Eng. Mário Henrique Furtado Andrade
RECICLAGEM A FRIO COM ADIÇÃO DE
CIMENTO
44°° Encontro Técnico Encontro Técnico 2007 DER / PR2007 DER / PR
2.2. Opções de reabilitaçãoOpções de reabilitação
4.4. Reciclagem in situ profundaReciclagem in situ profunda
6.6. Reciclagem com cimento (definição, Reciclagem com cimento (definição, objetivos, vantagens, limitações, objetivos, vantagens, limitações, especificidades) especificidades)
8.8. Processo Construtivo / Execução de Processo Construtivo / Execução de juntas(Pré-Fissuração)juntas(Pré-Fissuração)
10.10. Projeto de DosagemProjeto de Dosagem
12.12. Propriedades MecânicasPropriedades Mecânicas
7. Comentários Finais7. Comentários Finais
REC
ICLA
GEM
CO
M
AD
IÇÃ
O D
E C
IMEN
TO
ESCOPO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 3
OPÇÕES DE REABILITAÇÃO
Conservação: evitar ao máximo possível a deterioração precoce dos pavimentos e, por conseguinte, a necessidade de serviços de restauração e reconstrução.
REPAROS E RESSELAGENS ASFÁTICAS
RECICLAGEM COM CIMENTO / 4
OPÇÕES DE REABILITAÇÃO
Restauração: operação destinada a recompor a capacidade estrutural do pavimento.
REPARO SELETIVO + REFORÇO ASFÁLTICO
WHITETOPPING ULTRA-DELGADO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 5
Pavimentos com alto grau de deterioração
Quando a execução de reparos localizados e a simples adição de camadas de concreto asfáltico já não proporcionam o necessário prolongamento da vida do pavimento
Renovação da estrutura do pavimento
SITUAÇÃO DE RECONSTRUÇÃO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 6
TRINCAMENTOS INTERLIGADOS SEVEROS, AFUNDAMENTOS E PANELAS
RECICLAGEM COM CIMENTO / 7
AFUNDAMENTOS PLÁSTICOS E BOMBEAMENTOS
RECICLAGEM COM CIMENTO / 8
DNER-PRO 11/79 a) Deflexão de projeto é maior que o triplo da deflexão admissívelb) Raio de curvatura é inferior a 100 mc) IGG superior a 180
PROGRAMAS FINANCIADOS PELO BID
a) Deflexão de projeto superior a 100 x 10-2 mmb) IGG superior a 150
CRITÉRIOS PARA RECONSTRUÇÃO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 9
SITUAÇÃO DE RECONSTRUÇÃO
INADMISSÍVEL A ADOÇÃO DE MEDIDAS PALIATIVAS (Selagens, Reperfilagens e
Reparos provisórios)
RECICLAGEM COM CIMENTO / 10
SITUAÇÃO DE RECONSTRUÇÃO
RECUPERAÇÃO ESTRUTURAL
Reconstrução parcial ou total
Adição de camadas granulares, asfálticas ou de concreto
Reciclagem profunda
RECICLAGEM COM CIMENTO / 11
TÉCNICAS DE RECONSTRUÇÃO
Remoção parcial ou total do pavimento existente e substituição por novos materiais
WHITETOPPING INLAY CONCRETOS SECOS ( BGTC / CCR )
Aproveitamento pleno da estrutura do pavimento e superposição de novos materiais estabilizados
WHITETOPPING CONVENCIONALCONCRETOS SECOS ( BGTC / CCR )
Aproveitamento parcial da estrutura do pavimento existente por meio de reciclagem e adição de nova camada de revestimento
RECICLAGEM COM CIMENTO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 12
INFLUÊNCIA DA POLÍTICA DE REABILITAÇÃO
TÉCNICAS DE RECONSTRUÇÃO COM CIMENTO
WHITETOPPING CONCRETOS SECOS (BGTC/CCR)RECICLAGEM COM CIMENTO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 13
Espessuras superiores a 15,0cm
Recicladoras dotadas de rolo fresador / misturador
RECICLAGEM “IN SITU” PROFUNDA
RECICLAGEM COM CIMENTO / 14
Adição de ligantes (cimento e/ou espuma de asfalto)
Compactação e regularização
Novo revestimento asfáltico
