a dosagem das misturas asfálticas

desta pesquisa foram realizados a fim de verificar o enquadramento dos mesmos nas

respectivas especificações técnicas. O ligante utilizado neste trabalho foi o CAP 50/70

fornecido pela “GRECA ASFALTOS”, procedente da REPAR, localizada em São José

dos Pinhais no Paraná.

Devido à falta de equipamentos disponíveis nas instalações da UFSC, não foi possível

realizar a recuperação de ligante do material fresado. Sendo assim não foram realizados

os ensaios de caracterização do ligante envelhecido que se encontra na amostra de

material fresado.

3.4.2.1 Ensaio de Penetração

Através deste ensaio, obtêm-se os valores da penetração e avalia-se a consistência do

cimento de petróleo asfáltico (CAP). O ensaio de penetração consiste em medir a

distância percorrida em décimos de milímetros por uma agulha padronizada sob certas

condições determinadas (temperatura de 25°C, tempo de penetração de 5 segundos e

100 gramas). A norma NBR ABNT 6576/98 descreve os procedimentos do ensaio. A

Figura 24 mostra o aparelho analógico de penetração.

58

Figura 24 - Ensaio de Penetração

3.4.2.2 Ensaio de Ponto de Amolecimento Anel e Bola

O ensaio de ponto de amolecimento determina a temperatura em que o asfalto amolece

quando aquecido sob condições padronizadas. Este ensaio ajuda a definir um ponto de

fusão para o ligante. O ponto de amolecimento anel e bola é a mais baixa temperatura

na qual uma esfera metálica de massa padronizada atravessa um anel preenchido com o

ligante, atendendo condições padronizadas. O ensaio está normalizado e acordo com a

norma ABNT NBR 6560.

3.4.2.3 Ensaio de Viscosidade Saybolt-Furol

A viscosidade Saybolt-Furol é outra forma também de medir a consistência (velocidade

de escoamento) do material asfáltico. O ensaio consiste em medir o tempo em segundos

que uma amostra, a uma determinada temperatura, leva para completar a marca de 60

ml de um frasco de vidro padronizado, passando pelo orifício do viscosímetro. O ensaio

padronizado consta na norma ABNT NBR 14756/2001.

59

A viscosidade relacionada com a temperatura é uma forma adequada para se determinar

a temperatura de trabalho dos ligantes e misturas asfálticas.

3.4.3 Dosagem das Misturas Asfálticas

Como já citado, foram dosados dois tipos de misturas asfálticas. Na mistura asfáltica de

referência, utilizando somente agregados virgens, a dosagem foi realizada de acordo

com a metodologia Marshall, seguindo a norma DNER – ME 43/95. Já na dosagem das

misturas asfálticas recicladas, foi utilizado o método proposto por Castro Neto (2000),

sem a recuperação do ligante envelhecido presente no material fresado. A composição

granulométrica desta mistura foi definida com 70% de material virgem e 30% de

material fresado em relação a sua massa total. Vale ressaltar que este material virgem

não foi o mesmo utilizado no estudo da reciclagem com adição de cimento. Esta etapa

do estudo teve o intuito de simular a reciclagem de uma camada de revestimento

asfáltico, com adição de uma porcentagem de material virgem para que o material

fresado tivesse sua granulometria corrigida e enquadrada nas faixas do DNIT para

revestimento asfáltico.

3.4.4 Determinação da Massa Específica Teórica através do Método RICE

A obtenção da massa específica teórica para as misturas asfálticas de referência e

recicladas se deu através do método RICE, no qual são apresentados os procedimentos

do ensaio (Bernuci, et al):

• Inicialmente foram pesados 1500 gramas das misturas recicladas com os teores

de ligante novo para 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 e 4,0%;

• Em seguida, foi preenchido com água a uma temperatura de 25°C até encobrir as

misturas;

• Depois, foi aplicada uma pressão de vácuo residual no recipiente de 30 mmHg

por um período de 15 minutos, para que se expulse o ar existente entre os

agregados recobertos pelo ligante

60

• Depois de aplicado o vácuo, é restabelecida a pressão ambiente no recipiente.

Completou-se o recipiente com água, então o conjunto mistura, recipiente e

água, é imerso em banho térmico para se obter o equilíbrio de tempertura e

posteriormente pesado.

Os valores do ensaio são determinados pela Equação 17:

?@@ = ff g h M0,9971 (17)

onde:

A= massa da amostra seca em ar (g);

B= massa do recipiente com volume completo com água (g);

C=massa do recipiente + amostra submersa em água (g).

3.4.5 Ensaios de Caracterização Mecânica da Mistura Asfáltica de Referência e da

Mistura Asfáltica Reciclada

Foram moldados 6 corpos de prova para a mistura de referência e 3 corpos de prova

para cada teor de ligante adotado nas misturas contendo material fresado. Ao todo foram

dosadas 5 tipos de mistura com material fresado, com teores de ligante novo de 2% a

4% da massa total, variando a cada 0,5%. Estas amostras foram moldadas no

compactador Marshall, onde se aplicou 75 golpes em cada uma de suas faces.

Determinou-se sua massa específica teórica segundo o método RICE, para calcular os

parâmetros volumétricos das misturas compactadas (Vv, RBV). Estes parâmetros serão

mais bem detalhados no próximo capítulo.

Para a caracterização mecânica das misturas asfálticas foram realizados os ensaios de

resistência a tração por compressão diametral e ensaio de módulo de resiliência.

As Figuras 25 e 26 mostram os corpos de prova moldados para a mistura de referência e

para as misturas recicladas, respectivamente.

61

Figura 25 - Corpos de prova da mistura de referência

Figura 26 - Corpos de prova da mistura reciclada

3.4.5.1 Resistência à Tração por Compressão Diametral (RT)

O ensaio de determinação da resistência à tração para as misturas asfálticas analisadas

seguiu a metodologia proposta na norma (DNER – ME 138/94). Foram confeccionados

três corpos de prova, previamente confinados em uma câmara por um período de no

mínimo de quatro horas, a uma temperatura constante de 25°C.

As moldagens dos corpos de prova foram feitas de acordo com o procedimento da

metodologia da dosagem Marshall de acordo com a norma DNER – ME 43/95

Na realização do ensaio, colocou-se o corpo de prova no molde na parte inferior, fez-se

um ajuste e então foi aplicada uma força através dos frisos metálicos de 12,7mm de

largura com curvatura adequada ao corpo de prova cilíndrico. Aplica-se um

deslocamento a uma velocidade de 0,8 mm/s, até que aconteça a ruptura do corpo de

prova, segundo um plano diametral. Faz-se a leitura de forma analógica através de um

relógio, que multiplicado pela constante do aparelho, dará o valor de carga aplicada.

Fez-se a determinação de três Resistências à Tração para a mistura de referência e uma

determinação para cada dosagem da mistura reciclada. A Figura 27 mostra os corpos de

prova após o rompimento à tração.

62

Figura 27 - Corpos de prova após o rompimento à tração

3.4.5.2 Ensaio de Módulo de Resiliência (MR)

O ensaio de módulo de resiliência foi determinado de acordo com a norma (DNER –

ME 133/94). A moldagem dos corpos de prova procedeu-se da mesma maneira

realizada para os ensaios de resistência à tração.

Foram ensaiados dois corpos de prova para cada tipo de mistura, tanto a de referência

quanto as recicladas. Antes de submetidos ao ensaio, estes foram colocados na câmara,

onde se deu a cura, por no mínimo quatro horas a uma temperatura constante de 25°C.

Posicionaram-se os corpos de prova a serem ensaiados na base da prensa, apoiados no

friso metálico inferior, ajustaram-se os LVDT´s no corpo de prova para medir os

registros de deslocamentos horizontais dos mesmos. Logo depois, assenta-se o pistão de

carga com o friso metálico superior como corpo de prova diametralmente oposto ao

friso metálico inferior. A prensa possui um sistema pneumático que aplica uma carga

pulsante que é controlada através de computador acoplado ao sistema.

Registram-se os deslocamentos máximos após 300, 400 e 500 repetições da carga F,

tomando-se o valor médio calculado para os deslocamentos como o valor médio do

módulo resiliente. Calculou-se então, a média e o desvio padrão para as determinações

do MR. A Figura 28 mostra os corpos de prova sendo submetidos ao ensaio de módulo

de resiliência.

63

Figura 28 - Ensaio de Módulo de Resiliência em andamento

3.5 DIMENSIONAMENTO DE UM PAVIMENTO RECICLADO

3.5.1 Definição dos Segmentos Homogêneos ou sub-trechos

Os segmentos homogêneos ou sub-trechos foram determinados de acordo com o

levantamento deflectométrico através da viga Benkelman. Para o trabalho foi

selecionado e dimensionado o segmento homogêneo de uma rodovia que faz parte do

programa CREMA implementado pelo DNIT para restauração de pavimentos. O

segmento homogêneo 02 possui uma extensão de 700m (estaca 33 a 68) e apresentou o

maior valor de deflexão característico entre todos os segmentos homogêneos da rodovia.

A partir do levantamento deflectométrico obteve-se os parâmetros necessários para

divisão dos segmentos homogêneos entre as quais: estaqueamento ou quilometragem,

perfil de deflexões e raios de curvatura, flechas nas trilhas de rodas, módulos elásticos,

constituição do pavimento existente, defeitos ocorrentes, irregularidade longitudinal e

tráfego solicitante. A partir dos parâmetros definidos, usou-se o método das diferenças

calculadas da AASHTO, que consiste na seguinte seqüência de cálculo (DNIT, 2006):

– Calcula-se o valor médio para toda a rodovia do parâmetro a ser analisado (a deflexão

Benkelman é um dos parâmetros mais usados);

– Calcula-se a diferença entre o valor pontual e o valor médio;

– Calculam-se os valores acumulados das diferenças;

64

– Plota-se um gráfico onde as abscissas são as distâncias e as ordenadas, os valores

acumulados das diferenças.

