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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA CURSO DE ENGENHARIA CIVIL Marcos Rodrigues da Silva UTILIZAÇÃO DE MATERIAL FRESADO COM ADIÇÕES DE CIMENTO PORTLAND E PÓ DE PEDRA EM CAMADAS DE BASE E SUB-BASE DE PAVIMENTOS Santa Maria, RS 2016

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE TECNOLOGIA

CURSO DE ENGENHARIA CIVIL

Marcos Rodrigues da Silva

UTILIZAÇÃO DE MATERIAL FRESADO COM ADIÇÕES DE CIMENTO PORTLAND E PÓ DE PEDRA EM CAMADAS DE BASE E SUB-BASE

DE PAVIMENTOS

Santa Maria, RS 2016

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Marcos Rodrigues da Silva

UTILIZAÇÃO DE MATERIAL FRESADO COM ADIÇÕES DE CIMENTO

PORTLAND E PÓ DE PEDRA EM CAMADAS DE BASE E SUB-BASE DE

PAVIMENTOS

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Orientador: Prof. Me. Magnos Baroni

Santa Maria, RS 2016

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Marcos Rodrigues da Silva

UTILIZAÇÃO DE MATERIAL FRESADO COM ADIÇÕES DE CIMENTO PORTLAND E PÓ DE PEDRA EM CAMADAS DE BASE E SUB-BASE DE

PAVIMENTOS

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao curso de Engenharia Civil, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenção do título de Engenheiro Civil.

Aprovado em 11 de julho de 2016:

_______________________________________

Magnos Baroni, Me. (UFSM)

(Presidente/Orientador)

_______________________________________

Luciano Pivoto Specht, Dr. (UFSM)

_______________________________________

Tatiana Cureau Cervo, Dr. (UFSM)

Santa Maria, RS 2016

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AGRADECIMENTOS

Primeiramente, gostaria de agradecer aos meus pais, Clio Rodrigues e

Terezinha Pereira juntamente com minhas irmãs Tatiana Rodrigues e Sabrina

Rodrigues, por todo carinho, amizade e confiança em mim depositada.

À minha namorada, Vanessa Bender por todo apoio, compreensão e

companheirismo em todos os momentos desta etapa.

Ao Prof. Me. Magnos Baroni, orientador deste trabalho, pela oportunidade

concedida, apoio em todos os momentos, dedicação e conhecimento compartilhado.

Aos Prof. Dr. Luciano Specht e Drª. Tatiana Cervo por aceitarem participar da

banca examinadora, pela consideração em dedicar atenção especial ao trabalho

desenvolvido e, ainda, por terem acompanhado meu trajeto desde a graduação,

dando apoio e suporte.

A Universidade Federal de Santa Maria e todo o corpo docente, pela

oportunidade de fazer parte da instituição e por todos ensinamentos repassados

durante a graduação.

Em especial ao Laboratório de Materiais de Construção Civil da UFSM, que

disponibilizou toda infraestrutura necessária para viabilização do estudo, bem como

os colegas Carlos Klamt e Mateus Tanski, pela ajuda e parceira na realização dos

ensaios.

Agradeço a Deus, que me deu força para não desistir e a todos meus amigos

que estiveram presentes e que, de alguma forma, contribuíram para a conclusão

desta pesquisa.

A todos, o meu muito obrigado!

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RESUMO

UTILIZAÇÃO DE MATERIAL FRESADO COM ADIÇÕES DE CIMENTO PORTLAND E PÓ DE PEDRA EM CAMADAS DE BASE E SUB-BASE DE

PAVIMENTOS

AUTOR: Marcos Rodrigues da Silva

ORIENTADOR: Magnos Baroni

Sabendo-se da grande necessidade de preservação ambiental das matérias primas e o elevado custo que envolve as obras de pavimentação, torna-se indispensável à busca de materiais alternativos, que otimizem a sustentabilidade do meio rodoviário. A pesquisa se fundamenta na realização de ensaios laboratoriais em misturas de material fresado, pó de pedra e cimento Portland, com a finalidade de obtenção de possíveis traços que atendam às normativas especificadas pelo DNIT para o emprego em camadas de base e sub-base de pavimentos. Para o desenvolvimento do estudo, foi utilizado cimento pozolânico da marca Votorantim, tipo CP IV-32. O pó de pedra basáltico foi coletado na pedreira Dalla Pasqua. Já o material fresado foi obtido pela fresagem superficial de segmentos da rodovia BR-287, na cidade de Santa Maria-RS. Tomou-se como referência a faixa granulométrica C do DNIT, adotando seis misturas (100% Fresado 0% Pó de pedra, 80% Fresado 20% Pó de pedra, 60% Fresado 40% Pó de pedra, 40% Fresado 60% Pó de pedra, 20% Fresado 80% Pó de pedra e 0% Fresado 100% Pó de pedra) estabilizadas com 6% de cimento. Os traços foram submetidos a quatro ensaios específicos: Ensaio de Granulometria, ensaio de Compactação, ensaio de Resistência à Compressão Simples (RCS) e ensaio de Resistência à Compressão por Tração Diametral (RCTD). Para o ensaio de Compactação a massa específica aparente seca média das seis misturas foi de 2067 kg/m³ e umidade ótima de 8,3 ± 0,4. Nos ensaios de RCS e RTCD, todos os traços obtiveram resultados satisfatórios em relação a NBR 12253 (1992). Considerando que o descarte indevido do material fresado é considerado um passivo ambiental, e que às resistências mecânicas obtidas nos corpos de prova foram superiores as preconizadas nas normativas brasileiras, conclui-se que os traços analisados apresentam potencial de utilização como material de base e sub-base de pavimentos. Palavras-chave: Material Fresado. Misturas Asfálticas. Resistência.

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ABSTRACT

USE OF RECLAIMED ASPHALT PAVEMENT WITH ADDITIONS OF PORTLAND CEMENT AND GRIT IN LAYERS OF BASE AND SUBBASE OF PAVEMENTS

AUTHOR: Marcos Rodrigues da Silva

ADVISOR: Magnos Baroni

The strong necessity of environmental preservation of raw materials and the high

costs that involves paving, turns essential the search for alternative materials to

enhance the sustainability of the road environment. The research is based on

laboratory tests in mixtures of reclaimed asphalt pavement (RAP), grit and Portland

cement, in order to obtain potential mixtures that meet the regulations specified by

DNIT for employment in base and subbase of pavements. To develop the study, it

was adopted pozzolanic cement brand Votorantim, type CP IV-32. The basaltic grit

was collected in the quarry Dalla Pasqua. The RAP was obtained by the surface

milling of some sections of BR-287, in the region of Santa Maria-RS. It was taken as

reference the granulometric range C of DNIT specifications, adopting six blends of

materials (100% RAP 0% grit, 80% RAP 20% grit, 60% RAP 40% grit, 40% RAP 60%

grit, 20% RAP 80% grit and 0% RAP 100% grit) stabilized with 6% of cement. The

samples were subjected to four specific tests: particle size distribution (PSD),

compaction test, compressive strength (CS) test and compressive strength by

diametral tensile (CSDT) test. The mean dry apparent density of the samples in the

compaction test was 2067 kg/m3 and the optimum water content was 8.3 ± 0.4. In the

CS and CSDT tests, the mixture obtained satisfactory results, regarding the NBR

12253 (1992). Considering that the improper disposal of the RAP is considered an

environmental liability and that the mechanical strength obtained in the samples were

higher than those recommended in the Brazilian regulations, it is concluded that the

analyzed mixtures have potential to be used as base and subbase of pavements.

Keywords: RAP. Asphalt Mixtures. Strength.

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LISTA DE GRÁFICOS

Gráfico 1 – Distribuição Granulométrica do material fresado .................................... 46 Gráfico 2 – Distribuição Granulométrica do pó de pedra ........................................... 47

Gráfico 3 – Curva granulométrica da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra ......... 49 Gráfico 4 – Curva granulométrica da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra ......... 50

Gráfico 5 – Curva granulométrica da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra ......... 51 Gráfico 6 – Curva granulométrica da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra ......... 52

Gráfico 7 – Curva de Compactação Proctor .............................................................. 55 Gráfico 8 – Curvas de Resistência à Compressão Simples ...................................... 58

Gráfico 9 – Resistência à Compressão Simples aos 7 dias ...................................... 60 Gráfico 10 – Resistência à Compressão Simples aos 14 dias .................................. 60

Gráfico 11 – Resistência à Compressão Simples aos 28 dias .................................. 61 Gráfico 12 – RCS da mistura 100% Fresado 0% Pó de pedra .................................. 62

Gráfico 13 – RCS da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra .................................. 63 Gráfico 14 – RCS da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra .................................. 64

Gráfico 15 – RCS da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra .................................. 65 Gráfico 16 – RCS da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra .................................. 66

Gráfico 17 – RCS da mistura 0% Fresado 100% Pó de pedra .................................. 67 Gráfico 18 – Curvas de Resistência à Tração por Compressão Diametral ............... 69

Gráfico 19 – Resistência à Compressão Simples aos 7 dias .................................... 71 Gráfico 20 – Resistência à Compressão Simples aos 14 dias .................................. 72

Gráfico 21 – Resistência à Compressão Simples aos 28 dias .................................. 72 Gráfico 22 – RTCD da mistura 100% Fresado 0% Pó de pedra ............................... 73

Gráfico 23 – RTCD da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra ............................... 73 Gráfico 24 – RTCD da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra ............................... 74

Gráfico 25 – RTCD da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra ............................... 74 Gráfico 26 – RTCD da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra ............................... 75

Gráfico 27 – RTCD da mistura 0% Fresado 100% Pó de pedra ............................... 75 Gráfico 28 – Resultados dos Ensaios de RCS e RTCD ............................................ 76

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Reciclagem a frio in situ ........................................................................... 19

Figura 2 – Reciclagem com fresagem profunda (Full Depth) .................................... 20 Figura 3 – Esquema da reciclagem a quente in situ com fresagem a quente ........... 23

Figura 4 – Distribuição granulométrica e proporção de finos .................................... 24 Figura 5 – Tensões dos CP’s secos das misturas de fresado e solo ........................ 28

Figura 6 – Tensões dos CP’s submersos das misturas de fresado e solo ................ 28 Figura 7 – Tensões dos CP’s secos das misturas de fresado e pó de pedra ............ 29