Tratamentos superficiais ou mistura asfáltica
Camada reciclada resultante– Elevada resistência– Baixa deformabilidade– Pouca variabilidade aos efeitos térmicos
RECICLAGEM “IN SITU” PROFUNDA
RECICLAGEM COM CIMENTO / 15
RECICLAGEM C0M CIMENTO
Fonte: Dynatest
Tipos de Reciclagem (km)
0
1000
2000
3000
4000
Simples Cimento Portland Espuma + cimento ouEmulsão + cimento
RECICLAGEM COM CIMENTO / 16
RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO
Aplicação em pavimentos bastante degradados
RECICLAGEM COM CIMENTO / 17
RECICLAGEM COM CIMENTO
COMPARAÇÃO ENTRE ALTERNATIVAS
Propagação de defeitos
Vida útil
Camada reciclada não acresce a rigidez e deflexão permanece elevada
Ganho considerável de rigidez e redução de deflexão
Fissuras de retração
RECICLAGEM COM CIMENTO / 18
PROCESSO CONSTRUTIVO a) Preparação da superfície
c) Se necessário, correção da granulometria pela adição de novos materiais
RECICLAGEM COM CIMENTO / 19
PROCESSO CONSTRUTIVO
a) Espalhamento do cimento
PROCESSO CONSTRUTIVO
a) Pulverização do pavimento na profundidade necessária, a adição de água e a mistura de cimento
RECICLAGEM COM CIMENTO / 21
PROCESSO CONSTRUTIVO
a) Regularização e reperfilagem
RECICLAGEM COM CIMENTO / 22
PROCESSO CONSTRUTIVO
a) Compactação
RECICLAGEM COM CIMENTO / 23
BR-163 / BR-277 – Rio IguaçuTrem de execução
RECICLAGEM COM CIMENTO / 24
BR-163 / BR-277 – Rio IguaçuTrem de execução
RECICLAGEM COM CIMENTO / 25
BR-163 / BR-277 – Rio IguaçuTrem de execução
RECICLAGEM COM CIMENTO / 26
RECICLAGEM COM CIMENTO / 27
Intervalos reduzidos (2,5 a 3,5 m)
Criar descontinuidade no material fresco antes da compactação final
PRÉ-FISSURAÇÃO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 28
a) Para uma profundidade até a 1/3 da camada reciclada – geralmente equipamentos manuais e adaptações em
rolo vibratórios, como:
– Placa vibratória com uma lâmina triangular;
– Rolo vibratório com uma lâmina anular soldada;
– Rolo vibratório com um disco cortante montado sobre o flanco.
PRÉ-FISSURAÇÃO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 29
– Injetando emulsão;
– Inserindo uma fita flexível de plástico;
– Inserindo um perfil de plástico ondulado (junta ativa)
PRÉ-FISSURAÇÃO
Para a espessura total da camada (ou quase), os entalhes são criados por equipamentos propelidos mecanicamente. Durante o processo de corte, as juntas recebem um
tratamento a fim de impedir que as voltem a unir-se, como:
RECICLAGEM COM CIMENTO / 30
PRÉ-FISSURAÇÃO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 31
Juntas frescas são preferíveis às serradas Simplicidade, economia e eficiência Equipamentos e técnicas específicas Melhores resultados com corte de espessura plena e
preenchimento com emulsão
PRÉ-FISSURAÇÃO
RECICLAGEM COM CIMENTO / 32
PROCESSO CONSTRUTIVO
a) Compactação final
c) Instalação de uma camada de cura e de proteção
RECICLAGEM COM CIMENTO / 33
PROCESSO CONSTRUTIVO
a) Instalação do revestimento betuminoso
RECICLAGEM COM CIMENTO / 34
Reutilizar os materiais antigos, contaminados e impróprios
Homogeneização do pavimento, tanto em resistência como em geometria
Redução dos desperdícios e da extração de materiais novos provenientes das pedreiras e jazidas
Possibilidade de reabilitar apenas uma faixa de pavimento
Diminuição do incômodo dos trabalhos tradicionais de reparo
RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO VANTAGENS