A variação do coeficiente angular da curva obtida indica uma mudança do

comportamento médio de um determinado segmento para outro, caracterizando

matematicamente, as extremidades dos segmentos homogêneos.

3.5.2 Medidas deflectométricas

O valor da deflexão característica foi calculado através da análise estatística das

deflexões recuperáveis. (DNER PRO - 011/79). Neste trabalho, fez-se a análise através

de dados teóricos, visto que não foi feito na prática a medição. Foram calculados a

deflexão característica, a deflexão media e o desvio padrão.

3.5.3 Raio de Curvatura

Para o trecho escolhido, a determinação se deu através da fórmula para o cálculo do raio

de curvatura do DNER PRO – 011/79. Assim como aconteceu na determinação das

medidas deflectométricas, fez-se uma análise estatística para o trecho calculando assim

o raio médio, o raio característico e seu desvio padrão.

3.5.4 Índice de Gravidade Global (IGG)

Para se determinar o IGG do segmento homogêneo adotado, foram realizados

inventários de ocorrências de defeitos segundo a norma DNIT 006/2003 – PRO. Para se

calcular o IGG, é necessário se obter a média aritmética dos valores médios entre TRI e

TRE, e da média aritmética das variâncias dessas flechas. As Equações 18 e 19 mostram

estes cálculos:

i = Ʃkdl (18)

65

m = nƩ(kd�k)ol�� (19)

onde:

X = média aritmética dos valores das flechas medidas (TRE e TRI);

Xi = valores individuais;

S = desvio-padrão dos valores das flechas medidas (TRE e TRI);

S² = variância.

Além desses parâmetros, é necessário se conhecer as freqüências absolutas e as

freqüências relativas. A freqüência absoluta (fa) corresponde ao número de vezes em

que a ocorrência foi verificada em cada superfície de avaliação do trecho estudado. A

freqüência relativa (fr) é obtida através da Equação 20:

Hp = e� ��l (20)

onde:

n = número de estações inventariadas.

De acordo com DNIT 006/2003, com os valores de freqüência relativa, pode-se calcular

o valor de IGI, conforme mostra a Equação 21:

q?q = HpMHK (21)

onde:

Fr = freqüência relativa;

Fp =fator de ponderação. Os fatores de ponderação estão na tabela de fatores de ponderação utilizados no cálculo do IGG.

O Quadro 4 ilustra os fatores de ponderação de ocorrências.

66

Quadro 4 - Fatores de ponderação de ocorrências de acordo com a norma DNIT 005/2002

Ocorrência Tipo

Codificação de ocorrências de acordo com a Norma DNIT 005/2002-TER "Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos - Terminologia" (ver item 6.4 e Anexo D)

Fator de ponderação

fp

1 Fissuras e Trincas Isoladas (FI, TTC, TTL, TLC, TLL e TRR) 0,2

2 FC-2 (J e B) 0,5

3

FC-3 (J e B)

NOTA: Para efeito de ponderação quando em uma mesma estação forem constatadas ocorrências tipos 1, 2 e 3, só considerar as do tipo 3 para cálculo da freqüência em percentagem (fr) e Índice de gravidade Individual (IGI); do mesmo modo, quando forem verificadas ocorrências tipos 1 e 2 em uma mesma estação, só considerar as do tipo 2.

0,8

4 ALP, ATP e ALC, ATC 0,9

5 O e P 1,0

6 Ex 0,5

7 D 0,3

8 R 0,6

Conforme a norma do DNIT 006/2003 – PRO, para se calcular a média aritmética das

flechas e para a média aritmética das variâncias das flechas, o fator de ponderação a

utilizar depende do valor das médias aritméticas, conforme os critérios a seguir:

• Quando a média aritmética das flechas for igual ou inferior a 30, o fator de

ponderação é igual a 4/3; quando superior a 30, o Índice de Gravidade Individual

é igual a 40;

• Quando a média das variâncias das flechas for igual a ou inferior a 50, o fator de

ponderação é igual 1 (um); quando superior a 50, o Índice de Gravidade

Individual é igual a 50.

Para se obter o IGG, basta somar cada valor de IGI, conforme mostra a Equação 22:

q?? = Ʃq?q (22)

67

Ainda de acordo com o DNIT 006/2003 – PRO, é apresentada no Quadro 5 a relação

IGG e o grau de degradação do pavimento.

Quadro 5 - Tabela de relação do IGG com o grau de degradação do pavimento

Conceitos Limites

Ótimo 0 < IGG ≤ 20

Bom 20 < IGG ≤ 40

Regular 40 < IGG ≤ 80

Ruim 80 < IGG ≤ 160

Péssimo IGG > 160

3.5.5 Cálculo da Espessura do reforço do Pavimento

Para o dimensionamento do reforço da camada asfáltica, foram determinados alguns

parâmetros necessários, a saber:

Dp = deflexão de projeto;

R = raio de curvatura;

Dadm = deflexão admissível, em função no número de solicitações equivalentes ao eixo

de 8,2 t;

IGG = índice de gravidade global.

Depois de definidos os parâmetros, a espessura de reforço foi calculado através da

fórmula apresentada na revisão bibliográfica, de acordo com a norma do DNER PRO –

011/79.

68

3.5.6 Análise da Estrutura do Pavimento através do Programa ELSYM 5

A partir dos dados obtidos nos ensaios de tração por compressão diametral realizados

com a mistura de brita graduada, material fresado e adição de cimento Portland, foi feita

uma análise de tensões e deformações para avaliar a estrutura de um pavimento com

utilização de material reciclado no programa computacional ELSYM 5.

Este programa se baseia no método das diferenças finitas e permite determinar

deflexões, tensões e deformações, em qualquer ponto da estrutura, sob a ação de várias

cargas. Neste trabalho, foram utilizadas duas cargas por roda, espaçadas de 32 cm e com

um raio de 10,8 cm, representando um eixo padrão de 8,2 toneladas. O objetivo foi

determinar a tensão de tração que acontece no final da camada de base reciclada e

também obter as deformações específicas de tração no final da camada de revestimento

para o reforço de pavimento, para que se obtenha a estimativa da vida útil para cada

método de restauração de pavimento dimensionados no capítulo 5.

69

CAPÍTULO 4 - APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Neste capítulo serão apresentados todos os resultados obtidos na realização desta

pesquisa. Inicialmente serão mostrados os resultados dos ensaios de caracterização dos

materiais utilizados na primeira parte da pesquisa (material fresado e brita graduada) e,

após isso, os resultados dos ensaios de caracterização mecânica da mistura composta

por material fresado, brita graduada e cimento. Por último, são relatados os parâmetros

obtidos nos ensaios de caracterização do ligante asfáltico, seguidos dos resultados

obtidos nos ensaios de caracterização da mistura asfáltica de referência e da mistura

asfáltica reciclada composta por ligante, material fresado e brita graduada.

4.1 ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DO MATERIAL FRESADO

4.1.1 Granulometria por Peneiramento

A caracterização do material fresado teve início com o ensaio de granulometria por

peneiramento, a fim de que fosse verificado se o mesmo se enquadraria em alguma das

faixas granulométricas estabelecidas pelo DNIT para camadas de base. Com isso pode

ser avaliada a necessidade de adição de algum tipo de agregado virgem para a execução

das misturas estudadas.

A granulometria encontrada é mostrada no Quadro 6 e na Figura 29.

Quadro 6 - Análise Granulométrica do material fresado

Padrão mm

2" 50,8 100,0

1" 25,4 100,0

3/8" 9,5 85,5

nº 4 4,8 59,0

nº 10 2,0 33,4

nº 40 0,4 9,3

nº 200 0,075 1,2

Peneiras Porcentagem

passante em massa

70

Figura 29 - Granulometria do material fresado

4.1.2 Determinação do Teor de Ligante

A extração do ligante presente no material fresado resultou numa porcentagem de 4,2%

de ligante em massa do material. Após este ensaio foi realizada uma análise

granulométrica do material com ligante extraído, onde se constatou o aumento da

quantidade de material fino, o que é justificado pelo uso do solvente que promove a

separação dos agregados contidos nos grumos.

Os valores das massas da amostra antes e após a extração de ligante são apresentados no

Quadro 7. Já a análise granulométrica do material após a extração é apresentada no

Quadro 8 e na Figura 30.

Quadro 7 - Valores da extração do ligante presente no material fresado

Ensaio de extração de ligante

Massa antes da extração (g)= 500,0

Massa após a extração (g)= 479,0

Teor de ligante (%) = 4,2

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,0 0,1 1,0 10,0 100,0

Po

rce

nta

ge

m P

ass

an

te (

%)

Abertura das Peneiras (mm)

71

Quadro 8 - Análise granulométrica do material fresado após a extração de betume

Peneiras Porcentagem passante em massa Padrão mm

2" 50,8 100,0

1" 25,4 100,0

3/8" 9,5 93,0

nº 4 4,8 65,8

nº 10 2,0 37,3

nº 40 0,4 14,7

nº 200 0,075 3,1

Figura 30 - Granulometria do material fresado após a extração de betume

O gráfico da Figura 31 compara as granulometrias do material fresado antes e após a

extração de betume.

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,01 0,1 1 10 100P

orc

en

tag

em

pa

ssa

nte

(%

)

Abertura das peneiras (mm)

72

Figura 31 - Comparação da granulometria antes a após a extração de ligante

Observa-se que após a extração de ligante há um aumento na porcentagem de material

passante em todas as peneiras, ou seja, um aumento da porcentagem de finos no

material. Isto é justificado pelo uso do solvente, que promove a separação dos grumos

de agregados unidos pelo ligante.

4.2 AGREGADOS VIRGENS

A caracterização dos agregados virgens foi realizada através dos ensaios de

granulometria por peneiramento, desgaste por abrasão Los Angeles, densidades real e

aparente e ensaio de equivalente de areia.