Figura 8 – Tensões dos CP’s submersos das misturas de fresado e pó de pedra .... 29 Figura 9 – Fluxograma de ensaios ............................................................................ 31

Figura 10 – Máquina fresadora Caterpillar PM102 .................................................... 32 Figura 11 – Processo de fresagem ........................................................................... 33

Figura 12 – Estocagem do material fresado .............................................................. 33 Figura 13 – Estocagem do material virgem ............................................................... 36

Figura 14 – Cimento CP IV - 32 ................................................................................ 37 Figura 15 – Ensaio de compactação, mistura: 80% Fresado 20% Pó de pedra........ 39

Figura 16 – Câmara úmida LMCC ............................................................................. 40 Figura 17 – Prensa mecânica VEB WERKSTOFFPRÜFMASSCHINEN LEIPZIG .... 41

Figura 18 – Ensaio de Compressão Diametral de corpo de prova cilíndrico ............. 42 Figura 19 – Ensaio de Compressão Diametral de corpo de prova cilíndrico ............. 43

Figura 20 – Ensaio de Tração por Compressão Diametral........................................ 43 Figura 21 – Corpo de prova após ensaio de RTCD .................................................. 44

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Classificação dos processos de reciclagem de pavimentos .................... 18 Tabela 2 – Teor de betume ....................................................................................... 34

Tabela 3 – Densidade máxima medida ..................................................................... 35 Tabela 4 – Análise granulométrica das amostras de material fresado ...................... 45

Tabela 5 – Análise granulométrica das amostras do pó de pedra ............................. 47 Tabela 6 – Composição granulométrica da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra48

Tabela 7 – Composição granulométrica da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra49 Tabela 8 – Composição granulométrica da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra50

Tabela 9 – Composição granulométrica da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra51 Tabela 10 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 100% Fresado 0% Pó

de pedra ................................................................................................. 52 Tabela 11 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 80% Fresado 20% Pó

de pedra ................................................................................................. 53 Tabela 12 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 60% Fresado 40% Pó

de pedra ................................................................................................. 53 Tabela 13 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 40% Fresado 60% Pó

de pedra ................................................................................................. 53 Tabela 14 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 20% Fresado 80% Pó

de pedra ................................................................................................. 54 Tabela 15 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 0% Fresado 100% Pó

de pedra ................................................................................................. 54 Tabela 16 – Resultados do ensaio de Compactação ................................................ 55

Tabela 17 – Resultados do ensaio de Resistência à Compressão Simples .............. 57 Tabela 18 – Resultados das variações de resistências ............................................. 59

Tabela 19 – Resultados do ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral ................................................................................................ 68

Tabela 20 – Resultados das variações de resistências ............................................. 71

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LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas ARRA Asphalt Recycling and Reclaiming Association CAP Cimento Asfáltico de Petróleo cm Centímetros CNT Confederação Nacional dos Transportes CP Corpo de Prova CP’s Corpos de Prova DCP Penetrômetro Dinâmico de Cone DMM Densidade Máxima Medida DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem DNIT Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte FHWA Federal Highway Administration g Grama g/cm³ Grama por centímetro cúbico ISC Índice de Suporte Califórnia kg/m³ Kilograma por metro cúbico LMCC Laboratório de Materiais de Construção Civil mm Milímetros MPa MegaPascal N Newton NBR Norma Brasileira OPEC Organization of the Petroleum Exporting Countries RCS Resistência à Compressão Simples RTCD Resistência a Compressão por Tração Diametral γdmáx Peso Específico Seco Máximo

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 11

1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA ............................................................. 11 1.2 JUSTIFICATIVA .......................................................................................... 12

1.3 OBJETIVOS ................................................................................................ 12 1.3.1 Objetivo geral ............................................................................................ 12

1.3.2 Objetivos específicos ............................................................................... 13

1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO.................................................................... 13 2 REVISÃO DE LITERATURA...................................................................... 15

2.1 RECICLAGEM DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ....................................... 15 2.1.1 Histórico .................................................................................................... 15 2.1.2 Definição ................................................................................................... 15

2.1.3 Reutilização de material reciclado .......................................................... 16 2.1.4 Tipos de reciclagens de pavimentos ...................................................... 17

2.1.4.1 Técnicas de reciclagem de pavimento a frio ............................................... 18 2.1.4.1.1 Reciclagem a frio in situ ............................................................................. 19

2.1.4.1.2 Reciclagem a frio in situ com profundidade total (Full Depth Reclamation) 20 2.1.4.2 Técnicas de reciclagem de pavimento a quente.......................................... 21

2.1.4.2.1 Reciclagem a quente em usina .................................................................. 22 2.1.4.2.2 Reciclagem a quente em in situ.................................................................. 22

2.2 MÉTODOS DE ESTABILIZAÇÃO ............................................................... 23 2.2.1 Estabilização granulométrica .................................................................. 23

2.2.2 Estabilização química .............................................................................. 25 2.2.3 Estabilização de fresado ......................................................................... 26

3 METODOLOGIA ........................................................................................ 30

3.1 PLANEJAMENTO ....................................................................................... 30 3.2 MATERIAIS ................................................................................................. 31 3.2.1 Material fresado ........................................................................................ 31

3.2.1.2 Rotarex ....................................................................................................... 34

3.2.1.3 Massa específica – metodologia Rice ......................................................... 34 3.2.2 Material virgem (pó de rocha basáltica) ................................................. 35

3.2.3 Cimento Portland ...................................................................................... 36 3.2.4 Água........................................................................................................... 37

3.2.5 Misturas ..................................................................................................... 37

3.3 MÉTODOS .................................................................................................. 38 3.3.1 Ensaio de Compactação .......................................................................... 38 3.3.2 Ensaio de Resistência à Compressão Simples (RCS) ........................... 39

3.3.3 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral (RTCD) .. 42 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ............................................................... 45

4.1 ANÁLISE GRANULOMETRIA ..................................................................... 45 4.1.1 Material fresado ........................................................................................ 45

4.1.2 Material virgem (pó de rocha basáltica) ................................................. 46 4.1.3 Misturas ..................................................................................................... 48

4.2 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO.................................................................... 52 4.3 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES (RCS) .............. 56

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4.3.1 Mistura 100% Fresado 0% Pó de pedra .................................................. 61

4.3.2 Mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra .................................................. 62 4.3.3 Mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra .................................................. 63

4.3.4 Mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra .................................................. 64 4.3.5 Mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra .................................................. 65

4.3.6 Mistura 0% Fresado 100% Pó de pedra .................................................. 66

4.4 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL (RTCD) ........................................................................................................ 67

4.5 COMPARAÇÃO RCS X RTCD ................................................................... 75 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES............................................. 77

5.1 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................ 77

5.2 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS............................................ 78 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .......................................................... 79

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1 INTRODUÇÃO

1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO DO TEMA

A malha rodoviária brasileira se constitui em uma infraestrutura de

fundamental importância na economia e desenvolvimento do país. Uma vez que, o

transporte rodoviário representa mais de 60% das cargas e 90% dos passageiros,

SPECHT et al. (2012). Consequentemente, é preciso que apresente qualidade

satisfatória para o trafego de veículos.

Em 2015, a Confederação Nacional dos Transportes (CNT), avaliou 19.804

km (19,7%) de rodovias concedidas e 80.959 km (80,3%) de rodovias sob gestão

pública. Os resultados são melhores para as rodovias concedidas em que 78,3%

(15.499 km) da extensão avaliada obtiveram avaliação positiva do Estado Geral,

sendo classificados como Ótima ou Boa. Em apenas 21,7%, há problemas (seja de

Pavimento, Sinalização ou Geometria), e foram classificados como Regular, Ruim ou

Péssimo. Comparando com o Estado Geral das rodovias públicas, geridas pelos

governos, há uma situação inversa, em que a maioria da extensão, 65,9% (53.354

km) apresenta algum tipo de deficiência e está classificada como: Regular (38,7%),

Ruim (19,4%), ou Péssimo (7,8%). Sendo, somente 34,1% da extensão pública

classificada como Ótima ou Boa.

O processo de conservação e/ou restauração dessas rodovias, uma vez

viabilizado, poderá gerar milhares de toneladas de material asfáltico e agregados

resultantes da remoção de revestimentos de pavimentos deteriorados.

Racionalmente, o destino mais sustentável ambientalmente para tais materiais, seria

se tornar matéria-prima para a elaboração de novas camadas de pavimento.

A reutilização de materiais removidos dos pavimentos degradados surge

como uma alternativa de baixo custo, contemplando também a preservação dos

recursos naturais.

Uma técnica de reciclagem aplicada atualmente é a utilização do material

fresado de pavimentos asfálticos estabilizado com Cimento Portland. Esta técnica

pode alcançar bons resultados se tratando da sua aplicação em camadas de

pavimento, além de ser mais viável economicamente e contribuir na política da

preservação ambiental.

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1.2 JUSTIFICATIVA

Existem inúmeras tecnologias e formas de intervenções para a recuperação

da capacidade estrutural de uma rodovia. Sabendo-se que, a fresagem é uma das

atividades que mais poluem em obras de manutenção rodoviárias, por conter o

cimento asfáltico de petróleo (CAP), somado a crescente conscientização da finitude

dos recursos naturais, da necessidade da preservação ambiental e da necessidade

de redução das emissões de poluentes têm impulsionado a busca de alternativas

ambientalmente amigáveis e de maior durabilidade para a recuperação e

preservação das rodovias.

Neste cenário, o reaproveitamento do material fresado permite que não

apenas as jazidas locais sejam preservadas como também fontes de combustíveis

fósseis, melhorando a qualidade de vida tanto da geração atual quanto das futuras.

No país, já há utilização dessas técnicas que visam o reaproveitamento do

material fresado. Contudo, muitas delas carecem de estudos sobre o

comportamento e desempenho desses novos materiais resultantes, tanto em

laboratório como em campo. Portanto, analisar a viabilidade da utilização de

materiais reciclados para o reparo e ou construção de novas rodovias é de suma

importância para a melhora do contexto de qualidade viária e desenvolvimento

brasileiro, conjuntamente com a preservação do meio ambiente.

1.3 OBJETIVOS

1.3.1 Objetivo geral

Esta pesquisa possui o objetivo principal de analisar a viabilidade do uso de

material fresado resultante da manutenção de estradas misturados com pó de pedra

em diferentes proporções e estabilizado quimicamente com 6% de cimento Portland

CP IV-32. Tendo como premissa sua aplicação em base e sub-base de rodovias,

visando o reaproveitamento do material fresado para se atingir uma redução nos

impactos ambientais e custos de produção.

