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Reciclagem dos Pavimentos

Prof.: Raul Lobato

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSOCAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICASCURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS

Aula 10

• Objetivos da Reciclagem;

• Orientações para a seleção da Reciclagem;

• Reciclagem a quente;

• Reciclagem a frio;

Objetivos da Reciclagem

• Conservação de agregados, de ligantes e de energia;

• Preservação do meio ambiente;

• Restauração das condições geométricas existentes.


A REUTILIZAÇÃO DOS AGREGADOS do pavimento degradado para osserviços de reconstrução, restauração e conservação, propiciam umadiminuição da DEMANDA DE NOVOS MATERIAIS e das respectivasDISTÂNCIAS DE TRANSPORTE, prolongando o tempo de exploração dasocorrências existentes. A REUTILIZAÇÃO DOS LIGANTES ASFÁLTICOSconstitui-se em outra vantagem importante proporcionada pelareciclagem de materiais. O asfalto remanescente no pavimento antigo éum recurso valioso. Devido a fatores como a OXIDAÇÃO EVOLATILIZAÇÃO, o asfalto envelhecido perde algumas de suaspropriedades originais, que podem ser restabelecidas quando écombinado com um asfalto novo ou um agente rejuvenescedor.


Com a reutilização do asfalto envelhecido pode ser reduzida (CERCA DE50%) a quantidade de asfalto novo para a restauração do pavimento. Aadoção de técnicas de reciclagem permite que as CONDIÇÕESGEOMÉTRICAS da pista sejam mantidas ou modificadas facilmente:

• Drenagem adequada;

• Desníveis na pista;

• Altura livre em túneis e passagens inferiores;

• Acréscimo de carga permanente em pontes e viadutos;

• Profundidade de sarjetas, altura de meios-fios, bocas-de-lobo e poçose visita.

Orientações para a seleção da reciclagem

PATOLOGIAS GÊNESE PROJETO/HIST.

CUSTO DESEMPENHO/HIST. RESTR./GEOMETRIA

FATORES AMBIENTAIS

TRÁFEGO


Os ENSAIOS DE LABORATÓRIO E DE CAMPO deverão ser realizadospara determinar as “RESERVAS” de materiais disponíveis no pavimentoe os tipo de ESTABILIZADORES que podem ser usados com estesmateriais. A partir dessas informações preliminares poderão serselecionadas as modalidades de reciclagem em potencial, desenvolvidoo PROJETO PRELIMINAR do pavimento e procedida a AVALIAÇÃOECONÔMICA das alternativas (AVALIAÇÃO GLOBAL)


Após a realização dos serviços deverá ser avaliado o DESEMPENHODOS MATERIAIS RECICLADOS AO LONGO DO PERÍODO DE TEMPO DEVIDA ÚTIL, mediante a execução de ensaios de laboratório e de campopara a determinação das propriedades dos materiais em serviço. Estasinformações devem ser incluídas no SISTEMA DE GERÊNCIA DEPAVIMENTOS e os dados usados como SUBSÍDIOS PARA FUTURASSELEÇÕES DE ALTERNATIVAS DE RESTAURAÇÃO de pavimentos.

Reciclagem a quente

Parte ou toda a estrutura do REVESTIMENTO é REMOVIDA E REDUZIDAa dimensões apropriadas para depois ser misturada a quente nopróprio local (IN SITU) ou em USINA ESTACIONÁRIA. O processo podeincluir a adição de novos AGREGADOS, CIMENTO ASFÁLTICO e AGENTEREJUVENESCEDOR. O PRODUTO FINAL deve atender as especificaçõesde misturas asfálticas a quente destinadas às camadas de base,“binder” ou de rolamento.