4.2.1 Granulometria do material virgem

Conforme já citado, o material virgem fornecido constitui-se de uma brita graduada

enquadrada dentro da faixa “A” do DNIT para camadas de base. A granulometria deste

material, assim como os limites da faixa granulométrica são mostrados no Quadro 9 e

na Figura 32.

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m p

ass

an

te (

%)

Abertura das peneiras (mm)Mat. Fresado após extração de liganteMat. Fresado com ligante

73

Quadro 9 - Granulometria da Brita Graduada utilizada

Granulometria Brita Graduada

Peneiras Limite Inferior Faixa

"A"

Porcentagem passante em massa

Limite Superior Faixa

"A" Padrão mm

2" 50,8 100 100,0 100

3/8" 25,4 30 52,3 65

nº 4 4,8 25 42,4 55

nº 10 2,0 15 29,2 40

nº 40 0,4 8 13,4 20

nº 200 0,075 2 5,1 8

Figura 32 - Granulometria da brita graduada utilizada

4.2.2 Abrasão Los Angeles

O Quadro 10 apresenta os resultados obtidos no ensaio de resistência à abrasão Los

Angeles, realizado na brita graduada utilizada na pesquisa.

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m p

ass

an

te (

%)

Abertura das peneiras (mm)Granulometria brita graduada Limite Superior Faixa "A"

Limite Inferior Faixa "A"

74

Quadro 10 - Ensaio de Resistência à Abrasão Los Angeles (Resultados fornecidos pela empresa Sulcatarinense)

Observa-se que os resultados se encontram dentro dos parâmetros recomendados para as

especificações brasileiras, onde valor do desgaste à abrasão Los Angeles não deve

ultrapassar os 55%.

4.2.3 Massa Específica Aparente Seca e Umidade Ótima

O Quadro 11 apresenta os resultados da massa específica aparente seca e umidade ótima

obtidos no ensaio de compactação da brita graduada realizado com 55 golpes na energia

Proctor Modificado.

Quadro 11 – Massa específica aparente seca e umidade ótima da brita graduada (dados fornecidos pela empresa Sulcatarinense)

4.2.4 Ensaio de Equivalente de Areia

Os resultados obtidos para este ensaio são apresentados no Quadro 12.

Graduação Massa (g)

Passante na peneira 19,0 mm (3/4") e

retido na peneira 12,5 mm (1/2")2502,00

Passante na peneira 12,5 mm e retido

na peneira 9,5 mm (3/8")2501,40

Total da amostra 5003,40

Passante na peneira 19,0 mm (3/4") e

retido na peneira 12,5 mm (1/2")675,10

Passante na peneira 12,5 mm e retido

na peneira 9,5 mm (3/8")971,40

Retido na peneira 1,7 mm (nº12) 2069,40

Total da amostra 3715,90

% de desgase à abrasão 25,73%

Após o ensaio

Antes do ensaio

Massa específica

aparente seca

(g/cm³)

Umidade

ótima (%)

2,155 9,4

75

Quadro 12 - Ensaio de Equivalente de Areia (Resultados fornecidos pela empresa Sulcatarinense)

4.3 ESTUDO DA RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO POR TLAND


Material Fresado

Para o emprego do material fresado como camada de base, é necessário que o mesmo

apresente uma granulometria que se enquadre dentro de alguma faixa recomendada para

as características da rodovia em que a reciclagem será efetuada. O material fresado

utilizado nesta pesquisa não apresentava características que o classificassem em alguma

das faixas granulométricas para camadas de base estabelecidas pelo DNIT. Portanto, foi

optado pela adição de uma brita graduada, a qual apresentava sua granulometria

classificada dentro da faixa “A” para camadas de base, para que fosse realizada uma

composição desta com o material fresado.

A opção pela faixa “A” se deu pela disponibilidade deste material ser doado à pesquisa

em quantidades suficientes para a realização da mesma (cerca de 200 kg), pela pedreira

da Empresa Sulcatarinense.

Foram então analisadas as porcentagens de material fresado a serem utilizados na

mistura de modo que a composição granulométrica ainda se classificasse dentro da faixa

“A”. A composição que foi selecionada apresentou 30% de material fresado e 70% de

brita graduada, simulando uma situação que em campo representaria a reciclagem de

uma camada de 6 cm de revestimento asfáltico juntamente com uma camada de 14 cm

de base, a ser transformada numa nova camada de base estabilizada com cimento.

O Quadro 13, e a Figura 33 mostram a composição granulométrica resultante da mistura

entre os dois materiais.

1 2 3

h1 = Leitura no topo da argila 11,90 12,00 12,00

h2 = Leitura no topo da areia 8,00 8,10 8,10

EA = Equivalente de areia (%) 67,23% 67,50% 67,50%

EA médio (%)

Leituras

67,41%

76

Quadro 13 - Composição granulométrica de brita graduada com material fresado

Figura 33 - Composição granulométrica da mistura 70% de brita graduada com 30% de material fresado


Aparente Seca

Utilizando a mistura composta por 30% de material fresado e 70% de brita graduada,

adicionando-se ainda a porcentagem de 3% de cimento em massa, foi realizado ensaio

de compactação. No Quadro 14 são apresentados os resultados deste ensaio, com o peso

das amostras e a massa específica aparente seca obtida para cada teor de umidade

compactado. Na Figura 34 pode ser observada a curva de compactação resultante para

este material.

30% Material Fresado

Padrão mm Inferior Superior2" 50,8 100 0,7 70 100 0,3 30 100 100 100

3/8" 25,4 52,3 0,7 36,61 85,5 0,3 25,65 62,26 30 65nº 4 4,8 42,4 0,7 29,68 59 0,3 17,7 47,38 25 55nº 10 2,0 29,2 0,7 20,44 33,4 0,3 10,02 30,46 15 40nº 40 0,4 13,4 0,7 9,38 9,3 0,3 2,79 12,17 8 20

nº 200 0,075 5,1 0,7 3,57 1,2 0,3 0,36 3,93 2 8

% da amostra

passandoFator

% da amostra

passando X Fator

Granulometria

Resultante da

Mistura

Limites Faixa "A"70% Brita Graduada Faixa "A"

Peneiras % da amostra

passandoFator

% da amostra

passando X Fator

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rce

nta

ge

m P

ass

an

te (

%)

Abertura das peneiras (mm)Composição BG + MF Limite Superior Faixa "A"

Limite Inferior Faixa "A"

77

Quadro 14 - Massas específicas e teores de umidade obtidos no ensaio de compactação

Corpo de prova

Teor de umidade (%)

Peso da amostra

compactada (g)

Massa específica aparente seca

(g/cm³)

CP 01 5,01 4302 2,03

CP 02 6,6 4472 2,07

CP 03 6,92 4632 2,14

CP 04 8,16 4698 2,15

CP 05 8,95 4650 2,12

Figura 34- Curva de compactação da mistura de brita graduada e material fresado com 3% de cimento

Os teores de umidade apresentados no Quadro 14 e na Figura 34 foram calculados

através das expressões apresentadas no Capítulo 2 e representa a umidade real presente

em cada mistura após a compactação.

Da curva de compactação, obtiveram-se os valores do teor ótimo de umidade e de sua

respectiva massa específica aparente seca, que estão divulgados no Quadro 15.

2,02

2,04

2,06

2,08

2,1

2,12

2,14

2,16

4 5 6 7 8 9 10

Ma

ssa

esp

ecí

fica

ap

are

nte

(g

/cm

³)

Teor de umidade (%)

78

Quadro 15 - Teor ótimo de umidade e massa específica aparente seca

Teor ótimo de umidade (%)

Massa específica aparente seca

(g/cm³)

8,16 2,15

4.3.3 Resistência à Compressão Simples

Neste item são apresentados os resultados obtidos nos ensaios de resistência à

compressão simples da mistura de 30% de material fresado e 70% de brita graduada

com adição de cimento. Foram ensaiados corpos de prova com dosagens de 2%, 3% e

4% de cimento. O teor de umidade adicionado a todas as misturas foi o teor ótimo

obtido no ensaio de compactação para uma porcentagem de 3% de cimento. Este

procedimento foi adotado conforme recomendado por Trichês (1993).

Para a moldagem dos corpos de prova, inicialmente foram pesados e depositados sobre

uma bandeja, as quantidades de material fresado, brita graduada e cimento necessários

para formar o corpo de prova de 10,0 x 20,0 cm. Estes foram misturados manualmente

na bandeja até que a mistura atingisse um aspecto homogêneo. Somente então foi

adicionada água e deu-se uma nova mistura manual até que fosse atingido um aspecto

homogêneo novamente. Após isso, pode ser realizada a compactação em 5 camadas

com 19 golpes para cada camada.

O Quadro 16 ilustra o fatorial de ensaios para a caracterização da resistência à

compressão das misturas.

79

Quadro 16 - Plano de Ensaios de Resistência à Compressão Simples

Dosagem da mistura Tempo de cura

3 dias 7 dias 28 dias

30% Material Fresado, 70% Brita Graduada e

2% cimento 2 CP´s 2 CP´s 2 CP´s





Para garantir o preenchimento de todo o volume dos corpos de prova durante a

compactação das misturas, os materiais foram pesados numa quantidade ligeiramente

maior que a necessária, a fim de garantir que não faltasse material. A quantidade de

material necessária foi obtida multiplicando-se o volume do corpo de prova pela massa

específica aparente seca obtida no ensaio de compactação. A quantidade de cada

material utilizado para a moldagem dos corpos de prova é detalhada no Quadro 17.

80

Quadro 17 - Dosagem das misturas com material fresado, brita graduada, cimento e água

Antes que os corpos de prova fossem colocados na câmara úmida, os mesmos foram

identificados com a dosagem da mistura e a data da moldagem, para que cada um fosse

localizado dentro da câmara úmida na sua respectiva data de ruptura.

Os Quadros 18, 19 e 20 apresentam os resultados dos ensaios à compressão para os

corpos de prova com os teores de 2, 3 e 4% de cimento, respectivamente.