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1.3.2 Objetivos específicos

Para atingir o objetivo principal, este trabalho possui os seguintes objetivos

específicos:

Fazer uma ampla revisão bibliográfica, com o entendimento e

discussão dos materiais necessários para o desenvolvimento e compreensão

do assunto;

Realizar ensaios de caracterização com o material fresado e pó de

pedra nos seis traços propostos: 100% Fresado 0% Pó de pedra, 80%

Fresado 20% Pó de pedra, 60% Fresado 40% Pó de pedra, 40% Fresado

60% Pó de pedra, 20% Fresado 80% Pó de pedra e 0% Fresado 100% Pó de

pedra;

Realizar ensaio de Compactação para determinar a umidade ótima e a

massa específica aparente seca máxima (γdmáx) de cada traço;

Avaliar a Resistência à Compressão Simples (RCS) e Resistência à

Compressão por Tração Diametral (RTCD) para as diferentes misturas,

contendo o teor de 6% de cimento Portland CP IV-32 com 7, 14 e 28 dias de

cura úmida;

Analisar os resultados dos ensaios e, baseado na bibliografia,

apresentar conclusões pertinentes para devido entendimento;

Tecer com base na experiência obtida com o trabalho, diferentes

considerações, com o intuito de melhorar a qualidade dos resultados, e

facilitar futuros estudos similares.

1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO

O trabalho está dividido em 5 capítulos:

Capítulo 1 – Apresenta a introdução, o tema da pesquisa, os objetivos gerais

específicos e a estrutura do trabalho;

Capítulo 2 – Apresenta a revisão bibliográfica;

Capítulo 3 – É abordada a metodologia do estudo, em que se esclarece o

processo de desenvolvimento dos ensaios, materiais utilizados e planejamento da

pesquisa;

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Capítulo 4 – Apresenta os resultados obtidos nos ensaios laboratoriais

(ensaio de Granulometria, ensaio de Compactação, ensaio de Resistência à

Compressão Simples e ensaio de Resistência à Compressão por Tração Diametral),

bem como a análise de cada experimento;

Capítulo 5 – São apresentadas as conclusões obtidas e as sugestões para

trabalhos futuros.

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2 REVISÃO DE LITERATURA

2.1 RECICLAGEM DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS

2.1.1 Histórico

De acordo com a publicação da Federal Highway Administration - FHWA

(1996), a reutilização ou reciclagem da estrutura de um pavimento deteriorado,

foram datadas em meados de 1915 nos Estados Unidos. Todavia, a reciclagem de

pavimentos asfálticos em sua forma atual ocorreu pela primeira vez em meados dos

anos 1970, quando o interesse na reciclagem foi provocado pela inflação dos preços

de construção e pelo embargo do petróleo pela Organization of the Petroleum

Exporting Countries – OPEC.

No Brasil, a reciclagem foi empregada pela primeira vez em 1960 pela

Prefeitura Municipal do Rio de Janeiro, em que o material asfáltico era removido das

vias urbanas com marteletes e transportado até usinas para serem misturados

novamente (CASTRO, 2003).

Em 1980, teve-se o incentivo do Departamento Nacional de Estradas de

Rodagem (DNER) no processo de reciclagem in situ, o qual consistia da utilização

de equipamentos que fresavam o revestimento, processavam a mistura do material

fresado e promoviam o seu espalhamento no local (DNER, 1998).

A primeira experiência brasileira de reciclagem de uma rodovia, após

incentivos do DNER em 1980, ocorreu em 1985, em um trecho de 100 km da

Rodovia Anhanguera, entre São Paulo e Campinas. Os autores citam que neste

caso foi executada a fresagem do revestimento e posterior reciclagem em usina

drum mixer (CAMPOS, 1987; MELLO; CAMERATO, 1995, apud DAVID, 2006).

Na década de 90, de acordo com Bonfim e Domingues (1995), foi realizada a

primeira obra de reciclagem in situ a frio em área urbana no país, em um segmento

comercial da Via Anchieta, São Paulo.

2.1.2 Definição

Durante a vida de um pavimento, o CAP envelhece por oxidação. Essa

oxidação ocorre com maior velocidade nas camadas superficiais, em que existe uma

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maior exposição a elementos que alteram as características do ligante, Roberts et al.

(1996). O efeito da temperatura e das demais condições climáticas nos

revestimentos asfálticos causa seu envelhecimento, acarretando um enrijecimento

da mistura betuminosa. Com o passar do tempo, o asfalto torna se mais duro e

quebradiço até chegar a um ponto em que é preciso fazer a recuperação do

revestimento.

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

metais por meio de uma engrenagem motora constituída de um cortador giratório de

ângulos diversos ou de várias freses com um movimento giratório contínuo, segundo

Bonfim (2011).

Para Bernucci et al. (2008), 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

da fresagem, com acréscimo de agentes rejuvenescedores (espuma de asfalto) ou

emulsão asfáltica novos, quando necessários, e também com adição de

aglomerantes hidráulicos.

Segundo Suzuki et al. (2004), a restauração de pavimentos utilizando a

técnica de reciclagem consiste em um método bastante promissor quando a

superfície a qual será reciclada apresenta grau de trincamento acentuado, o qual

possa ser conduzido ao problema de reflexão de trincas nas camadas sobrejacentes

do reforço ou, ainda que exija espessuras elevadas de recapeamento.

2.1.3 Reutilização de material reciclado

Segundo o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT,

2006), a reciclagem dos pavimentos consiste em uma solução para alguns

problemas encontrados nos grandes centros urbanos e, ainda, oferece inúmeras

vantagens em relação à utilização de materiais virgens convencionais. Entre os

benefícios da reciclagem está a conservação de agregados, ligantes e de energia,

bem como a preservação ambiental e, também, a restauração das condições

geométricas existentes, além da diminuição dos custos com implantação.

De acordo com Brosseaud (2011), o início da reciclagem dos materiais na

pavimentação refere-se à proteção ao meio ambiente, economizando em materiais

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provenientes de recursos naturais (agregados), espaços físicos (descargas), energia

e redução de gases do efeito estufa.

Sachet e Gonçalves (2008), apresentam uma proposta de trabalho sobre o

controle tecnológico de reciclagem de pavimentos a frio in situ de bases granulares.

Aplicados em trechos rodoviários de monitoramento no Estado do Rio Grande do Sul

no ano de 2006, destacando para a verificação do Índice de Suporte Califórnia (ISC)

in situ através do uso do Penetrômetro Dinâmico de Cone (DCP). Os resultados

obtidos mostraram-se positivos para verificação da capacidade de suporte de bases

granulares recicladas e para apontamentos de heterogeneidades construtivas

localizadas.

2.1.4 Tipos de reciclagens de pavimentos

No Brasil, o Manual de Restauração de Pavimentos do DNIT (2006) aborda a

reciclagem como uma boa forma de solução para diversos problemas de

pavimentação e expõe as técnicas de aplicação de acordo com alguns critérios

estabelecidos pré-projeto, são eles:

Observação dos defeitos do pavimento;

Determinação das causas prováveis dos defeitos, baseado em estudos

laboratoriais e de campo;

Informações de projeto e histórico das intervenções de conservação;

Custos;

Histórico do desempenho do pavimento;

Restrições quanto à geometria da rodovia (horizontal e vertical);

Fatores ambientais;

Tráfego.

A Tabela 1, adaptada de Bonfim (2011), apresenta uma classificação bem

definida dos tipos de reciclagem. A presente revisão foi baseada na classificação de

técnicas de reciclagem de pavimentos asfálticos estabelecida pela Asphalt Recycling

and Reclaiming Association - ARRA (1997). Esta classificação designa as técnicas

de acordo com a temperatura com que se dá a mistura (“a quente” ou “a frio”) e

também, com o local em que ela é preparada (“em usina” ou “in situ”). Além disso,

considera também a profundidade do pavimento existente que sofrerá a intervenção.

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Tabela 1 – Classificação dos processos de reciclagem de pavimentos

Quanto à geometria original

Sem modificação Quando se mantém as cotas do greide

Com modificação Quando não se mantém as cotas do greide

Quanto ao local de processamento

Em usina Fixa ou móvel, quente ou frio

In situ

Mista In situ da reciclagem da base e aplicação de reciclagem

a quente processada em usina com material fresado

Quanto à fresagem do material

A frio Realizada na temperatura ambiente

A quente Realizada com pré-aquecimento do pavimento

Quanto à profundidade de corte

Superficial Somente da camada de revestimento

Profunda Camada de revestimento, base e até sub-base

Quanto à origem da mistura reciclada

Mistura a frio PMF

Mistura a quente CBUQ, PMQ

Quanto ao uso da mistura

Como base reciclada

Como camada de ligação

Como revestimento

Quanto aos materiais adicionados

Agregados Correção granulométrica

Cimento Portland e Cal

Aumento da capacidade estrutural

Emulsão especial e CAP

Rejuvenescimento

Misturas asfálticas

Adição de material fresado

Fonte: Adaptado de Bonfim, 2011.

Abaixo estão as quatro técnicas determinadas na classificação que serão

explanadas no decorrer deste trabalho:

Reciclagem a Frio in situ (cold in-place recycling);

Full Depth Reclamation;

Reciclagem a quente em usina (hot recycling);

Reciclagem a quente in situ (hot in-place recycling).

2.1.4.1 Técnicas de reciclagem de pavimento a frio

Reciclagem a frio é o procedimento aplicado para recuperar e reutilizar o

material de um pavimento existente, sem a utilização do calor como artifício para

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realização do trabalho. O campo da reciclagem a frio abrange alguns tipos de

aplicações, como para camadas relativamente finas, constituídas principalmente de

material asfáltico (reciclagem a frio in situ) ou para camadas espessas, que

incorporam além da camada asfáltica, a camada granular do pavimento, método

conhecido como Full Depth Reclamation (WIRTGEN, 2016).

A reciclagem a frio in situ, possui atualmente uma importância significativa no

cenário nacional, sendo aplicada em maior escala do que as técnicas de reciclagem

a quente. No âmbito socioeconômico, a técnica se enquadra como uma maneira

racional para resolver problemas de pavimentação de diversas naturezas com

eficiência e gastos minimizados de energia, dado que, não há necessidade de

transporte até usinas estacionárias, economizando energia proveniente dos

combustíveis. Também, não existe o processo de aquecimento de materiais, o que

resulta em economia de recursos e de capital aplicados (PIRES, 2014).