DNIT 033/2005-ES DNIT 034/2005-ES

Reciclagem a quente

CONDIÇÃO DO PAVIMENTO

DISPONIBILIDADE DE EQUIPAMENTOS

CUSTO E ENERGIA

REGULAMENTO AMBIENTAL

IRREGULARIDADE LONGITUDINAL

TRINCAMENTO E DESGASTE

AFUNDAMENTO NA TRILHA DE RODA

ADERÊNCIA CONDIÇÕES

ESTRUTURAISCAPACIDADE DE

TRÁFEGO

Reciclagem a quente

Deverão ser feitas COMPARAÇÕES CUIDADOSAS para determinar se areciclagem é a melhor solução para resolver o conjunto de defeitosobservados no trecho. A reciclagem a quente pode corrigir deficiênciasde misturas betuminosas e pode ser utilizada para AUMENTAR ACAPACIDADE ESTRUTURAL, podendo ser utilizada antes de umRECAPEAMENTO.

REFORÇO X RECICLAGEM

Desempenho e Limitações

A reciclagem a quente ainda é um processo relativamente novo e devido a maiorVARIABILIDADE DOS MATERIAIS removidos em relação aos materiais virgens,devem ser tomados cuidados adicionais no projeto e construção de camadas commisturas recicladas a quente. Devido a esta variabilidade ainda existemINCERTEZAS quanto ao DESEMPENHO das misturas e a aplicação em camadas derolamento ainda não é extensiva.

A reciclagem a quente envolve, normalmente, um MAIOR NÚMERO DE MATERIAISque uma mistura normal. Assim, a execução de um projeto de reciclagem requer aAVALIAÇÃO do pavimento, a realização de ENSAIOS de caracterização do material,controle do processo de produção e CONTROLE DE QUALIDADE mais rígidos doque um projeto convencional.

EXPERIÊNCIA CONTROLE DE QUALID. DOSAGEM EXECUÇÃO

Avaliação dos Materiais

A primeira etapa na AVALIAÇÃO DOS MATERIAIS é a coleta geral dosdados históricos sobre o PROJETO. Estas informações incluem adescrição das seções do pavimento, dados de tráfego, materiaisutilizados, dados sobre o projeto da mistura, dados de drenagem,condição do pavimento, histórico de conservação, etc. Grande partedestas informações deve ter sido disponível na fase inicial doplanejamento, quando a reciclagem foi selecionada como umaalternativa de restauração (AVALIAÇÃO GLOBAL). Estas informaçõessão necessárias para mostrar se há materiais suficientes em quantidadee qualidade.


A presença de MATERIAIS com muita VARIAÇÃO pode acarretar aseleção de SUB-PROJETOS para análise e RECICLAGEM DIFERENCIADA.O número excessivo de subprojetos pode tornar a reciclagemANTIECONÔMICA, devido ao elevado número de ensaios para cadasegmento.

AMOSTRAS REPRESENTATIVAS

Projeto da Mistura

• 1ª ETAPA: fixação de segmentos homogêneos da camada a ser reciclada;

• 2ª ETAPA: retirada de amostras destes segmentos e realização de ensaios;Extração do asfalto (DNER-ME 53/94);

Granulometria (DNER-ME 83/94);

Outros ensaios: Recuperação do Asfalto, Fracionamento Químico.

• 3ª ETAPA: determinação das quantidades de materiais a serem adicionados à mistura a ser reciclada;

Rejuvenescedores.

• 4ª ETAPA: determinação das proporções finais dos componentes da mistura através do método Marshall

Técnicas Construtivas

As técnicas de reciclagem a quente, que serão descritas a seguir, podem ser classificadas em dois grandes grupos:

• Reciclagem a quente no local ou “in situ”;

• Reciclagem a quente em usinas estacionárias.

Reciclagem a Quente no Local

A reciclagem a quente no local ou “in situ” é definida como umprocesso de correção de defeitos de superfície, através do CORTE eFRAGMENTAÇÃO do REVESTIMENTO ASFÁLTICO antigo (geralmentepor fresagem), MISTURA com agente rejuvenescedor, agregado virgem,material ou mistura asfáltica, e posterior distribuição da misturareciclada sobre o pavimento, SEM REMOVER DO LOCAL o material aser reciclado. Esta modalidade de restauração de pavimentos poderáser considerada no conjunto das alternativas exequíveis, desde queNÃO HAJA PROBLEMAS ESTRUTURAIS, de drenagem ou de qualidadedos materiais constituintes do pavimento.