Quadro 18 - Resultados dos ensaios de resistência à compressão simples, para 2% de cimento

Volume dos CP´s: 1570,8 cm³

Massa específica

aparente seca calculada:2,15 g/cm³

Massa da mistura

necessária para

preenchimento dos

CP´s:

3377,2 g

Umidade em massa

adicionada às misturas:8,16%

Material Fresado Brita Graduada Cimento Água

30% Material Fresado,

70% Brita Graduada e

2% cimento

1050,0 2450,0 70,0 291,31 3861,31



3% cimento

1050,0 2450,0 105,0 294,17 3899,17



4% cimento

1050,0 2450,0 140,0 297,02 3937,02

Dosagem da misturaMassas (g) Massa Total

(g)

Tempo de cura Carga de Ruptura (N) Tensão de Ruptura (MPa) Tensões Médias (Mpa)

CP 1 3740 0,48

CP2 4670 0,59

CP 1 7060 0,90

CP 2 6430 0,82

CP 1 8120 1,03

CP 2 9720 1,24

0,54

0,86

1,14

Ruptura à compressão simples, 2% de cimento

3 dias

7 dias

28 dias

Área da superfície dos CP´s = 7854 mm²

81

Quadro 19 - Resultados dos ensaios de resistência à compressão simples para 3% de cimento

Quadro 20 - Resultados dos ensaios de resistência à compressão simples para 4% de cimento

A Figura 35 ilustra a evolução da resistência dos 3 tipos de misturas dosadas com o

decorrer dos diferentes períodos de cura.

Figura 35 - Evolução da resistência com o decorrer do tempo, para os diferentes teores de cimento


CP 1 7840 1,00

CP2 9350 1,19

CP 1 10760 1,37

CP 2 9730 1,24

CP 1 12400 1,58

CP 2 16560 2,11

1,10

1,31

1,85


3 dias

7 dias

28 dias



CP 1 10620 1,35

CP2 9670 1,23

CP 1 14490 1,84

CP 2 17280 2,20

CP 1 20480 2,61

CP 2 21120 2,69

7 dias 2,02

28 dias 2,65



3 dias 1,29

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 5 10 15 20 25 30

Te

nsã

o d

e r

up

tura

(M

Pa

)

Tempo de cura (dias)2% 3% 4%

82

A Figura 36 mostra as resistências obtidas em cada período de cura. Com isto, pode-se

definir qual a quantidade de cimento necessária para se atingir uma determinada

resistência dentro de um tempo de cura previamente estipulado.

Figura 36 - Tensão de ruptura X Teor de cimento

A Figura 37 relaciona as resistências à compressão obtidas aos 7 dias de cura, para os

diferentes teores de cimento, com as resistências obtidas aos 28 dias de cura.

Figura 37 - Resistência aos 28 dias X Resistência aos 7 dias

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

2% 3% 4%

Te

nsã

o d

e R

up

tura

(M

Pa

)

Teor de cimento (%)

3 dias

7 dias

28 dias

Rc28= 1,286Rc7 + 0,0839R² = 0,9911

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Re

sist

ên

cia

à c

om

pre

ssã

o a

28

dia

s

Resistência à compressão a 7 dias

83

Com isso, realizou-se uma análise de regressão que permite, conhecendo-se a

resistência do material aos 7 dias, encontrar a resistência que o material irá alcançar aos

28 dias de cura. A Equação 23 mostra a equação encontrada para esta relação.

Rc28 = 1,286Rc7 + 0,0839 (23)

onde:

Rc7 = Resistência à compressão aos 7 dias;

Rc28 = Resistência à compressão aos 28 dias.

Analisando a Figura 35, observa-se que nos casos dos teores de cimento de 2% e 4% a

resistência à compressão apresentou um aumento de mais de 100% no intervalo de 3 a

28 dias de cura, e para o teor de cimento de 3% a resistência apresentou uma evolução

próxima a 70% no mesmo intervalo de tempo. Já pra o intervalo de cura de 7 a 28 dias

às resistências à compressão apresentaram evoluções de 33%, 41% e 31%, para os

teores de 2%, 3% e 4% de cimento respectivamente.

Isto mostra que, para um pavimento suportar os esforços do tráfego de maneira

adequada, deve-se priorizar a adoção de um tempo de cura adequado quando da

realização de uma reciclagem com adição de cimento. Por outro lado, a adoção de

tempos de cura muito longos podem ser inviáveis, devido à impossibilidade de se

manter algumas rodovias fechadas ao tráfego por períodos muito longos.

Quanto aos diferentes teores de cimento, observou-se que a resistência à compressão

aumenta consideravelmente conforme o teor de cimento das misturas também é

aumentado. A resistência apresentada pelo teor de 4% aos 7 dias de cura foi maior que a

apresentada pelo teor de 3% aos 28 dias, assim como a resistência do teor 3% aos 7 dias

foi maior que a resistência do teor de 2% aos 28 dias. Isto mostra que o teor de cimento

também constitui um importante fator para o ganho de resistência, devendo durante um

processo de reciclagem, ser avaliado qual o teor adequado a ser adicionado para que a

resistência desejada seja atingida.

84

4.3.4 Resistência à Tração

Para avaliar a resistência a tração da mistura reciclada, foram moldados 4 corpos de

prova tipo Marshall para cada teor de cimento utilizado nesta pesquisa (2%, 3% e 4%).

Destes 4 corpos de prova, 2 foram rompidos aos 7 dias e 2 aos 28 dias de cura. Após a

moldagem, os corpos de prova foram colocados em câmara úmida durante todo o

período de cura devidamente identificados, para que se tivesse o controle da data de

ruptura e do teor de cimento de cada um. Após a retirada da câmara úmida para a

realização do ensaio, os corpos de prova permaneceram por 4 horas em estufa a uma

temperatura de 25°C, conforme recomendado por DNER-ME 138/94. Os resultados

destes ensaios para os diferentes teores de cimento são apresentados no Quadro 21 e nas

Figuras de 38 a 40.

Quadro 21 - Resultados dos ensaios de Resistência à Tração para os diferentes teores de cimento

Tempo de cura Resistência à Tração (Mpa) Tensão Média (Mpa)

0,20

0,23

0,23

0,24


0,29

0,33

0,57

0,56


0,49

0,64

0,80

0,88

Resistência à Tração, 3% de cimento


7 dias 0,31

7 dias 0,57

28 dias 0,84


28 dias 0,57

7 dias

28 dias

0,22

0,24

85

Figura 38 - Evolução das resistências com o decorrer do tempo para os diferentes teores de cimento

Figura 39 - Resistência à tração X Teor de cimento

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 5 10 15 20 25 30

Re

sist

ên

cia

à T

raçã

o (

MP

a)

Tempo de cura (dias)

2% 3% 4%

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

2% 3% 4%

Re

sist

ên

cia

à T

raçã

o (

MP

a)

Teor de cimento (%)

7 dias de cura 28 dias de cura

86

Figura 40 - RT aos 28 dias X RT aos 7 dias

Analisando os resultados, observou-se que para as misturas com teores de 3% e 4%

houve um acréscimo considerável na resistência à tração no intervalo de cura de 7 à 28

dias, tendo estes resultados apresentado a evolução de resistência esperada. Já os

resultados para o teor de cimento de 2% praticamente não apresentaram evolução

durante o período de cura de 7 à 28 dias, sinalizando que, para a mistura em análise este

teor não representa a quantidade de cimento suficiente para que sejam atingidos os

valores de resistência à tração esperados para o emprego em camadas de base.

A partir do gráfico da Figura 40, foi realizada uma análise de regressão que permite,

conhecendo-se a resistência à tração aos 7 dias, encontrar a resistência à tração aos 28

dias, conforme mostra a Equação 24.

Rt28 = 1,5636Rt7 - 0,0233 (24)

onde:

Rt28 = Resistência à Tração aos 28 dias;

Rt7 = Resistência à Tração aos 7 dias.

Relação entre Resistência à Compressão e Resistência à Tração

Rt28 = 1,5636Rt7 - 0,0233R² = 0,8943

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

Re

sist

ên

cia

à T

raçã

o a

os

28

dia

s

Resistência à Tração aos 7 dias

87

Os gráficos das Figuras 41 e 42 relacionam as resistências obtidas nos ensaios de tração

e compressão aos 7 e aos 28 dias de cura, respectivamente.

Figura 41 - RT aos 7 dias X RC aos 7 dias

Com base na análise de regressão do gráfico da Figura 41, pode-se encontrar a

resistência à tração aos 7 dias de cura a partir da resistência à compressão obtida no

mesmo período. A equação 25 relaciona estes dois parâmetros.

Rt7 = 0,3075Rc7 - 0,0628 (25)

onde:


Rc7 = Resistência à Compressão aos 7 dias.

Rt7 = 0,3075Rc7 - 0,0628R² = 0,9792

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Re

sist

ên

cia

à T

raçã

o (

7d

ias)

Resistência à Compressão (7 dias)

88

Figura 42 - RT aos 28 dias X RC aos 28 dias

A análise de regressão do gráfico apresentado na Figura 42 resulta na Equação 26, que

relaciona os valores de resistência à compressão com os de resistência à tração,

encontrados aos 28 dias de cura.

Rt28 = 0,3961Rc28 - 0,1947 (26)

onde:


Rc28 = Resistência à Compressão aos 28 dias.

4.3.5 Módulo de Resiliência

Os ensaios para determinação dos módulos de resiliência das misturas compostas por

material fresado, brita graduada e cimento nos teores de 2%, 3% e 4%, foram realizados

após o tempo de cura de 28 dias. A moldagem dos corpos de prova se deu da mesma

maneira que aqueles submetidos aos ensaios de Resistência à Tração. Foram submetidos

aos ensaios 2 corpos de prova para cada teor de cimento após permanência de 4 horas na

estufa à uma temperatura de 25°C. Os resultados são apresentados no Quadro 22 e na

Figura 43.