2.1.4.1.1 Reciclagem a frio in situ

Na reciclagem a frio no local, após ser fragmentado, o material é misturado

com o agente estabilizador e lançado em uma única passada (Figura 1). Geralmente

utiliza-se um único equipamento para realizar a fresagem a frio, a estabilização e o

espalhamento do material. Quando é realizada adição de estabilizante químico, o

aditivo deve ser previamente espalhado na pista de rolamento antes da fresagem e

mistura (DNIT, 2006).

Figura 1 – Reciclagem a frio in situ

Fonte: Wirtgen do Brasil LTDA (2016).

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O processo consiste essencialmente da realização da fresagem do

revestimento asfáltico existente a uma determinada profundidade. Em seguida com

o uso de um equipamento (trens de reciclagem), adiciona-se emulsão asfáltica,

aditivos, espalhando-a e compactando-a. A espessura máxima alcançada com este

tipo de reciclagem varia normalmente entre 75 a 100 mm (ROSSATO, 2013).

As reciclagens a frio in situ têm sido indicadas para vias rurais e urbanas, com

baixos e altos volumes de tráfego veicular (KEARNEY, 1997). Esta técnica foi

aplicada com sucesso em trechos da rodovia BR 393/RJ, para um tráfego

considerado pesado (N = 1,8 × 107), (Pinto et al., 1994).

2.1.4.1.2 Reciclagem a frio in situ com profundidade total (Full Depth Reclamation)

A ARRA (1997) define Full Depth Reclamation como um método em que toda

a seção do revestimento asfáltico e uma quantidade predeterminada de material

subjacente são tratadas para produzir uma camada de base estabilizada. Diferentes

tipos de aditivos, tais como emulsões e agentes químicos, mais precisamente cloreto

de cálcio, cimento Portland, cinzas volantes e cal, são somados para se obter uma

base melhorada.

O método de reciclagem com incorporação de material, geralmente atinge

profundidades entre 250mm (HUFFMAN et al., 1997), e 305mm (KANDHAL, 1997),

conforme aborda a Figura 2. A principal vantagem deste tipo de reciclagem é a

possibilidade de se corrigir defeitos estruturais no pavimento, especialmente nas

camadas abaixo do revestimento.

Figura 2 – Reciclagem com fresagem profunda (Full Depth)

Fonte: Kandhal (1997).

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Segundo a ARRA (1997), há algumas vantagens importantes na utilização

deste método:

A estrutura do pavimento pode ser melhorada de forma significativa,

sem alterar a geometria do pavimento;

Restaurar pavimento antigo para o perfil desejado, eliminar sulcos em

trilhas de rodas existentes, restaurar inclinações, e eliminar buracos e

irregularidades. Operações de alargamento do pavimento também

podem ser executadas neste processo;

Eliminar trincas do tipo couro de jacaré, transversal, longitudinal e

trincas por reflexão;

O custo de produção é reduzido, e apenas uma fina camada ou

revestimento é necessário na maioria dos projetos;

Custos de engenharia são baixos;

Materiais e energia são conservadas, e os problemas de qualidade do

ar decorrentes de poeira e fumaça são eliminados. O processo é

ecologicamente desejável, uma vez que são evitados problemas de

bota-fora.

2.1.4.2 Técnicas de reciclagem de pavimento a quente

As misturas asfálticas com material reciclado têm mostrado um desempenho

similar e, em alguns casos, superiores às misturas convencionais. No caso do

processo de reciclagem a quente, o material depois de fresado é remisturado e

tratado termicamente com adição de ligantes e/ou agentes rejuvenescedores, com

ou sem correção granulométrica (LIMA, 2003).

Ainda, segundo Lima (2003), a reciclagem a quente consiste, basicamente, no

processo ao qual o pavimento asfáltico existente é removido por intermédio de um

equipamento fresador, capaz de arrancar a camada superficial a uma profundidade

previamente estabelecida, na qual é transportada a um local de estocagem para que

seja reciclada em usina.

De acordo com a ARRA (1997), o processo de reciclagem a quente consiste

em recuperar materiais de pavimentação, combinados com novos materiais, muitas

vezes com um agente de reciclagem, para produzir misturas de asfalto as quais

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diferem de acordo com a temperatura em que ocorrerá o processo, ou seja, sob

condições de aquecimento dos materiais.

Segundo o DNIT (2006), as técnicas de reciclagem a quente podem ser

classificadas de acordo com o local em que irá acontecer a mistura dos materiais: no

próprio local onde está sendo executada a obra (in situ) ou através de uma usina

estacionária.

2.1.4.2.1 Reciclagem a quente em usina

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 agregados novos, ligantes asfálticos novos e/ou agentes

rejuvenescedores e/ou agentes de reciclagem, em proporções adequadas. 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 em

que será utilizada (IBARRA, 2003).

Neste caso, o material é retirado do pavimento através de fresagem e

transportado até a usina.

A fresagem geralmente é realizada a frio e na profundidade definida em

projeto. Neste processo o material fresado pode ser estocado e britado.

Imediatamente, após a produção da mistura em usina, a mesma é transportada até

a pista, espalhada e compactada, utilizando os procedimentos convencionais.

A mistura reciclada pode ser produzida em usinas gravimétricas ou do tipo

drum mixer.

Segundo Kandhal e Mallick (1997), geralmente, 10 a 35% do material

removido do pavimento são utilizados para a composição da mistura reciclada nas

usinas gravimétricas, sendo que em algumas situações utiliza-se até 50%. Já para

as usinas drum mixer esse aproveitamento do material removido é de 30% a 50%,

na maioria dos casos, podendo atingir até 70%.

2.1.4.2.2 Reciclagem a quente em in situ

O método de reciclagem a quente in situ consiste na fresagem do

revestimento asfáltico e mistura a quente no local com ligante asfáltico novo e/ou

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agente rejuvenescedor e/ou agente de reciclagem, agregado e/ou mistura asfáltica

(para correção da granulometria) e posterior distribuição da mistura reciclada. A

compactação é realizada da maneira convencional (DNIT, 2006).

Conforme Kandhal e Mallick (1997), a espessura usual deste tipo de

reciclagem é de 20 a 50 mm.

Misturas Asfálticas Recicladas a Frio: Estudo em Laboratório Utilizando

Emulsão e Agente de Reciclagem Emulsionado DNER (1998), cita dois tipos de

procedimentos: o primeiro consiste na utilização de um equipamento móvel de

mistura reciclada em que a fresagem do revestimento asfáltico é realizada a frio e a

mistura é processada a quente. Caso seja necessária a adição de agregado, este

deve ser espalhado sobre o pavimento, antes da fresagem. Já o segundo

procedimento consiste no pré-aquecimento da superfície, seguido da utilização de

um equipamento com unidades fresadoras conjugadas com câmaras de

aquecimento, que efetuam a fresagem a quente do revestimento existente. Se

houver necessidade, agregados novos ou mistura asfáltica nova podem ser

adicionados no silo frontal da unidade recicladora. Após a mistura dos materiais é

realizado o espalhamento e posterior compactação da mistura reciclada. A Figura 3

apresenta a sequência de operação deste tipo de reciclagem.

Figura 3 – Esquema da reciclagem a quente in situ com fresagem a quente

Fonte: Pinto (2002).

2.2 MÉTODOS DE ESTABILIZAÇÃO

2.2.1 Estabilização granulométrica

De acordo com Medina (2007), a mistura de dois ou mais materiais, e sua

posterior compactação, denomina-se estabilização granulométrica. Através deste

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processo, buscasse obter uma mistura densamente graduada e de fração fina

plástica limitada. Contudo, ainda existem materiais naturais que podem ser utilizados

sem mistura ou adição, em base ou sub-base de pavimentos e mesmo assim

receberem o nome de “base estabilizada granulometricamente”.

Em pavimentos asfálticos, as camadas de base e sub-base são constituídas

por solos, britas de rochas, de escória de alto forno ou ainda, pela mistura desses

materiais. Estas camadas, quando executadas com materiais puramente granulares

são sempre flexíveis e são estabilizadas granulometricamente pela compactação do

material ou mistura de materiais que apresentam uma granulometria apropriada e

índices geotécnicos específicos, fixados em normas (DNIT, 2006).

Uma das estabilizações granulométricas, mais utilizadas na pavimentação é o

macadame hidráulico. Este, consiste de uma camada de brita de graduação aberta

(macadame), que após sofrer compressão, tem os vazios preenchidos pelo material

de enchimento, constituído por finos de britagem (pó de pedra) ou mesmo por solos

de granulometria e plasticidade apropriadas. A penetração do material de

enchimento é promovida pelo espalhamento na superfície, seguido de varredura,

compressão (sem ou com vibração) e irrigação. Pode-se optar pela realização do

macadame seco, que além de simplificar o processo de construção evita o

encharcamento, sempre indesejável, do subleito (DNIT, 2006).

De acordo com a Figura 4, observar-se o comportamento da mistura de dois

materiais, constatando suas vantagens e desvantagens em decorrência da variação

de finos.

Figura 4 – Distribuição granulométrica e proporção de finos

Fonte: Yoder e Witczak (1975).

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A seguir são explicadas as situações da Figura 4, de acordo com Yoder e

Witczak (1975).

(a) Mistura que contém pouco ou nada de material fino e ganha a sua

estabilidade a partir do contato grão-a-grão. Um agregado que não contêm finos em

geral tem uma densidade relativamente baixa, mas é permeável e não suscetíveis

às temperaturas baixas. Por não ser coesivo é de difícil manuseio para construção;

(b) Mistura que contém finos suficientes para preencher todos os espaços

vazios entre os grãos, ganhando sua força pelo contato entre os grãos, mas com

maior resistência ao cisalhamento. A sua densidade é alta e pouco menos

permeável que a observada na Figura 4 (a). Seu manuseio é de moderada

dificuldade, mas é ideal do ponto de vista da estabilidade.

(c) Esta contém uma grande quantidade de finos e não tem qualquer contato

entre os grãos maiores, o agregado "flutua" no solo. A sua densidade é baixa e a

estabilidade é fortemente afetada na presença de água. O material é bastante fácil

de manusear durante a construção e compacta-se facilmente.