Reciclagem a Quente no Local

Como as técnicas de reciclagem a quente “in situ” envolveREELABORAÇÃO DE UMA CAMADA DO REVESTIMENTO relativamentedelgada, elas devem ser utilizadas para CORREÇÃO DE DEFEITOS DESUPERFÍCIE, exclusivamente de classe funcional. Podem ser corrigidosdefeitos com severidade baixa ou média tais como desagregações,corrugações, afundamentos nas trilhas de roda, locais de baixaaderência, exsudações e locais com problemas de declividadetransversal.

Método Wirtgen (DNER ES -187/87)

QTDE. DE ENSAIOS VISCOSIDADE DO LIGANTEREJUVENESCEDOR EM

QTDE. CRITICA

Reciclagem em Usinas Estacionárias

A reciclagem a quente em usinas estacionárias é um processo no qualuma PARTE OU TODA A ESTRUTURA do revestimento é REMOVIDA EREDUZIDA, geralmente através de fresagem à frio, e posteriormenteTRANSPORTADA para ser misturada e recuperada em usina de asfalto.O processo inclui a ADIÇÃO de novos agregados, material deenchimento, CAP e, se necessário, um agente rejuvenescedor. O tipo deusina mais empregado é a “drum-mixer” e o PRODUTO FINAL deveatender às especificações de misturas asfálticas a serem aplicadas nascamadas de base, de “binder” ou de rolamento.


1ª ETAPA: Preparação do material;

2ª ETAPA: Avaliação dos estoques;

3ª ETAPA: Usinagem a quente;Usinas do tipo intermitente (gravimétrica);

Usinas do tipo tambor – misturador (drum-mixer)

4ª ETAPA: Lançamento e Compactação.


“DOUBLE BARREL”

Vantagens da Reciclagem e Quente

PROCESSO NECESSIDADE DE ENERGIA (BTU/ton)Recape com mistura nova ( e = 4cm ) 581.980

Fresagem a frio e reciclagem a quente em usina

-20% reciclado/80% mistura nova ( e = 4cm ) 542.049

-40% reciclado/ 60% mistura nova (e = 4cm ) 488.401

Reciclagem a quente na pista ( e = 4cm ) 202.300

AGREGADOS ASFALTO DISTÂNCIAS

OPERAÇÕES EM USINA: MAIOR CONTROLE DE QUALIDADE, SUBSTANCIAIS MELHORIAS ESTRUTURAIS

Reciclagem a frio

A reciclagem a frio é um processo no qual TODA A ESTRUTURA DOPAVIMENTO, OU PARTE DELA, é removida e reduzida a dimensõesapropriadas para depois ser misturada a frio NO PRÓPRIO LOCAL ouem USINA. Poderão ser adicionados materiais betuminosos (emulsãoasfáltica), agregados, agentes rejuvenescedores ou estabilizantesquímicos. A mistura final poderá ser utilizada em CAMADA DE BASE,que DEVERÁ SER REVESTIDA com um tratamento superficial ou umamistura asfáltica antes de ser submetida a AÇÃO DIRETA DO TRÁFEGO.

ADIÇÃO DE MATERIAL BETUMINOSO: REVESTIMENTO + BASE GRANULAR

ADIÇÃO DE ESTABILIZANTE QUÍMICO: REVESTIMENTO + BASE GRANULAR + SUBLEITO

Reciclagem a frio

Essa técnica de restauração de pavimentos pode ser aplicada maiseficientemente nos seguintes casos:

• Rodovias de baixo volume de tráfego (vicinais);

• Acostamentos defeituosos de rodovias principais;

• Utilização do material reciclado como base estabilizada.