RECICLAGEM COM CIMENTO / 35
Redução da deterioração da rede adjacente de estradas secundárias devido ao volume reduzido de materiais novos a serem transportados
Custo menor para a reabilitação dos pavimentos degradados
Manutenção do nível (cota) do pavimento, que salvaguarda assim os acostamentos e dispositivos de drenagem, assim como a altura livre sob as pontes e viadutos
Oportunidade de alargar simultaneamente o pavimento existente, situação corrente no caso de melhoria da rodovia
RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO VANTAGENS
RECICLAGEM COM CIMENTO / 36
RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO LIMITAÇÕES
Menor homogeneidade em relação à uma nova mistura
Possível surgimento de fissuras longitudinais quando faixas adjacentes não são executadas corretamente
Processo mais longo em comparação a um simples recapeamento com mistura asfáltica em que não é necessária a pulverização
RECICLAGEM COM CIMENTO / 37
RECICLAGEM COM ADIÇÃO DE CIMENTO
CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS
Agente estabilizador mais empregado (disponibilidade, qualidade e normas disponíveis)
Camada estrutural com características similares às bases estabilizadoras com cimento (solo cimento ou BGTC)
Peculiaridades quanto a resistência, ocorrência de fissuras e desgaste
RECICLAGEM COM CIMENTO / 38
DOSAGEM DA MISTURA
RECICLAGEM COM CIMENTO / 39
DOSAGEM DA MISTURA
GRANULOMETRIA
Fragmentação afeta granulometria
Correção com material importado
Amostras semelhantes a condição após fragmentação
Influência da profundidade e participação de mistura asfáltica ou material granular
RECICLAGEM COM CIMENTO / 40
DOSAGEM DA MISTURA
FAIXAS GRANULOMÉTRICAS
Y = 100 (d / D)0,4
PIARC
RECICLAGEM COM CIMENTO / 41
EIXO METROPOLITANO (LOTE 01) – DELTA/REDRAM
FAIXAS GRANULOMÉTRICAS
Y = 100 X (d / D)0,4
PIARC
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Peneiras
Porc
enta
gem
Pas
sand
o
Faixa DALCON
Granulom etria Fx. Externa
Granulom etria 80%RAP e 20%Pó de Pedra
nº 200 nº 40 nº 10 nº 4 3/8" 1"3/4"
RECICLAGEM COM CIMENTO / 42
FAIXAS GRANULOMÉTRICAS
Y = 100 X (d / D)0,4
PIARC
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Peneiras
Porc
enta
gem
Pas
sand
o
Faixa DALCON
Granulom etria Acos tam ento
Granulom etria 50%RAP e 50%Pó de Pedra
nº 200 nº 40 nº 10 nº 4 3/8" 1"3/4"
EIXO METROPOLITANO (LOTE 01) – DELTA/REDRAM
RECICLAGEM COM CIMENTO / 43
DOSAGEM DA MISTURA
TEOR DE UMIDADE E DENSIDADE SECA MÀXIMA
Compactação após uma hora da mistura
Energia ASSHTO modificada (97 a 100 %)
Diferenças de densidade no topo e no terço inferior da camada (desvio de até 2%)
RECICLAGEM COM CIMENTO / 44
DOSAGEM DA MISTURA
TEOR DE CIMENTO
3 a 5 séries de amostras; Densidade máxima (análise de sensibilidade) Resistências / módulo de elasticidade
5.0 a 6.04.0 a 6.0Cascalho natural (IP <10, CBR >30)
4.0 a 6.02.0 a 3.0Brita graduada
4.0 a 6.02.0 a 2.5RAP / brita graduada(mistura de 50/50)
Até 10 MPa< 4 MPa
Valores resistência a compressãoTipo de material
Taxas típicas de aplicação de cimento (percentual por massa)
RECICLAGEM COM CIMENTO / 45
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Conhecimento prévio das propriedades
Principal dificuldade devido à heterogeneidade dos materiais
Resistência à tração: 0,2 a 2,0 MPa
Módulo de Elasticidade: 3.500 a 37.500 MPa (PIARC)
RECICLAGEM COM CIMENTO / 46