Com essa apresentação dos autores torna-se claro que a estabilidade de

misturas depende da distribuição granulométrica, de forma que a demasiada ou

nenhuma presença de finos prejudica o desempenho da mistura,

consequentemente, percebe-se que o melhor desempenho se encontra na

composição da Figura 4 (b), a qual possui finos em quantidade suficiente para

preencher os vazios deixados pelos agregados maiores, sem excesso, propiciando

assim um melhor embricamento entre os grãos e consequentemente um aumento

significativo da resistência ao cisalhamento da mistura.

2.2.2 Estabilização química

Segundo Ingles e Metcalf (1972), quando um material ou uma mistura de

materiais deve ter sua resistência melhorada, ou ainda, sua adequada estabilidade

mecânica não pode ser obtida, pode ser aconselhável considerar a estabilização por

meio da adição de estabilizantes químicos.

Yoder e Witczak (1975) discorrem sobre diferentes aditivos que podem ser

utilizados para estabilização:

Agentes de cimentação;

Materiais alternativos que possuem pozolâna (cinza da casca de arroz);

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Modificadores;

Impermeabilizantes;

Agentes de retenção de água;

Produtos químicos diversos.

O comportamento resultante de cada uma dessas misturas é diferente, uma

vez que, cada uma tem sua determinada finalidade e próprias limitações.

Os autores ainda afirmam que o cimento Portland é o agente cimentante

utilizado em maior escala e com maior sucesso. Podendo ser utilizado para

camadas de base e de sub-bases de todos os tipos, em solos granulares, solos

siltosos e argilas. Além disso, os autores citam a cal hidratada e as cinzas volantes.

A cal principalmente pela ação pozolânica, aumenta a força do solo, sendo que, este

material é mais eficiente quando utilizado em materiais granulares e argilas. Sabe-se

ainda que a quantidade necessária para uma boa hidratação é relativamente baixa.

Já as cinzas volantes geralmente possuem teores elevados de sílica e alumina, além

de menores teores de ferro e cálcio, portanto, a adição de cal em solos para a

utilização das cinzas volantes acelera a ação pozolânica.

Em outra frente de pesquisa, Almeida (2009) defende que o material fresado

apresenta características granulares, e por isso, estes são adequados para mistura,

pois atingem maior resistência com menor teor de cimento.

No Brasil, a reciclagem de base e sub-base com estabilizantes químicos vem

se tornando bastante corriqueira. Porém, necessita de maiores estudos relacionados

ao comportamento dessas misturas recicladas, uma vez que os solos brasileiros e

as condições climáticas apresentam peculiaridades que devem ser consideradas.

2.2.3 Estabilização de fresado

Os trabalhos de Trichês e Santos (2013) mostram a avaliação do

desempenho da reciclagem com a adição de cimento empregada na restauração da

rodovia SC-150, no trecho entre os municípios de Joaçaba e Capinzal. O trecho de

30 km apresentava total comprometimento do revestimento e a reciclagem foi

executada entre os anos de 2006 e 2007. A reciclagem contemplou em 15% de

adição de agregados virgens, adição de 3% em peso de cimento, trituração de 8 cm

de revestimento e 12 cm da camada de base, tratamento superficial simples e

execução de revestimento em asfalto-borracha com 4 cm de espessura. Os

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resultados de monitoramentos durante os anos mostram que a reciclagem propiciou

uma redução significativa na deflexão do pavimento existente e a homogeneização

de sua capacidade estrutural.

Silva e Miranda Junior (2000), realizaram no estado de Minas Gerais obras de

recuperação da BR-381 com reciclagem de camada betuminosa estabilizada com

cimento como alternativa de sub-base. Os autores utilizaram uma percentagem de

4,2% de cimento incorporado ao material fresado da capa asfáltica. Este valor foi

obtido com base em resultados de ensaios de compressão simples, realizados na

mistura, para diferentes variações de teor de cimento. O tempo de cura adotado foi

de seis dias, em câmara úmida. Nos resultados encontrados foram verificados

ganhos consideráveis de resistência em função da adição do cimento, conforme o

aumento do teor.

Taha et al. (2002), realizaram experimentos em laboratório de material

fresado e agregados virgens estabilizados com cimento. Os experimentos foram

feitos para diferentes misturas de fresado/agregado virgem: 100/0; 90/10; 80/20;

70/30 e 0/100%. As amostras preparadas utilizando 0, 3, 5, e 7% de cimento

Portland CP-I, curados durante 3, 7 e 28 dias para ensaios RCS e MR. Os

resultados apresentados mostram que o fresado puro (100%), não é recomendado

para utilização como um material de base, a menos que estabilizado com cimento, e

as misturas de fresado/agregados virgens estabilizados com cimento se mostram ser

uma boa alternativa de utilização na construção de bases rodoviárias.

Rossato (2013), realizou ensaios laboratoriais em uma mistura de material

fresado, agregados virgens e cimento. Os experimentos foram feitos sobre a mistura

de fresado/agregado virgem de: 70/30. As amostras foram preparadas utilizando 3,

4, 5 e 6% de cimento Portland CP-IV, curados durante 7 e 28 dias, para ensaios de

compactação, RCS, CBR e permeabilidade. Os resultados apresentados mostram

que em relação ao ensaio de RCS, segundo a NBR 12253 (1992), a única mistura

que obtive a resistência mínima de 2,1MPa para utilização em camadas de

pavimento foi a que utilizou 6% de cimento.

Gomes (2015), analisou a viabilidade do uso de material fresado de estradas

com adição de cimento para aplicação em base e sub-base. O autor adotou uma

mistura com material fresado + 20% Pó de pedra com adições de 3%, 5% e 7% de

cimento Portland CP-IV. Os ensaios realizados demonstraram que a resistência à

compressão aumentou em função do aumento do percentual de adição de cimento.

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Contudo, os percentuais de adição de cimento não atingiram a meta de 2,1 MPa de

resistência aos 7 dias de cura, inviabilizando o uso dos traços para base de

pavimentos flexíveis. Entretanto, é possível a utilização de tais misturas em sub-

base.

Fontoura (2014), avaliou o desempenho da resistência à tração do material

fresado com adições químicas para aplicação em camadas de base e sub-base de

pavimentos asfálticos. Foram realizados ensaios em 20 misturas diferentes,

conforme a Figura 5 a Figura 8, observar-se as tensões médias dos corpos de

prova.

Figura 5 – Tensões dos CP’s secos das misturas de fresado e solo

Fonte: Fontoura (2014).

Figura 6 – Tensões dos CP’s submersos das misturas de fresado e solo

Fonte: Fontoura (2014).

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Figura 7 – Tensões dos CP’s secos das misturas de fresado e pó de pedra

Fonte: Fontoura (2014).

Figura 8 – Tensões dos CP’s submersos das misturas de fresado e pó de pedra

Fonte: Fontoura (2014).

A partir dos resultados definiu-se a mistura que obteve maior resistência,

composta de 80% de material fresado, 20% de pó de pedra, 5% de cimento e 5% de

sílica da casca de arroz, afirmando a viabilidade da aplicação em camadas de

pavimentos.

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30

3 METODOLOGIA

3.1 PLANEJAMENTO

A metodologia utilizada nessa pesquisa consistiu em cinco etapas. (a) etapa

de gabinete: junto ao professor orientador foi decidido o tema do trabalho, assim

como as porcentagens respectivas dos seis traços ensaiados e teor de cimento

utilizado nas misturas; (b) etapa de campo: consistiu na coleta dos materiais

pertencentes ao referente estudo e seu devido armazenamento; (c) etapa de

laboratório: no Laboratório de Materiais de Construção Civil (LMCC), localizado nas

dependências da Universidade Federal de Santa Maria, foram realizados os ensaios

de caracterização do material virgem (pó de pedra basáltica), fresado e misturas. Os

ensaios realizados foram: Granulometria (DNER-ME 083/98), Percentagem de

Betume em Misturas Betuminosas (DNER-ME 053/94), Determinação da Massa

Específica pela Metodologia Rice (NBR 15619/2008), Compactação (DNER-ME

162/94), RCS (DNER-ME 201/94) e RTCD (DNIT-ME 136/210). Durante a execução

dos ensaios não houve reutilização de material. A Figura 9 apresenta o fluxograma

completo do programa experimental desta pesquisa; (d) etapa de análise e

discussão dos resultados obtidos; (e) redação do relatório do trabalho de conclusão

de curso.

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31

Figura 9 – Fluxograma de ensaios

Fonte: Autor.

3.2 MATERIAIS

Os materiais utilizados na pesquisa são os que corriqueiramente são

utilizados nas obras e empreendimentos rodoviários. Os materiais estão disponíveis

na região em estudo.

3.2.1 Material fresado

Neste estudo trabalhou-se com o fresado de revestimento asfáltico, visto que

uma das intenções era adquirir um maior conhecimento do comportamento

mecânico desse material, tendo em vista sua reutilização em obras ligadas a

pavimentação, e estritamente sua aplicação em camadas de base e sub-base.

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O material fresado utilizado na pesquisa é oriundo dos trabalhos de fresagem

a frio in situ da restauração da pista existente na BR-287, o trecho da extração do

material está localizado no bairro Camobi, na cidade de Santa Maria/RS. As

operações de fresagem que produziram o material em pesquisa foram realizados

pela máquina Caterpillar PM102 com largura de corte de 1,00m e espessura de

corte de até 35cm e considerada uma máquina de médio porte. A espessura de

corte utilizada na manutenção da BR-287 foi de 4cm.

Após o procedimento de fresagem, cerca de 5m³ de material foram coletados

e depositados no LMCC da UFSM. Na Figura 10, Figura 11 e Figura 12 são

apresentadas imagens do equipamento, processo de fresagem e armazenamento do

material proveniente da restauração.

Figura 10 – Máquina fresadora Caterpillar PM102

Fonte: Autor.

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33

Figura 11 – Processo de fresagem

Fonte: Autor.

Figura 12 – Estocagem do material fresado

Fonte: Autor.

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34

3.2.1.2 Rotarex

A análise do teor de betume foi realizada seguindo a norma DNER-ME

053/94. A Tabela 2 apresenta os teores de ligantes extraídos de duas amostras do

material fresado utilizado nos ensaios. O valor médio encontrado de teor de betume

foi de 6,20%, com desvio padrão de 0,04%. Este valor é coerente com os valores

verificados nas pesquisas de Rossato (2015) e Santos (2015) que utilizaram

misturas asfálticas compostas por agregados da região.

Tabela 2 – Teor de betume

Amostra Teor (%) Média (%)

Amostra 1 6,17 6,20

Amostra 2 6,22 Fonte: Autor.