Rt28 = 0,3961Rc28 - 0,1947R² = 0,9915

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3

Re

sist

ên

cia

à T

raçã

o (

28

dia

s)

Resistência à Compressão (28 dias)

89

Quadro 22 - Resultados de Módulos de Resiliência

Figura 43 - Representação dos Módulos de Resiliência em função do teor de cimento

Como era esperado, os resultados deste ensaio mostram que com o aumento do teor de

cimento, aumenta o módulo de resiliência da mistura. Vale ressaltar que ocorreram

variações praticamente idênticas nas médias dos valores obtidos entre os teores de 2% a

3% e de 3% a 4%, em torno 1000 MPa entre cada um deles, comprovando a importante

influência da quantidade de cimento adicionada para o ganho de resistência e rigidez da

mistura.

Teor de cimento Módulos de Resiliência (MPa) Média (MPa) Desvio Padrão (MPa)

516

687

1436

1933

2199

3031588,31

2% (43kg/m³)

3% (64kg/m³)

4% (86kg/m³)

Módulos de resiliência das misturas de material fresado, brita graduada e cimento

601,5

1684,5

2615,0

120,92

351,43

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

1% 2% 3% 4% 5%

Mó

du

lo d

e R

esi

liê

nci

a (

MP

a)

Teor de cimento (%)

90

4.3.6 Ensaios Triaxiais Dinâmicos

Para este ensaio utilizou-se o mesmo tipo de corpo de prova moldado para os ensaios de

compressão simples (10 x 20 cm). Estes corpos de prova foram submetidos, no

equipamento para ensaios triaxiais cíclicos, a cerca de 1800 ciclos cada um, com pulsos

de carga de 0,1 segundos de duração e 0,9 segundos de período de descanso. Os ensaios

realizaram-se aos 14 e 28 dias de cura. Foi utilizado um corpo de prova para cada teor

de cimento em estudo (2%, 3% e 4%). Os resultados dos Módulos Resilientes obtidos

em função da Tensão de Confinamento (σ3) são apresentados nas Figuras de 44 a 47.

Os valores dos ensaios para o teor de cimento de 2% não foram apresentados devido à

inconsistência dos resultados obtidos.

Figura 44 - Tensão de Confinamento X Módulo Resiliente, para 3% de cimento à 14 dias

MR = 2292,σ30,378

R² = 0,644

100

1000

0,1 1 10

Mó

du

lo R

esi

lie

nte

(M

Pa

)

Tensão de Confinamento σ3(MPa)

3% de cimento

91



MR = 1643,σ30,732

R² = 0,805

100

1000

0,1 1 10

Mó

du

lo R

esi

lie

nte

(M

Pa

)

Tensão de Confinamento σ3(MPa)

3% de cimento

MR = 2514,8σ30,623

R² = 0,7124

100

1000

0,1 1 10

Mó

du

lo R

esi

lie

nte

(M

Pa

)

Tensão de Confinamento σ3(MPa)4% de cimento

92

Figura 47 - Tensão de Confinamento X Módulo Resiliente, para 4% de cimento a 28 dias

Observa-se que, tanto para o teor de 3% quanto para o teor de 4% de cimento houve um

decréscimo do Módulo Resiliente entre os intervalos de 14 à 28 dias de cura. Para o

primeiro teor este decréscimo foi bem acentuado, enquanto para o segundo foi quase

imperceptível. Estes resultados contrariam a tendência de aumento dos valores com o

decorrer dos tempos de cura, que vinham sendo obtidos nos ensaios que aferem

parâmetros de resistência e rigidez das misturas de material fresado, brita graduada e

cimento. Este decréscimo encontrado pode ser atribuído a problemas no capeamento dos

corpos de prova submetidos ao ensaio Triaxial Dinâmico com 28 dias de cura, quando

os mesmos ficaram com uma grossa camada de gesso sobre a superfície onde são

acoplados os sensores LVDT que medem o Módulo Resiliente. É provável que o gesso

tenha uma deformação maior que a mistura cimentada. Com isso, houve um registro

maior na deformação axial do corpo de prova e o módulo de resiliência diminuiu.

MR = 2.594,18 σ30,73

R² = 0,98

100

1000

0,1 1 10

Mó

du

lo R

esi

lie

nte

(M

Pa

)

Tensão de Confinamento σ3(MPa)4% de cimento

93

4.4 RECICLAGEM DE MISTURAS ASFÁLTICAS À QUENTE

4.4.1 Ensaios de Caracterização do Ligante

4.4.1.1 Ensaio de Penetração

Para este ensaio foram realizadas três medidas de penetração em décimos de milímetro

(dmm), e então foi calculada a média das três medidas. Os resultados obtidos estão no

Quadro 23.

Quadro 23 - Medidas de penetração do CAP, a 25°C

4.4.1.2 Ensaio de Ponto de Amolecimento Anel e Bola

Este ensaio foi conduzido submetendo-se duas amostras à medição da temperatura na

qual o asfalto atinge uma certa condição de escoamento. Os resultados obtidos são

apresentados no Quadro 24.

Quadro 24 - Temperaturas obtidas para o ponto de amolecimento do CAP

4.4.1.3 Ensaio de Viscosidade Saybolt-Furol

As temperaturas de trabalho utilizadas para as misturas asfálticas desta pesquisa foram

estabelecidas de acordo com o gráfico de viscosidade-temperatura obtido através do

ensaio de viscosidade Saybolt-Furol. De acordo com as especificações, a temperatura do

ligante na hora de ser misturado ao agregado deve ser tal que sua viscosidade esteja

1 2 32,0 3,0 2,065,0 66,0 66,0

63,0 63,0 64,0

Penetração à 25°C

Média (0,1mm) 63,3

Medidas nºLeitura Inicial (0,1mm)Leitura Final (0,1mm)Penetração (0,1mm)

Amostra nº 1 2 MédiaTemperatura (°C) 56,0 56,5 56,3

94

situada entre 75 e 150 SSF (segundos Saybolt-Furol), de preferência entre 75 e 95 SSF,

de modo que a temperatura do ligante não deve ser inferior a 107°C nem superior a

177°C. Já a temperatura dos agregados deve ser de 10 a 15°C acima da temperatura

definida para o ligante, sem ultrapassar os 177°C.

Nesta pesquisa foram utilizadas as temperaturas de 155°C para aquecimento do ligante,

de 170°C para aquecimento do agregado e de 141°C para compactação da mistura. A

Figura 48 apresenta as temperaturas de trabalho que foram determinadas neste ensaio.

Figura 48 - Gráfico de viscosidade Saybolt-Furol em função da temperatura

4.4.2 Dosagem da Misturas Asfálticas

4.4.2.1 Mistura asfáltica de Referência

Foi dosada uma mistura asfáltica de referência sem a presença de material fresado, para

efeito de comparação dos resultados dos ensaios desta mistura com os das misturas

contendo material fresado. Os agregados virgens utilizados nesta dosagem se

enquadraram dentro da faixa “C” do DNIT para misturas betuminosas, conforme a

especificação de serviço 031/2006. A composição granulométrica destes agregados é

mostrada no Quadro 25 e na Figura 49.

75

95

125

155

-

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

120 130 140 150 160 170 180

Vis

cosi

dad

e Sa

ybo

lt-F

uro

l, em

seg

un

do

s (S

SF)

Temperatura °C

95

Quadro 25 - Composição do agregado virgem utilizado na dosagem de referência

Figura 49 - Granulometria do Agregado Virgem

Os parâmetros de massa específica teórica de acordo com o método RICE, volume de

vazios e relação betume vazios determinados esta mistura são mostrados no Quadro 26.

Quadro 26 - Parâmetros determinados para a mistura de referência

Brita 3/4" Brita 3/8" Pó de Pedra Fíler Faixa de Projeto

Padrão mm 20,00% 15,00% 64,00% 1,00% % alvo %mín %máx

2" 50,80 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

1.1/2" 38,10 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

1" 25,40 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

3/4" 19,10 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00

1/2" 12,70 34,02 100,00 100,00 100,00 86,80 80,00 100,00

3/8" 9,52 9,90 95,18 100,00 100,00 81,26 70,00 90,00

nº 4 4,76 0,76 5,06 97,66 100,00 64,41 44,00 72,00

nº 10 2,00 0,64 1,05 67,48 100,00 44,47 22,00 50,00

nº 40 0,42 0,54 0,69 28,67 100,00 19,56 8,00 26,00

nº 80 0,18 0,49 0,57 18,65 97,45 13,09 4,00 16,00

nº 200 0,074 0,45 0,48 11,95 65,42 8,47 2,00 10,00

Peneira Faixa "C"

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00P

orc

en

tag

em

Pa

ssa

nte


% alvo % mínima Faixa "C" % máxima Faixa "C"

Teor de LiganteMassa Específica

Teórica (g/cm³)

Volume de

Vazios (Vv %)

Relação Betume

Vazios (RBV %)

5,60% 2,417 3,76 77,40

96

4.4.2.2 Mistura Asfáltica Reciclada

As misturas asfálticas recicladas foram dosadas com 30% de material fresado e 70% de

agregado virgem, com adição de diferentes teores de ligante, visando simular o

reaproveitamento de uma camada existente de revestimento asfáltico para a execução de

uma nova camada. Esta dosagem seguiu o método proposto por Castro Neto (2000),

segundo o qual, para se achar teor ideal de ligante novo a ser adicionado, deve-se dosar

a mistura reciclada com diferentes teores de ligante a fim de comparar os resultados dos

ensaios de Resistência à Tração e Módulo de Resiliência. Após isso, é realizada uma

avaliação de qual teor apresenta os resultados que mais se aproximam dos desejados

para o pavimento em questão.

Foram escolhidos para a dosagem 5 teores de ligante situados entre 2% e 4% da massa

total das misturas, variando a cada 0,5%, nos quais moldaram-se 3 corpos de prova para

cada teor através do compactador Marshall. Vale ressaltar que, além do ligante

adicionado, há o ligante envelhecido presente no material fresado na porcentagem de

4,2%, conforme foi aferido no ensaio de teor de betume.