DISPERSÃO DE VALORES
Má qualidade dos agregados e contaminação por argila
Baixa resistência dos fragmentos da mistura asfáltica antiga
Heterogeneidade de teor de cimento, eficiência da fragmentação e mistura, densidade, umidade e
desempenho ao longo do tempo
PROPRIEDADES MECÂNICAS
RECICLAGEM COM CIMENTO / 47
MÓDULOS DE ELASTICIDADE
Dimensionamento - França
PROPRIEDADES MECÂNICAS
11 000Outros casosOutros casos
16 000Outros casosAgregados de boa qualidade com granulometria homogênea
16 000Equipamentos alto desempenhoOutros casos
20 000Equipamentos alto desempenhoAgregados de boa qualidade com granulometria homogênea
ExecuçãoMateriais Existentes
Módulo de elasticidade E(MPa)
Características de reciclagem
RECICLAGEM COM CIMENTO / 48
INFLUÊNCIA DA PARTICIPAÇÃO DO REVESTIMENTO ASFÁLTICO ANTIGO
Resistência (Pouco sensível)
Módulo de elasticidade (reduz)
Máximo recomendado – 35 %
PROPRIEDADES MECÂNICAS
RECICLAGEM COM CIMENTO / 49
RESISTÊNCIA E MÓDULOS
PROPRIEDADES MECÂNICAS
0,605.139 a6.3996.0400,794.707 a
16.8538.5008SM A2-6(0)
NA´6
0,927.716 a9.4678.2800,99 7.236 a
11.8999.2308SC A2-6(0)
LA´5
---1,37.720 a11.1879.72010
C A6
NA4
---0,783.408 a10.8486.09012
CL A7-5(14
LG3
---1,058.534 a16.42812.8606
SP A2-4(0) LA
2
1,078.344 a11.38510.2602,2713.666 a
19.50216.1606SW Al-b(0)
NA1
SoloCimento
MPaGama deValoresMRcdMPa
Gama deValoresMRfx
Resistênciaà traçãoMódulo de Resiliência
Resistênciaà traçãoMódulo de Resiliência
Compressão DiametralFlexão
TeorCimento% peso
USCSAASHTO
MCT
Amostra N°
Ceratti
RECICLAGEM COM CIMENTO / 50
RESISTÊNCIA E MÓDULOS
PROPRIEDADES MECÂNICAS
4,1026.500 a 34.00029.500I - 280 - M
2,9024.000 a 27.50026.700I - 200 - M
1,5513.000 a 20.50018.000I - 120 - M
Concreto Compactado a
Rolo
Gama de valoresE
Resistência à Tração na Flexão (MPa)
Módulo de Elasticidade (MPa)
Amostra
20.25022.000561,25154GranitoBGTC
Módulo de Elasticidade
em Compressão *
Módulo de Elasticidade em Tração *
Resistência a
Compressão Diametral*
Resistência a Tração Direta *
Resistência à
Compressão Simples *
Teor de
Cimento (%)
Amostra
Trichês
Balbo
RECICLAGEM COM CIMENTO / 51
DESEMPENHO À FADIGA
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Similar a camadas cimentadas novas
Recomendação PIARC ( a = 12 a 16 )
RT= σ/σ0 = 1 - (1/a) log N
RECICLAGEM COM CIMENTO / 52
CURVAS DE FADIGA
PROPRIEDADES MECÂNICAS
0,40,50,6
0,70,80,91,0
10 100
1.00
0
10.0
00
100.
000
1.00
0.00
0Número de solicitações para
ruptura, Nf
Rela
ões
entre
tens
ões
I-280-MI-200-MI-120-MBCTG (Balbo)a=12a=16Ceratti (mistura 1)Ceratti (mistura 5)Ceratti (mistura 6)
RECICLAGEM COM CIMENTO / 53
COMENTÁRIOS FINAIS E RECOMENDAÇÕES
Reciclagem é uma alternativa hábil para pavimentos bastante degradado e com problemas estruturais
Propriedades mecânicas muito variáveis e que precisam ser melhor estudadas
Qualidade muito dependente da compressão do pavimento antigo e eficiência da execução
Vantagens ambientais importantes (economia de agregados e de energia)
RECICLAGEM COM CIMENTO / 54
COMENTÁRIOS FINAIS E RECOMENDAÇÕES
Pode ser aplicado em várias espessuras, camadas e larguras
Avaliar adequadamente a heterogeneidade e os riscos,
principalmente para camada de base e tráfegos elevados
Utilizar parâmetros conservadores no dimensionamento e destinar muita atenção na qualidade da execução
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