3.2.1.3 Massa específica – metodologia Rice

Foi determinada a massa real dos materiais pela metodologia Rice, obtendo-

se a Densidade Máxima Medida (DMM), conforme a NBR 15619/2008 – Misturas

asfálticas – Determinação da massa específica máxima medida em amostras não

compactas. Para o cálculo do DMM é utilizada a Equação 1:

DMM = B

(B+A−C) × 0,99707 (1)

Onde:

DMM: densidade máxima medida, em g/cm³;

A: massa do recipiente (Kitasato) com volume completo com água, em

gramas;

B: massa da amostra seca ao ar, em gramas;

C: massa do recipiente (Kitasato) contendo a amostra submersa em água, em

gramas;

Nota: 0,99707 refere-se à densidade da água a 25°C, em gramas/cm³.

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35

A Tabela 3 apresenta os resultados obtidos no ensaio, com valores que estão

de acordo com a norma. Ouve uma variação entre as amostras de aproximadamente

0,2%.

Tabela 3 – Densidade máxima medida

Amostra A (g) B (g) C (g) DMM

(g/cm³)

DMM Médio (g/cm³)

1 7694 1499,4 8578,4 2,431 2,433

2 7694 1502,4 8581,4 2,436

Fonte: Autor.

3.2.2 Material virgem (pó de rocha basáltica)

Conforme supracitado, busca-se com esta pesquisa a reutilização do material

fresado de revestimentos asfálticos em camadas de base e sub-base de pavimentos

flexíveis. Para tanto, decidiu-se por trabalhar com agregados naturais para compor

frações do material fresado, originando seis misturas diferentes, sendo avaliado qual

dos traços apresentaria a melhor estabilização granulométrica. O pó de pedra

basáltico utilizado na pesquisa é oriundo da pedreira Dalla Pasqua, a mesma está

localizada no município de Itaara – RS.

O pó de pedra foi coletado do monte de britagem na pedreira e armazenado

em sacos plásticos de alta resistência no depósito interno do LMCC conforme Figura

13.

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36

Figura 13 – Estocagem do material virgem

Fonte: Autor.

3.2.3 Cimento Portland

O cimento utilizado na pesquisa foi o CP IV-32 – Cimento Portland Pozolânico

produzido pela Votorotim Cimentos (Figura 14). A função do cimento é gerar uma

estabilização química das misturas, para tanto, foi adicionado o teor de cimento de

6% em cada uma das seis misturas estabilizadas granulometricamente. Esta

porcentagem foi adotada seguindo-se sugestões do manual do DNIT (2006) e de

Rossato (2013).

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37

Figura 14 – Cimento CP IV - 32

Fonte: Autor.

3.2.4 Água

A água utilizada na pesquisa é oriunda da rede hidráulica do LMCC da UFSM

e é considerada potável. Esta água deve estar isenta de matéria orgânica ou outras

substâncias prejudiciais à hidratação do cimento, atendendo aos estabelecimentos

da NBR NM 137 (DER, 2005).

3.2.5 Misturas

As dosagens obtidas para a realização dos ensaios tiveram como referência a

faixa C do DNIT. Fundamentando nesta, procedeu-se as misturas: 100% Fresado e

0% Pó de pedra, 80% Fresado e 20% Pó de pedra, 60% Fresado e 40% Pó de

pedra, 40% Fresado e 60% Pó de pedra, 20% Fresado e 80% Pó de pedra, 0%

Fresado e 100% Pó de pedra. Todas as misturas tiveram adição em massa de 6%

de cimento Portland CP IV-32.

O ajuste granulométrico necessário para que as composições se

enquadrassem totalmente nos limites da faixa C do DNIT (moagem do material

fresado ou materiais virgens de pequena granulometria), não foi realizado, visto que,

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a pesquisa tem como premissa a utilização destes resultados in loco e

consequentemente a não manipulação da granulometria encontrada nas misturas.

3.3 MÉTODOS

Os métodos abordados para realização desta pesquisa estão descritos a

seguir.

3.3.1 Ensaio de Compactação

A compactação se dá por aplicação de alguma forma de energia mecânica

(impacto, vibração, compressão estática ou dinâmica). O estudo em questão seguiu

os procedimentos sugeridos na DNER-ME 162/94 – Solos – Ensaio de compactação

utilizando amostras trabalhadas. A norma fixa um método para determinação da

correlação entre o teor de umidade do solo e sua massa específica aparente seca. O

propósito é determinar qual valor de umidade do solo está associado ao maior valor

de massa específica aparente seca, com isso, obteremos um aumento na

resistência ao cisalhamento e redução da permeabilidade e compressibilidade.

O soquete e molde utilizados para a compactação do material possuem

dimensões e peso definidos, estes variam de acordo com a energia requerida. Nesta

pesquisa foi utilizada a Energia Modificada, em que se adota 5 camadas de

compactação com 55 golpes por camada, conforme os preceitos da norma DNER-

ME 162/94.

O ensaio foi realizado para as 6 misturas estabilizadas granulometricamente

(pó de pedra basáltico) e quimicamente (cimento CP-IV), na Figura 15 pode-se

observar o traço correspondente a 80% Fresado 20% Pó de pedra. Ao todo, foram

moldados 30 corpos de prova: 5 pontos para cada curva, na qual se obteve o teor de

umidade ótimo e massa específica aparente seca para cada traço.

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39

Figura 15 – Ensaio de compactação, mistura: 80% Fresado 20% Pó de pedra

Fonte: Autor.

3.3.2 Ensaio de Resistência à Compressão Simples (RCS)

O ensaio de RCS é normatizado pela DNER-ME 201/94. Após os corpos de

prova serem submetidos a um determinado tempo de cura úmida (Figura 16),

coloca-se o corpo de prova (CP) sobre o prato fixo de carga da máquina de ensaio,

de forma que o eixo vertical do cilindro se alinhe com o centro de carga do prato

rotulado móvel. Faz-se com que este encoste suavemente no CP, ajeitando-o

manualmente até que o contato entre o prato de carga e a base do CP seja uniforme

e completo. O carregamento é então iniciado, continuamente e sem choques,

durante todo o decorrer do ensaio sendo submetidas à velocidade aproximada de

ruptura igual a 0,43 mm/s.

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40

Figura 16 – Câmara úmida LMCC

Fonte: Autor.

Para a realização dos ensaios, foi utilizada a prensa mecânica modelo VEB

WERKSTOFFPRÜFMASSCHINEN LEIPZIG com capacidade máxima de 1000t,

localizada no LMCC (Figura 17). A prensa dispunha, ainda, de dispositivo de

controle de velocidade de carregamento. Para uma maior confiabilidade dos

resultados, preencheram-se os vazios das faces dos corpos de prova com areia com

o intuito de aumentar ao máximo a superfície de contato entre placa e CP.

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41

Figura 17 – Prensa mecânica VEB WERKSTOFFPRÜFMASSCHINEN LEIPZIG

Fonte: Autor.

A resistência à compressão simples do corpo de prova é calculada dividindo a

carga de ruptura pela seção transversal do corpo de prova, conforme apresentado

na Equação 2:

𝜎 = 𝐹

𝜋 × 𝑟² (2)

Onde:

𝜎: resistência à compressão, em MPa;

𝐹: carga de ruptura, em N;

𝑟: raio do corpo de prova, em cm.

Para a realização deste ensaio, foram moldados 72 corpos de prova (CP’s)

cilíndricos nas dimensões 10x20cm, sendo submetidos a períodos de cura úmida de

7, 14 e 28 dias. Para cada traço e tempo de cura, foi moldado 4 CP’s, na qual o

resultado mais dispersante fora excluído. A resistência final foi calculada a partir da

média dos outros 3 valores.

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3.3.3 Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral (RTCD)

A norma utilizada como base para a execução do ensaio de RCTD foi a

DNER-ME 136/10, em suma, deve ser utilizado molde cilíndrico que tenha 10 cm de

diâmetro interno e 6,3 cm de altura, com uma amostra de altura mínima de 3,5cm.

Este corpo de prova pode ser obtido in loco ou moldado em laboratório na prensa

Marshall, sendo esta última utilizada no estudo. Ainda de acordo com a norma, após

a devida medição do CP, este é colocado com sua superfície cilíndrica entre dois

frisos metálicos, curvos em uma das faces, com comprimento igual ao do corpo de

prova, conforme ilustra a Figura 18 e Figura 19. Devesse ajustar os pratos da prensa

até que seja obtida uma leve compressão, capaz de manter a posição do CP. Após

esse processo aplica-se a carga progressivamente, com uma velocidade

aproximada de 0,9mm/s até que se dê a ruptura, por separação das duas metades

do CP, segundo o plano diametral vertical. Na Figura 20 e Figura 21, observar-se

respectivamente o CP pronto para ser ensaiado e após ensaio.

Figura 18 – Ensaio de Compressão Diametral de corpo de prova cilíndrico

Fonte: DNER-ME 136/10.

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Figura 19 – Ensaio de Compressão Diametral de corpo de prova cilíndrico

Fonte: DNER-ME 136/10.

Figura 20 – Ensaio de Tração por Compressão Diametral

Fonte: Autor.

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Figura 21 – Corpo de prova após ensaio de RTCD

Fonte: Autor.

Para a realização dos ensaios, foi utilizada a prensa Marshall modelo CSR-5T

da marca Solotest com capacidade de 5000 kgf. Os resultados da ruptura dos

corpos são aplicados na Equação 3.

𝜎𝑅 = 2 × 𝐹

100× 𝜋 × 𝐷 ×H (3)

Onde:

𝜎𝑅: resistência à tração, em MPa;

𝐹: carga de ruptura, em N;

𝐷: diâmetro do corpo de prova, em cm;

H: altura do corpo de prova, em cm.

Neste ensaio, foram moldados 72 corpos de prova cilíndricos nas dimensões

10 x 6,3 cm, sendo submetidos a períodos de cura úmida de 7, 14 e 28 dias. Para

cada traço e tempo de cura, foi moldado 4 CP’s, na qual o resultado mais

dispersante fora excluído. A resistência final foi calculada a partir da média dos

outros 3 valores.

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45

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 ANÁLISE GRANULOMETRIA

4.1.1 Material fresado

A Tabela 4 apresenta os valores da análise granulométrica feita com o

fresado da BR-287, estes valores são os mesmos encontrados na mistura 100%

Fresado 0% Pó de Pedra. No Gráfico 1 é apresentada a curva granulométrica média

das duas amostras do material fresado em conjunto com a faixa C do DNIT. As

amostras coletadas foram secas ao ar e preparadas para o ensaio de granulometria

de acordo com a norma DNER-ME 083/98.