A composição granulométrica resultante das misturas asfálticas recicladas é apresentada

no Quadro 27 e na Figura 50.

Quadro 27 - Composição Granulométrica da Mistura Asfáltica Reciclada

Material Fresado Brita 3/4" Brita 3/8" Pó de Pedra Fíler Faixa de Projeto

Padrão mm 30,00% 20,00% 15,00% 64,00% 1,00% % calculada %mín %máx

3/4" 19,10 30,00 13,00 10,00 46,00 1,00 100,00 100,00 100,00

1/2" 12,70 27,81 4,42 10,00 46,00 1,00 88,23 80,00 100,00

3/8" 9,52 25,35 1,29 9,52 46,00 1,00 82,16 70,00 90,00

nº 4 4,76 17,43 0,10 0,51 44,92 1,00 62,96 44,00 72,00

nº 10 2,00 9,90 0,08 0,11 31,04 1,00 41,13 22,00 50,00

nº 40 0,42 2,85 0,07 0,07 13,19 1,00 16,18 8,00 26,00

nº 80 0,18 0,06 0,06 0,06 8,58 0,97 9,87 4,00 16,00

nº 200 0,074 0,05 0,06 0,05 5,50 0,65 5,99 2,00 10,00

Peneira Faixa "C"

97

Figura 50 - Granulometria da Mistura Asfáltica Reciclada (30% de material fresado, 70% de agregado virgem)

Para estas misturas, foram determinados os parâmetros de Massa Específica Teórica de

acordo com o método RICE, Volume de Vazios e Relação Betume Vazios para cada

corpo de prova, sendo adotados como valor correspondente a cada teor de ligante as

médias dos 3 corpos de prova moldados para cada mistura. Os resultados estão

apresentados no Quadro 28 e nas Figuras de 51 a 53.

Quadro 28 - Parâmetros determinados para as misturas com cada teor de ligante

Teor de Ligante

Masse Específica Teórica (g/cm³)

Volume de Vazios (Vv)

Relação Betume Vazios (RBV)

2,00% 2,489 9,51% 59,30%

2,50% 2,446 5,83% 72,42%

3,00% 2,431 4,49% 78,69%

3,50% 2,414 3,12% 85,14%

4,00% 2,398 2,52% 88,27%

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00

100,00

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00

Po

rce

nta

ge

m P

ass

an

te


Mistura Calculada % mínima Faixa "C" % máxima Faixa "C"

98

Figura 51 - Massa Específica Teórica X Teor de Ligante

Figura 52 - Volume de Vazios X Teor de Ligante

2,38

2,4

2,42

2,44

2,46

2,48

2,5

1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50% 5,00%

Ma

ssa

esp

ecí

fica

te

óri

ca (

g/c

m³)

Teor de Ligante (%)

0,0%

1,0%

2,0%

3,0%

4,0%

5,0%

6,0%

7,0%

8,0%

9,0%

10,0%

1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50% 5,00%

Vo

lum

e d

e V

azi

os

(%)

Teor de ligante (%)

99

Figura 53 - Relação Betume Vazios X Teor de Ligante

Analisando os resultados apresentados pelas diferentes dosagens de misturas recicladas,

pode-se observar a diminuição das massas específicas teóricas com o acréscimo do teor

de ligante, mesmo comportamento seguido em relação ao volume de vazios. Vale

ressaltar a grande variação dos resultados dos volumes de vazios medidos em relação ao

teor de ligante, sendo o teor de ligante de 3,0% aquele que apresentou os melhores

valores para este parâmetro, com uma média ligeiramente superior a 4% de Volume de

Vazios, valor este que é o recomendado para um bom desempenho das misturas a

deformações permanentes e trincamentos por fadiga quando submetidas aos esforços de

tráfego.

Quanto à relação betume vazios (RBV), o único teor de ligante que apresentou os

resultados dentro da faixa de 75% a 82%, que são os valores recomendados para

concretos asfálticos faixa “C”, foi novamente o teor de 3,0%, levando a crer que esta

porcentagem de ligante está muito próxima do teor ideal de projeto.

0,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50% 5,00%

Re

laçã

o B

etu

me

Va

zio

s (%

)

Teor de ligante (%)

100

4.4.3 Ensaios de Caracterização Mecânica das Misturas Asfálticas

4.4.3.1 Resistência à tração

Os ensaios de resistência à tração por compressão diametral foram realizados segundo

metodologia já descrita no capítulo 3. No Quadro 29 e na Figura 54 são apresentados os

resultados para cada tipo de mistura.

Quadro 29 - Resultados dos Ensaios de Resistência à Tração

Figura 54 - Resistência à Tração X Teor de Ligante

Os resultados encontrados mostram valores de Resistência à Tração maiores para todas

as misturas recicladas em relação à mistura de referência, fato que é explicado pelo

aumento de viscosidade dessas misturas devido ao ligante envelhecido presente no

material fresado. Observou-se também que todos os resultados apresentaram-se bem

Tipo de Mistura Teor de LiganteResistência à Tração

(MPa)

Referência 5,60% 1,32

Reciclada 2,00% 1,46





0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1,8

2

1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50% 5,00% 5,50% 6,00%

Re

sist

ên

cia

à T

raçã

o (

MP

a)

Teor de ligante (%)

Misturas recicladas Mistura de referência

101

acima do valor mínimo estabelecido por norma pra misturas asfálticas densas a quente,

que é de 0,65 MPa.

4.4.3.2 Módulo de Resiliência

O Quadro 30 e a Figura 55 apresentam os valores de módulo de resiliência obtidos neste

estudo. O valor para a mistura de referência corresponde à média de quatro

determinações em diferentes corpos de prova. Já os valores obtidos para as misturas

recicladas correspondem à média de duas determinações em diferentes corpos de prova

realizadas para cada teor de ligante.

Quadro 30 - Resultados dos ensaios de Módulo de Resiliência

Figura 55 - Módulo de Resiliência X Teor de Ligante

Tipo de Mistura Teor de LiganteMódulo de

Resiliência (MPa)

Desvio Padrão

(MPa)

Referência 5,60% 5650 653

Reciclada 2,00% 14100 354

Reciclada 2,50% 9623 1221

Reciclada 3,00% 9600 1582

Reciclada 3,50% 10015 46

Reciclada 4,00% 8688 178

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

1,00% 1,50% 2,00% 2,50% 3,00% 3,50% 4,00% 4,50% 5,00% 5,50% 6,00%

Mó

du

lo d

e R

esi

liê

nci

a (

MP

a)

Teor de ligante (%)Misturas recicladas Mistura de referência

102

Analisando os resultados observou-se que todas as misturas com presença de material

fresado apresentaram valores de Módulo de Resiliência consideravelmente superiores

ao valor apresentado pela mistura de referência. Este aumento está relacionado à

presença de material fresado e mostra a influência deste na rigidez das misturas.

Observa-se ainda nas misturas recicladas, que os teores de ligante de 2,5%, 3,0% e 3,5%

apresentaram valores próximos, variando na faixa de 9.600 a 10.000 MPa, enquanto na

mistura com 4,0% de ligante ocorreu um valor um pouco abaixo dos anteriormente

citados. Já na mistura com 2,0% de ligante registrou-se um módulo muito acima dos

obtidos para todos os outros teores, concluindo-se que a dosagem com este teor

apresenta uma rigidez muito elevada.

Como dito anteriormente, o módulo de resiliência está relacionado à rigidez de uma

mistura asfáltica, porém a análise do módulo de resiliência não pode ser feita de forma

direta. Valores maiores ou menores podem ser aceitos dependendo da estrutura do

pavimento. O que deve ser considerado é a compatibilidade entre os valores de rigidez e

resistência das camadas constituintes do pavimento (de David, 2006).

103

5. DIMENSIONAMENTOS E ANÁLISE DAS TENSÕES E DEFORMAÇÕES

DE PAVIMENTOS

Neste capítulo, foram realizados o dimensionamento e análise de estruturas de

pavimento para a restauração de uma rodovia. Foi feita uma comparação de duas

alternativas de restauração do pavimento. A primeira foi utilizando o método de

avaliação estrutural para reforço de pavimentos flexíveis, o DNER-PRO 11/79, sem a

utilização de material reciclado nas camadas que compõem a estrutura, ou seja, se

calculou uma espessura de reforço. Para a segunda, foi dimensionado um pavimento

utilizando material reciclado na camada de base na proporção de 70% de brita graduada

e 30% de material fresado. Após este procedimento, estes métodos foram comparados a

uma análise de tensão x deformação realizada pelo programa computacional Elsym 5,

onde o objetivo principal foi avaliar as tensões de tração e deformações que ocorrem na

interface da camada de revestimento e da base de um pavimento asfáltico. Além disso,

foi verificada a possibilidade de se fazer uma restauração com reciclagem utilizando-se

os materiais abordados no estudo, e ainda uma estimativa da vida útil para os dois tipos

de pavimentos.

Para o dimensionamento e análise, foi utilizado um trecho (segmento homogêneo) de

uma rodovia federal que faz parte do programa CREMA para restauração para rodovias,

implementado pelo DNIT. Foram ainda definidos os parâmetros necessários para o

dimensionamento do segmento homogêneo como os ensaios não destrutivos e seções de

análise, além das resistências de tração e módulo de resiliência para a mistura brita

graduada mais material fresado com adição de cimento e para as misturas asfálticas.

5.1 DEFINIÇÃO DOS SEGMENTOS HOMOGÊNEOS OU SUB-TRECHOS

Os segmentos homogêneos ou trechos foram divididos de acordo com o levantamento

deflectométrico através da viga Benkelman. Para o trabalho foi selecionado e

dimensionado o segmento que apresentou o maior valor de deflexão característico, que

foi o segmento homogêneo 02. O trecho possui uma extensão de aproximadamente 700

metros. A Figura 56 mostra os segmentos homogêneos definidos.