Quando a AVALIAÇÃO ESTRUTURAL indicar que a estrutura existente éinadequada para o tráfego atual e futuro, o RECAPEAMENTO/REFORÇOé a primeira solução a ser levada em conta. Entretanto, se orevestimento e as camadas subjacentes forem INADEQUADAS PARASUPORTAR uma camada asfáltica, a reciclagem deve ser considerada. Amistura reciclada, quando adequadamente projetada, proporciona ummaterial com propriedades estruturais similares a de um materialestabilizado novo.


Entre as diversas razões que podem JUSTIFICAR O EMPREGO dareciclagem a frio de um pavimento, podem ser relacionadas asseguintes:

• Melhoria da capacidade estrutural;

• Reelaboração completa das camadas;

• Redução da sensibilidade em relação aos efeitos da umidade com autilização de agentes estabilizadores.


Alguns dos principais FATORES LIMITADORES que devem serconsiderados antes da seleção da reciclagem a frio, são os seguintes:

• Maior interrupção do tráfego;

• Suscetibilidade às condições climáticas.


• 1ª ETAPA: Estudo do pavimentoInspeção visual;

Coleta de amostras em número representativo da variabilidade dos materiais (revestimento, base, sub-leito).

• 2ª ETAPA: Ensaios de LaboratórioGranulometria;

Teor de asfalto e viscosidade do cimento asfáltico;

Limites de Atterberg e teores de umidade das camadas granulares e subleito;

Projeto da mistura.

PROCESSO DE ESCOLHA DO TIPO DE ESTABILIZAÇÃO - DNIT

PRESENÇA DE FINOS

Seleção do agente estabilizador

• Modificação do material granular (alteração das propriedades deficientes);

• Melhoria da resistência e durabilidade;

• Modificação do subleito.

Projeto da Mistura

• Determinação da quantidade necessária do agente estabilizador;

• Ensaio com amostras de misturas contendo diversos teores do agente estabilizador;

• Não existem métodos de projeto de mistura aceitos universalmente


As técnicas de reciclagem a frio podem ser classificadas como se segue:

• Reciclagem a frio no local;

• Reciclagem a frio em usinas estacionárias.

Etapas básicas:

• ETAPA 1: Rompimento do revestimento (Escarificação, Fresagem a frio);

• ETAPA 2: Redução de dimensões (pulverizador ou britador);

• ETAPA 3: Mistura;No local;

Em usina.


• Mistura no local: VANTAGENS:

O material não tem que ser transportado para fora da pista;

O equipamento exigido é mínimo;

Evita prolongada interrupção do tráfego.

DESVANTAGENS:

Dificuldades no controle de qualidade


• Mistura no local:

CAL E CIMENTO PORTLAND


• Mistura na usina:VANTAGENS:

Excelente controle de qualidade

DESVANTAGENS:

Transportes adicionais;

Custos de execução adicionais;

Maiores prazos de construção


• ETAPA 4: Espalhamento e compactação (tipo de mistura, estabilizador e rejuvenescedores);

• ETAPA 5: Colocação da camada de revestimento;

Vantagens e Desvantagens

VANTAGENS:

• O ASFALTO RESIDUAL atua como um excelente ligante, tornando a base reciclada menos suscetível à ação da água;

• A adição de estabilizantes ou ligantes contribui para evitar a EXPANSÃO e aumentar a IMPERMEABILIZAÇÃO da base reciclada e aumentar a CAPACIDADE DE CARGA da estrutura do pavimento;

• ECONOMIA DE MATERIAIS virgens pelo aumento da capacidade de carga que permite uma ESTRUTURA MAIS DELGADA;

• Possibilidade de ESTOCAGEM do rejeito.

Vantagens e Desvantagens

DESVANTAGENS:

• Manutenção dos equipamentos;

• Interrupção do tráfego;

• Necessidade do PERÍODO DE CURA para obtenção da resistência desejada;

• Susceptibilidade às CONDIÇÕES CLIMÁTICAS.;

• O CONTROLE DE QUALIDADE das operações na pista não é tão bom quando nas operações com usina central.

Reciclagem dos Pavimentos

E-mail: [email protected]

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSOCAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

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DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS

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