Tabela 4 – Análise granulométrica das amostras de material fresado

Peneira Amostra 1

(%) Amostra 2

(%) Média

(%) Acumulada

Passante (%)

2” 0,00 0,00 0,00 100,00

1” 0,00 0,00 0,00 100,00

3/8” 26,51 36,69 31,60 68,40

4 29,55 34,67 32,11 36,29

10 27,12 22,17 24,65 11,64

40 14,57 6,05 10,31 1,33

200 2,25 0,42 1,33 0,00

Fundo 0,00 0,00 0,00 0,00

Fonte: Autor.

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Gráfico 1 – Distribuição Granulométrica do material fresado

Fonte: Autor.

A partir da análise do formato da curva obtida pode-se afirmar que o material

apresenta boa graduação. Cabe destacar a proximidade de porcentagens retidas

nas duas amostras. Além disso, as amostras ensaiadas não apresentam material

retido com tamanho máximo nominal superior a 1 polegada (2,54 cm), este fato

indica que o material resultante da fresagem contêm baixas porcentagens de

material com diâmetros superiores a 1 polegada ou não existência da mesma.

Percebe-se pouca quantidade de material fino nas amostras, isso ocorre, pois, essa

parcela de material encontra-se misturada ao ligante asfáltico que se encontra

envolta dos agregados da mistura asfáltica. Ademais, a quantidade de partículas

inferiores a 5 mm é menor que a preconizada pela faixa C do DNIT, assim após esse

tamanho, a curva obtida com o material fresado não se enquadra com as faixas

propostas.

4.1.2 Material virgem (pó de rocha basáltica)

A Tabela 5 apresenta os valores da análise granulométrica feita com o pó de

pedra e o Gráfico 2 mostra a curva granulométrica média das duas amostras do

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rcen

tag

em

passan

te (

%)

Diâmetro dos grãos (mm)

Fresado

Faixa C Dnit

200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40200 80 1 4 3/4"3/8" 1/2"40

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material, estes resultados são os mesmos encontrados na mistura 0% Fresado

100% Pó de pedra. As amostras coletadas foram secas em estufa e preparadas

para o ensaio de granulometria de acordo com a norma DNER-ME 083/98.

Tabela 5 – Análise granulométrica das amostras do pó de pedra

Peneira Amostra 1

(%) Amostra 2

(%) Média

(%) Acumulada

Passante (%)

2” 0,00 0,00 0,00 100,00

1” 0,00 0,00 0,00 100,00

3/8” 0,00 0,00 0,00 100,00

4 3,16 2,83 2,99 97,01

10 37,60 37,43 37,52 59,49

40 31,69 31,34 31,51 27,98

200 20,06 20,95 20,50 7,47

Fundo 7,50 7,45 7,47 0,00

Fonte: Autor.

Gráfico 2 – Distribuição Granulométrica do pó de pedra

Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rcen

tag

em

passan

te (

%)

Diâmetro dos grãos (mm)

Pó dePedra

Faixa CDnit

200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40

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4.1.3 Misturas

Neste item são apresentados os resultados referentes ao ensaio de

granulometria. Nenhuma das seis misturas se enquadrou 100% na faixa C do DNIT.

Com a análise dos resultados obtidos, percebe-se que provavelmente um traço com

50% Fresado 50% Pó de pedra ficaria dentro desta faixa.

O ensaio foi realizado para os traços:

80% Fresado e 20% Pó de pedra;

60% Fresado e 40% Pó de pedra;

40% Fresado e 60% Pó de pedra;

20% Fresado e 80% Pó de pedra.

Os traços 100% Fresado 0% Pó de pedra e 0% Fresado 100% Pó de pedra

foram apresentados, respectivamente, nos itens 4.1.1 e 4.1.2. Na Tabela 6 a Tabela

9 e Gráfico 3 a Gráfico 6, verifica-se os resultados.

Tabela 6 – Composição granulométrica da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra

Peneira Abertura

(mm) Fresado

(%) Pó de

pedra (%)

Mistura

80% 20%

2" 50 100,00 100,00 100,00

1" 25,4 100,00 100,00 100,00

3/8" 9,5 68,40 100,00 74,72

4 4,8 36,29 97,01 48,43

10 2 11,64 59,49 21,21

40 0,42 1,33 27,98 6,66

200 0,075 0,00 7,47 1,49 Fonte: Autor.

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Gráfico 3 – Curva granulométrica da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra

Fonte: Autor.

Tabela 7 – Composição granulométrica da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra

Peneira Abertura

(mm) Fresado

(%) Pó de

pedra (%)

Mistura

60% 40%

2" 50 100,00 100,00 100,00

1" 25,4 100,00 100,00 100,00

3/8" 9,5 68,40 100,00 81,04

4 4,8 36,29 97,01 60,58

10 2 11,64 59,49 30,78

40 0,42 1,33 27,98 11,99

200 0,075 0,00 7,47 2,99

Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rcen

tag

em

passan

te (

%)

Diâmetro dos grãos (mm)

Pó dePedra

Fresado

Mistura

Faixa CDnit

200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40

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50

Gráfico 4 – Curva granulométrica da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra

Fonte: Autor.

Tabela 8 – Composição granulométrica da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra

Peneira Abertura

(mm) Fresado

(%) Pó de

pedra (%) Mistura

40% 60%

2" 50 100,00 100,00 100,00

1" 25,4 100,00 100,00 100,00

3/8" 9,5 68,40 100,00 87,36

4 4,8 36,29 97,01 72,72

10 2 11,64 59,49 40,35

40 0,42 1,33 27,98 17,32

200 0,075 0,00 7,47 4,48 Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rcen

tag

em

passan

te (

%)

Diâmetro dos grãos (mm)

Pó dePedra

Fresado

Mistura

Faixa CDnit

200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40

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51

Gráfico 5 – Curva granulométrica da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra

Fonte: Autor.

Tabela 9 – Composição granulométrica da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra

Peneira Abertura

(mm) Fresado

(%) Pó de

pedra (%) Mistura

20% 80%

2" 50 100,00 100,00 100,00

1" 25,4 100,00 100,00 100,00

3/8" 9,5 68,40 100,00 93,68

4 4,8 36,29 97,01 84,86

10 2 11,64 59,49 49,92

40 0,42 1,33 27,98 22,65

200 0,075 0,00 7,47 5,98 Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rcen

tag

em

Passan

te (

%)

Diâmetro dos Grãos (mm)

Pó dePedra

Fresado

Mistura

Faixa CDnit

200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40

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52

Gráfico 6 – Curva granulométrica da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.2 ENSAIO DE COMPACTAÇÃO

Neste item são apresentados os resultados dos ensaios de Compactação

realizados nas seis misturas estabilizadas granulometricamente e quimicamente.

Estes resultados podem ser observados na Tabela 10 a Tabela 15.

Tabela 10 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 100% Fresado 0% Pó

de pedra

Ponto Teor de umidade (%) Massa específica aparente seca

(kg/m³)

1 6,56 1929,96

2 7,81 1978,73

3 12,14 1962,17

4 14,45 1928,85

5 18,46 1817,02

Fonte: Autor.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,1 1 10 100

Po

rcen

tag

em

passan

te (

%)

Diâmetro dos grãos (mm)

Pó dePedra

Fresado

Mistura

Faixa CDnit

200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40200 80 1 4Peneira 3/4"3/8" 1/2"40

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53

Tabela 11 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 80% Fresado 20% Pó

de pedra

Ponto Teor de umidade (%) Massa específica aparente seca

(kg/m³)

1 4,21 1964,28

2 6,95 1990,16

3 7,92 2052,23

4 10,27 2028,06

5 12,02 1979,25

Fonte: Autor.

Tabela 12 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 60% Fresado 40% Pó

de pedra

Ponto Teor de umidade (%) Massa específica aparente seca

(kg/m³)

1 4,27 1999,93

2 6,25 2023,58

3 8,1 2079,85

4 10,4 2069,09

5 11,31 2000,49

Fonte: Autor.

Tabela 13 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 40% Fresado 60% Pó

de pedra

Ponto Teor de umidade (%) Massa específica aparente seca

(kg/m³)

1 4,2 2008,18

2 5,9 2023,47

3 7,34 2103,51

4 9,01 2080,08

5 12,5 1994,25

Fonte: Autor.

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54

Tabela 14 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 20% Fresado 80% Pó

de pedra

Ponto Teor de umidade (%) Massa específica aparente seca

(kg/m³)

1 5 2011,14

2 6,63 2061,32

3 8,6 2114,42

4 11,22 2021,51

5 11,75 1999,05

Fonte: Autor.

Tabela 15 – Resultado do ensaio de Compactação da mistura 0% Fresado 100% Pó

de pedra

Ponto Teor de umidade (%) Massa específica aparente seca

(kg/m³)

1 3,89 2011,86

2 5,56 2029,99

3 7,47 2065,28

4 9,9 2058,87

5 11,15 2022,78

Fonte: Autor.

A partir da curva de Compactação (Gráfico 7) foi possível determinar os

valores de umidade ótima e massa específica aparente seca máxima, apresentados

na Tabela 16.

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55

Gráfico 7 – Curva de Compactação Proctor

Fonte: Autor.

Tabela 16 – Resultados do ensaio de Compactação

Mistura Umidade ótima (%)

Massa específica aparente seca máxima (kg/m³)

100% Fresado 0% Pó de pedra 8,3 1980

80% Fresado 20% Pó de pedra 8,2 2054

60% Fresado 40% Pó de pedra 8,8 2084

40% Fresado 60% Pó de pedra 7,6 2105

20% Fresado 80% Pó de pedra 8,5 2115

0% Fresado 100% Pó de pedra 8,4 2065 Fonte: Autor.

1800

1820

1840

1860

1880

1900

1920

1940

1960

1980

2000

2020

2040

2060

2080

2100

2120

2140

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Massa e

sp

ecíf

ica a

pare

nte

seca (

kg

/m³)

Teor de Umidade (%)

100% Fresado 0% Pó depedra80% Fresado 20% Pó depedra60% Fresado 40% Pó depedra40% Fresado 60% Pó depedra20% Fresado 80% Pó depedra0% Fresado 100% Pó depedra

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56

Através da análise dos resultados das curvas e dos parâmetros de

compactação dos materiais em estudo pode-se afirmar que a adição do material

virgem preenche os vazios do fresado, o que se percebe pelo aumento do valor de

γdmáx. Consequentemente, os materiais com menores índices de vazios tendem a ter

uma maior resistência ao cisalhamento e maior rigidez.