104

Figura 56 - Estacas X Somatório Di-Dm

5.2 MEDIDAS DEFLECTOMÉTRICAS

A partir do gráfico, foram subdividos os segmentos homogêneos. Para o

dimensionamento desta pesquisa, foi selecionado o segmento homogêneo 02, por

apresentar maior valor de deflexão médio e característico. O Quadro 31 mostra o valor

da deflexão característica, deflexão média, desvio padrão e coeficiente de variância

deste segmento homogêneo.

Quadro 31 - Dados do segmento homogêneo selecionado

Os raios de curvatura médios e característicos estão apresentados no Quadro 32.

-400,00

-300,00

-200,00

-100,00

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

0 50 100 150 200 250 300

Média 77,4Desv. Padrão 16,4Def. Caract. 93,9

CV 21%

SH - 02Estaca 33 ao 68

105

Quadro 32 - Valores dos raios médio e característico

5.3 ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (IGG)

Para se determinar o IGG do segmento homogêneo estudado em questão, foram

realizados inventários de ocorrências de defeitos segundo a norma DNIT 006/2003 –

PRO. O Quadro 33 mostra as ocorrências de defeitos para o segmento homogêneo 02.

Quadro 33 - Inventário do estado da superfície (Fonte: DNIT, 2006)

Nos inventários estão contidos os valores, a freqüência de ocorrência dos defeitos

especificados na norma DNIT 005/2003, o valor de IGG, e a conceituação do

pavimento. O Quadro 34 mostra o quadro resumo para o IGG.

Segmento

homogêneo

Raio de curvatura

médio (m)

Raio de curvatura

característico (m)

Estacas 33 a 68 80,9 187,1

TR 1TRI TRE (%)

NºOcorr. 0 0 15 0 0 0 0 0 0 0 0 17 0 0 3 - - - NºOcorr.

Média 3,5 4,9 52,7% Média

DesvPad 4,2 4,8 39,2% DesvPad

Var 17,8 22,6 15,3% Var34 Dir. SMC 0,0% 0,0% X 60,6% 60,6% FC3 0,0% X 100,0% X 18 11 14,5 60,6% 136 Esq. A 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% 3 6 4,5 100,0% 238 Dir. C 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% 5 7 6,0 100,0% 340 Esq. SMC 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% 5 1 3,0 100,0% 442 Dir. C 0,0% 0,0% X 63,6% 63,6% FC3 0,0% X 100,0% 12 19 15,5 63,6% 544 Esq. SMC 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 X 0,0% X 100,0% X 22 5 13,5 100,0% 646 Dir. SMA 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 X 0,0% X 100,0% 13 27 20,0 100,0% 748 Esq. SMC 0,0% X 3,8% X 76,8% 80,6% FC3 0,0% X 100,0% 1 6 3,5 80,6% 850 Dir. SMA 0,0% 0,0% X 60,6% 60,6% FC3 0,0% X 100,0% X 8 11 9,5 60,6% 952 Esq. SMC 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% 2 5 3,5 100,0% 1054 Dir. SMA 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 X 0,0% X 100,0% 23 8 15,5 100,0% 1156 Esq. SMC 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 X 0,0% X 100,0% X 22 11 16,7 100,0% 1258 Dir. SMA 0,0% 0,0% X 50,0% 50,0% FC3 0,0% X 100,0% X 13 6 9,5 50,0% 1360 Esq. C 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 X 0,0% X 100,0% X 4 21 12,5 100,0% 1462 Dir. SMC 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% 6 2 4,0 100,0% 1564 Esq. C 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% X 1 4 2,5 100,0% 1666 Dir. C 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% 4 5 4,5 100,0% 1768 Esq. A 0,0% 0,0% X 100,0% 100,0% FC3 0,0% X 100,0% X 1 0 0,5 100,0% 18

Estaca FC-1 FC-2 FC-3 ALP ATP ALC ATC O E P Ex D B AF RFlechas (mm)

106

Quadro 34 - Quadro resumo pra o IGG do segmento em questão (Fonte: DNIT, 2006)

5.4 RESTAURAÇÃO DO PAVIMENTO

Para a restauração do pavimento foram analisadas duas alternativas: uma contemplando

o cálculo de uma espessura de reforço pelo método PRO 11/79, e a outra contemplando

a reciclagem da estrutura. O número N de tráfego, (N de projeto), para o

dimensionamento é de 2,0M10r.

O pavimento de referência adotado para o segmento homogêneo 02 apresenta a seguinte

estrutura (Figura 57):

- 6 cm de espessura de revestimento asfáltico;

- 20 cm de espessura de brita graduada (base);

- 20 cm de espessura de rachão (sub-base).

RODOVIA: PLANILHA DE CÁLCULO DO ÍNDICE DE GRAVIDADE GLOBAL (I.G.G.) DATA 12 /2011 FOLHA:

TRECHO: SEGMENTO HOMOGÊNEO 2 Estaca ou quilômetro Estaca ou quilômetroSUB-TRECHO: REVESTIMENTO-TIPO:

ÍNDICE DE GRAVIDADE

INDIVIDUAL (IGI)

1 (FC-1) FI, TTC, TTL, TLC, TLL, TRR 0 0,0% 0,2 0,0

2 (FC2) J, TB 0 0,0% 0,5 0,0

3 (FC3) JE, TBE 18 100,0% 0,8 80,0

4 ALP, ATP, ALC, ATC 5 27,8% 0,9 25,0

5 O, P e E 0 0,0% 1,0 0,0

6 Ex 0 0,0% 0,5 0,0

7 D 18 100,0% 0,3 30,0

8 R 8 44,4% 0,6 26,7

TRIm F

9,1 8,8

TRIv Fv

60,8 56,1

NÚMERO TOTAL DE ESTAÇÕES INVENTARIADAS IGG: 223

CONDIÇÃO GERAL DO PAVIMENTO ANALISADO: 90%PÉSSIMO TRINCAMENTO MÉDIO (%):

9 1,3 11,8

10 1,0 50,0

Média aritmética dos valores médios das flechas medidas, em mm, nas TRI e

TRE.

Média aritmética das variâncias das flechas medidas em ambas as trilhas.

18

OBS.ITEM NATUREZA DO DEFEITO NIFATOR DE

PONDERAÇÃOFREQUÊNCIA

RELATIVA

107

Figura 57- Seção transversal de pavimento adotada

5.4.1 Cálculo da Espessura de Reforço – Procedimento B (PRO – 11/79)

Para o dimensionamento do reforço da camada asfáltica, foram determinados alguns

parâmetros necessários para se determinar os critérios estabelecidos de diretrizes de

projeto, a saber:

Dp = deflexão de projeto;

R = raio de curvatura;

Dadm = deflexão admissível, em função no número de solicitações equivalentes ao eixo

de 8,2 t;

IGG = índice de gravidade global.

No Quadro 35 estão representados os valores dos itens mencionados acima, referentes

ao segmento homogêneo 02 e no Quadro 36 são ilustrados os critérios para

estabelecimento das diretrizes de projeto.

108

Quadro 35 - Parâmetros utilizados para o dimensionamento do reforço

Quadro 36 - Critério de estabelecimentos de diretrizes de projeto do 006/2003 PRO (Fonte: DNIT, 2006)

Para o cálculo da espessura do reforço do pavimento utilizou-se a hipótese II (Dprojeto <

3 Dadm). O cálculo da espessura de reforço foi calculado através da Equação 27:

YLA = Z. \F] DpDadm (27)

onde k é o fator de redução da deflexão (k = 40 para concreto asfáltico), e as demais

variáveis já foram citadas anteriormente.

O Quadro 37 mostra o resultado apresentado para a camada de reforço juntamente com

o critério de avaliação estrutural baseada na norma DNER – PRO 11/79.

Quadro 37 - Resultados do dimensionamento da camada de reforço

N (8,2 t) Dp (mm) R (m) Dadm (mm) IGG

2,0 E+07 93,9 80,9 54,9 223

Hipótese

Dados

deflectomé-

tricos obtidos

Qualidade estrutural

Necessidade de

estudos

complementares

Critério de cálculo

de reforço

Medidas

corretivas

IDp ≤ Dadm

R≥ 100 mBoa Não _

Apenas correções

de superfície

Se Dp ≤ 3 Dadm

Regular; Não; Deflectométrico; Reforço;

Se Dp > 3 Dadm Má; Sim;Deflectométrico e

Resistência

Reforço ou

Reconstrução

IIIDp ≥ Dadm

R < 100 mRegular para má Sim

Deflectométrico e

Resistência

Reforço ou

Reconstrução

IVDp ≥ Dadm

R < 100 mMá Sim Resistência

Reforço ou

Reconstrução

V _

Má - O pavimento

apresenta deformações

permanentes e

rupturas plásticas

generalizadas (IGG>180)

Sim Resistência Reconstrução

Dp > Dadm

R ≥ 100mII

N=8,2t Dp (mm) R (m) Dadm (mm) IGGQualidade Estrutural

Necessidade de Estudos

Complementares

Critério para Cálculo do Reforço

Medidas Corretivas

hCB (cm)

2,0E+07 93,9 80,9 54,9 223 MÁ SIM Resistência Reconstrução 9,5

109

Uma vez que o revestimento existente está totalmente trincado, será necessário fresar

5,0 cm deste, sendo reposto por uma camada nova de 5,0 cm para posterior execução da

camada de reforço calculado de 9,5 cm.

Para esta alternativa foi feita uma estimativa de vida útil do pavimento. A análise tensão

x deformação foi feita através do programa computacional ELSYM 5, com o objetivo de

obtenção dos parâmetros necessário para se estimar a vida útil de cada tipo de

pavimento. Para o pavimento dimensionado com reforço, o parâmetro analisado foi a

deformação específica de tração que acontece na face inferior da camada de

revestimento, logo depois foi estimada a sua vida útil pelo modelo de Fontes (2009), no

qual utiliza o CAP 50/70 para a obtenção do valor. Para o pavimento reciclado, o

parâmetro principal que foi avaliado foi à tensão de tração na face inferior da base

asfáltica reciclada com adição de cimento. Logo depois foi utilizado o modelo de

TRICHÊS (1993) para se obter a vida útil do pavimento. Para a simulação foi utilizado

um carregamento padrão de 80kN e um pressão de contato equivalente a 0,56MPa. As

estruturas dos pavimentos e seus respectivos valores de módulos de resiliência,

coeficiente de Poisson, espessuras das camadas foram obtidos através da retroanálise e

estão representados nos Quadro 38.

Quadro 38 - Valores encontrados no ELSYM5 para o pavimento de referência

Camadas Espessura

(cm) Módulo Poisson

Módulo de elasticidade

(Kg/cm²)

Revestimento 14,5 0,25 56500

Base 20 0,35 2000

Sub-base 20 0,35 1500

Subleito 0 0,45 800

Profundidade analisada (cm) 14,5

Deformação (Ɛt) 143M10�W

110

A partir dos valores obtidos, foi então estimado a vida útil do pavimento de acordo com

o modelo de Fontes (2009) para asfalto convencional (faixa C do DNIT). Este

parâmetro é calculado através da Equação 28:

Nf = VH = 1,18M10�X(1 Ɛu)⁄ w,�xr (28)

onde:

Nf = número de repetições de carga para atingir a ruptura por fadiga (USACE);

ƐT = deformação específica de tração no fundo da camada de revestimento (x 10�W). A partir dos valores do Quadro 39, a vida útil do pavimento é de 2,35M10Wsolicitações

do eixo de 80 kN. Logo, este valor é inferior ao N de tráfego da rodovia que é

2,0M10r. Como a estimativa de vida útil (N) calculada para o pavimento com reforço de 9,5cm é

inferior ao N de tráfego da rodovia, foi feito um novo dimensionamento de reforço

através de tentativas pela retroanálise, utilizando o programa ELSYM 5. De acordo com

a análise computacional, chegou-se a uma espessura de reforço de 18cm, totalizando

23cm de espessura para a camada asfáltica (5cm da capa asfáltica nova e 18 cm de

reforço). Os valores obtidos neste dimensionamento são apresentados no Quadro 39.

Quadro 39 - Valores encontrados no ELSYM5 para o pavimento de referência

Camadas Espessura

(cm) Módulo Poisson

Módulo de elasticidade

(Kg/cm²)

Revestimento 23 0,25 56500

Base 20 0,35 2000

Sub-base 20 0,35 1500

Subleito 0 0,45 800

Profundidade analisada (cm) 23

Deformação (Ɛt) 83,4M10�W

111

A partir dos valores obtidos, foi estimado a vida útil do pavimento de acordo com o

modelo de Fontes (2009), que resultou em 2,07M10r solicitações do eixo de 80 kN. A

Figura 58 mostra a seção transversal do pavimento resultante após o cálculo do reforço.

Figura 58 - Seção tranversal do pavimento após cálculo do reforço

Esta alternativa resulta numa camada asfáltica muito espessa, a qual não é executada na

prática. Neste caso, deve-se partir para uma intervenção que contemple a estruturação

das camadas inferiores, sendo a reciclagem do revestimento e da camada de base

estudada neste trabalho uma boa alternativa.

5.4.2 Alternativa Contemplando a Reciclagem

Para o pavimento com utilização de material reciclado, foi feito o mesmo procedimento

de análise por tentativas com análise da estrutura. O quadro 40 apresenta os valores

obtidos.

Nesta alternativa, além da camada de base reciclada, também se simulou a utilização da

mistura asfáltica reciclada com 30% de material fresado e 70% de material virgem, pois

o revestimento sobre a base reciclada vai trabalhar praticamente a compressão, não

sendo necessário conhecer o modelo de fadiga deste material. Portanto o valor de

módulo de resiliência adotado foi aquele obtido para a mistura asfáltica com utilização

de material fresado, com incorporação de 3,0% de ligante novo.

112

Quadro 40 - Valores obtidos no programa ELSYM5 para o pavimento reciclado

Camadas Espessura (cm)

Módulo Poisson

Módulo de elasticidade (Kg/cm²)

Revestimento 7 0,25 96000

Base 20 0,35 12650

Sub-base 20 0,35 1500

Subleito 0 0,45 800

Profundidade analisada (cm) 27

Tensão de tração gerada (Kg/cm²) 2,49

A partir dos valores, foi estimada a vida útil do pavimento de acordo com o modelo de

Trichês (1993), já que não se tem modelos de fadiga para o material reciclado. A

fórmula é dada por:

Nf = 10(14 911 – 15, 074 SR)

onde:

Nf = Número de ciclos de carregamento para a ruptura;

SR = Tensão de tração na face inferior da camada cimentada/resistência à tração na

flexão da camada cimentada.

A tensão de tração encontrada na face inferior da camada de base reciclada com adição

de cimento através do programa computacional foi de 0,249MPa, enquanto que o valor

de tração por compressão diametral encontrado para 3% de cimento do total da mistura

aos 28 dias foi de 0,5MPa. Logo, o SR encontrado foi de 0,50. Colocando este valor no

modelo de Trichês (1993), obteve-se o número de solicitações para um eixo de 80 kN

para o pavimento reciclado de2,37M10r. A Figura 59 apresenta a seção transversal de

pavimento após a reciclagem.

113

Figura 59 - Seção transversal do pavimento reciclado

Analisando os valores de tráfego estimados para as duas alternativas de restauração de

pavimentos, observa-se que na alternativa com utilização de material reciclado será

necessária uma espessura nova de mistura asfáltica de apenas 7,0 cm contra os 23,0 cm

da alternativa sem reciclagem.

Considerando que, na alternativa sem reciclagem se tem o custo da fresagem do

material e que o revestimento na alternativa com reciclagem poderia ser executado com

a mistura asfáltica 30/70 (30% de material fresado e 70% de material virgem), é muito

provável que a alternativa contemplando a reciclagem seja mais econômica.

114

6. CONCLUSÃO

A reciclagem de pavimentos é uma alternativa a ser considerada em uma eventual

intervenção e restauração de uma rodovia de pavimento flexível. Esta técnica apresenta

inúmeras vantagens, estando inserido no contexto da sustentabilidade do planeta, com a

redução de extração de jazidas de agregados (pedreiras) e a degradação do meio

ambiente através dos bota foras. Além das vantagens ambientais, há também benefícios

na questão dos custos envolvidos para se restaurar uma rodovia, uma vez que, com a

reciclagem usa-se menos material (agregados virgens), reduzindo assim o valor final de

reconstrução.

Neste trabalho, abordaram-se dois tipos de reciclagem de pavimentos utilizados

atualmente. O trabalho foi dividido em três etapas. A primeira foi à reciclagem de

material fresado com adição de cimento Portland. Na segunda etapa, foi feita uma

dosagem de mistura asfáltica reciclada utilizando a dosagem proposta por Castro Neto

(2000). Na terceira etapa, foi realizado o dimensionamento de uma restauração de

pavimento segundo o método DNIT PRO – 11/79, a qual foi comparada com um

pavimento reciclado para se estimar a vida útil de cada tipo de pavimento estudado.

Na etapa do estudo da reciclagem da mistura asfáltica com adição de cimento Portland,

foram realizados ensaios laboratoriais para definir o comportamento mecânico deste

material sendo utilizado como camada de base. O objetivo foi analisar a evolução

mecânica da resistência para os ensaios de compressão simples, resistência à tração por

compressão diametral, ensaio de módulo de resiliência e o ensaio triaxial cíclico. Foi

adotada a dosagem de 70% de brita graduada e 30% de material fresado com adições de

2%, 3% e 4% de teor de cimento para a mistura (massa total da mistura seca). Os

tempos de cura do cimento Portland adotados para o estudo foram 3, 7 e 28 dias.

Na etapa da dosagem de misturas asfálticas, foi realizada uma mistura de referência

(dosada pelo procedimento Marshall), sem utilização de material fresado, para posterior

comparação de mistura asfáltica reciclada (dosada pelo método proposto por Castro

Neto (2000)). A dosagem da mistura reciclada utilizada foi a de 70% de agregados

virgens e 30% de material fresado sem a utilização de agentes rejuvenescedores (AR),

com a utilização de CAP 50/70. Para definir o teor ótimo de ligante a ser utilizado na

115

mistura reciclada, de acordo com o método Castro Neto (2000), foram comparados os

valores dos ensaios de caracterização de resistência a tração por compressão diametral e

módulo de resiliência. De acordo com os resultados, encontrou-se o valor de 3,0% como

o teor de ligante novo a ser adicionada a mistura reciclada.

Por fim, foi realizada uma comparação de métodos de restauração para um segmento

homogêneo de uma rodovia, que faz parte do programa restauração de rodovias

CREMA, do DNIT. A partir de um pavimento já existente, fez-se um dimensionamento

de reforço de pavimento pelo método do DNIT, PRO-11/79 e um dimensionamento

com um pavimento composto por uma camada de base reciclada com adição de

cimento. Logo após o dimensionamento, fez-se uma análise das tensões e deformações

através do programa computacional ELSYM 5. Depois de analisados os valores, foi

estimada a vida útil para cada método de restauração.

A análise mostrou que para um pavimento utilizando-se material reciclado, seria

necessária uma mistura asfáltica nova com 7 cm de espessura contra os 23 cm da

alternativa sem reciclagem. Considerando que o revestimento na alternativa de

reciclagem seria de mistura asfáltica com material fresado e que na alternativa sem

reciclagem ainda se tem o custo da fresagem do material, é provável que a alternativa

contemplando a reciclagem seja mais econômica.

Sendo assim, a reciclagem de pavimentos torna-se uma alternativa interessante para que

as prefeituras com orçamentos limitados a utilizem em obras de pavimentação urbana,

visto que suas especificações técnicas atendem aos requisitos mínimos de projeto do

DNIT.

116

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