Ainda, percebe-se que a massa específica aparente seca aumenta na medida

em que cresce o teor de umidade, até um ponto a partir do qual a adição de mais

água resulta em redução dos valores da mesma, neste ponto temos a umidade

ótima.

Além disso, analisando as umidades ótimas encontradas nas diferentes

misturas, verifica-se uma proximidade dos valores, este fato é interessante, uma vez

que, para trabalhos futuros pode-se fixar o valor médio de umidade ótima de 8,3 ±

0,4 para todas as misturas.

4.3 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES (RCS)

Neste item são apresentados os resultados dos ensaios de RCS, realizados

nas seis misturas estabilizadas granulometricamente e quimicamente, com tempo de

cura de 7, 14 e 28 dias. Foram moldados 4 CP’s para cada período de cura para

cada traço, totalizando 72 CP’s. Para se obter o resultado fez-se a média dos 3 CP’s

com maior proximidade dos resultados. Os resultados da resistência obtida, assim

como, o desvio padrão podem ser observados na Tabela 17, já no Gráfico 8

verificar-se a curva de resistência de todos os traços.

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57

Tabela 17 – Resultados do ensaio de Resistência à Compressão Simples

Fonte: Autor.

Traço

Tempo

de Cura

(Dias)

RCS

(MPa)

RCS

Média

(Mpa)

Desvio

Padrão

2,04

2,22

2,10

2,72

2,72

2,66

3,34

3,46

3,71

2,97

2,72

2,97

3,83

3,83

3,71

3,89

4,08

4,20

1,85

2,35

2,10

2,72

2,84

2,60

2,97

2,84

2,84

3,71

3,83

3,71

4,33

4,33

4,51

4,57

5,07

4,94

3,71

3,58

3,65

4,20

4,20

4,33

4,94

4,94

4,70

4,08

3,95

3,95

5,56

5,56

5,56

7,54

7,66

7,79

7,66 0,1228

5,56 0,00140% Fresado 100% Pó de

pedra

4,00 0,077

3,50 0,1928

4,24 0,0714

0,1428

100% Fresado 0% Pó de

pedra

4,86

2,70 0,0414

2,12 0,097

20% Fresado 80% Pó de

pedra

3,65 0,067

4,86 0,2628

40% Fresado 60% Pó de

pedra

3,75 0,077

2,72 0,1214

4,39 0,1114

4,06 0,1628

3,79 0,071480% Fresado 20% Pó de

pedra

2,88 0,147

60% Fresado 40% Pó de

pedra

2,10 0,257

2,88 0,0728

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58

Gráfico 8 – Curvas de Resistência à Compressão Simples

Fonte: Autor.

De acordo com a NBR 12253 (1992), o teor ideal de cimento para utilização

de solo cimento em camadas de pavimento, deve ser o que garantir uma resistência

à compressão simples igual ou superior a 2,1MPa aos 7 dias de cura. Como pode

ser observado, todos os resultados foram satisfatórios, uma vez que, todos os seis

traços obtiveram a resistência mínima exigida em norma aos 7 dias de cura.

Constata-se na Tabela 17, que todos os resultados apresentaram baixo

desvio padrão, o que caracteriza uma boa uniformidade dos resultados encontrados

na ruptura dos CP’s. Já do Gráfico 8, nota-se que com o aumento dos dias de cura,

todos os traços obtiveram aumento de resistência. Além disso, não houve alteração

entre a ordem dos traços com a resistência máxima.

Da análise dos resultados, pode-se observar que as misturas com 100%, 80%

e 60% de pó de pedra obtiveram as maiores resistências à compressão simples.

Este fato devesse principalmente ao maior preenchimento dos moldes com materiais

de granulometria mais fina, aumentando assim a densidade e coesão das partículas

e consequentemente a resistência. Contudo, não se observou a relação de aumento

de resistência de acordo com o aumento da porcentagem de pó de pedra na

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

9,00

0 7 14 21 28

Resis

tên

cia

à C

om

pre

ssão

Sim

ple

s (

MP

a)

Dias de Cura

0% Fresado 100% Pó de Pedra 40% Fresado 60% Pó de Pedra

20% Fresado 80% Pó de Pedra 80% Fresado 20% Pó de Pedra

100% Fresado 0% Pó de Pedra 60% Fresado 40% Pó de Pedra

2,1Mpa

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59

mistura, uma vez que, o traço 60% Fresado 40% Pó de pedra obteve as menores

resistências entre todas as misturas. A menor resistência obtida para esse traço, em

relação principalmente aos traços com 80% e 100% de fresado não é clara para o

autor. Possíveis erros relacionados a moldagem ou ruptura dos CP’s estão

descartados, pois foi seguida a mesma metodologia em todos os corpos de prova e

os resultados obtidos nos 4 CP’s ensaiado apresentaram valores próximos.

Ademais, três traços obtiveram resistências superiores a 3,5MPa aos 7 dias

de cura, o que resulta em valores superiores a 65% da resistência mínima exigida

por norma. Este fato, abre margem para novas opções de estudo, como por

exemplo, reduzir o teor de cimento da mistura, buscando assim, uma redução

considerável no custo global do material. Na Tabela 18, é possível observar a

variação da resistência das misturas em relação aos 7 dias de cura e a variação da

resistência em relação ao traço 100% Fresado 0% Pó de pedra (adotando este

como referência). No Gráfico 9, Gráfico 10 e Gráfico 11, observar-se a comparação

de RCS de todos os traços para cada dia de cura adotado nesta pesquisa.

Tabela 18 – Resultados das variações de resistências

Fonte: Autor.

Traço

Tempo

de Cura

(Dias)

RCS

Média

(Mpa)

Variação da

resistência em

relação aos 7

dias de cura (%)

Variação da

resistência

em relação a

Ref. (%)

7 2,12 -

14 2,70 27,18%

28 3,50 65,05%

7 2,88 - 35,92%

14 3,79 31,43% 40,46%

28 4,06 40,71% 15,88%

7 2,10 - -0,97%

14 2,72 29,41% 0,76%

28 2,88 37,25% -17,65%

7 3,75 - 76,70%

14 4,39 17,03% 62,60%

28 4,86 29,67% 38,82%

7 3,65 - 71,84%

14 4,24 16,38% 57,25%

28 4,86 33,33% 38,82%

7 4,00 - 88,35%

14 5,56 39,18% 106,11%

28 7,66 91,75% 118,82%

-

0% Fresado 100% Pó de

pedra

100% Fresado 0% Pó de

pedra

80% Fresado 20% Pó de

pedra

60% Fresado 40% Pó de

pedra

40% Fresado 60% Pó de

pedra

20% Fresado 80% Pó de

pedra

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60

Gráfico 9 – Resistência à Compressão Simples aos 7 dias

Fonte: Autor.

Gráfico 10 – Resistência à Compressão Simples aos 14 dias

Fonte: Autor.

2,10

2,12

2,88

3,65

3,75

4,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00

60% Fresado 40% Pó de pedra

100% Fresado 0% Pó de pedra

80% Fresado 20% Pó de pedra

20% Fresado 80% Pó de pedra

40% Fresado 60% Pó de pedra

0% Fresado 100% Pó de pedra

RCS (MPa)

Tra

ço

2,70

2,72

3,79

4,24

4,39

5,56

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00

100% Fresado 0% Pó de pedra

60% Fresado 40% Pó de pedra

80% Fresado 20% Pó de pedra

20% Fresado 80% Pó de pedra

40% Fresado 60% Pó de pedra

0% Fresado 100% Pó de pedra

RCS (MPa)

Tra

ço

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61

Gráfico 11 – Resistência à Compressão Simples aos 28 dias

Fonte: Autor.

4.3.1 Mistura 100% Fresado 0% Pó de pedra

O Gráfico 12 apresenta o comportamento dos CP’s contendo somente

material fresado e 6% de cimento. Os resultados obtidos foram satisfatórios, uma

vez que, adicionando somente cimento ao material fresado, alcançou-se a

resistência mínima de 2,1MPa prevista na NBR 12253 (1992), para realização de

camadas de pavimento. Além disso, este fato é importante, visto que, não há

necessidade de se estabilizar a mistura granulometricamente, com isso, pode-se

reduzir os custos de transporte necessários para obter agregados virgens de

qualidade e preservar os recursos naturais.

2,88

3,50

4,06

4,86

4,86

7,66

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

60% Fresado 40% Pó de pedra

100% Fresado 0% Pó de pedra

80% Fresado 20% Pó de pedra

20% Fresado 80% Pó de pedra

40% Fresado 60% Pó de pedra

0% Fresado 100% Pó de pedra

RCS (Mpa)

Tra

ço

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62

Gráfico 12 – RCS da mistura 100% Fresado 0% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.3.2 Mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra

O Gráfico 13 apresenta o comportamento dos CP’s contendo 80% Fresado

20% Pó de pedra. Os resultados foram plausíveis, uma vez que, adicionando

apenas 20% de pó de pedra a mistura, obteve-se um aumento de 35,92% de

resistência aos 7 dias de cura em relação ao traço com 100% Fresado.

A peculiaridade de alcançar altas resistências, com um baixo consumo de

material virgem (estabilização granulométrica), também torna este traço atrativo no

quesito de preservação ambiental e redução de custos na execução das camadas

de pavimento.

y = 0,0645x + 1,7199R² = 0,9604

0

1

2

3

4

0 7 14 21 28

RC

S (

MP

a)

Dias de Cura

2,1MPa

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63

Gráfico 13 – RCS da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.3.3 Mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra

O Gráfico 14 apresenta o comportamento dos CP’s contendo 60% Fresado

40% Pó de pedra. Os resultados satisfazem as exigências mínimas da NBR 12253

(1992), contudo, este traço apresentou os menores valores de RCS.

Levando em consideração o traço com 100% Fresado, houve uma redução de

17,65% da resistência aos 28 dias de cura. O motivo desta redução de resistência

não é claramente explicado pelo autor, sendo necessários ensaios futuros para

verificar os resultados obtidos.

y = 0,0507x + 2,7498R² = 0,7424

0

1

2

3

4

5

0 7 14 21 28

RC

S (

MP

a)

Dias de Cura

2,1MPa

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64

Gráfico 14 – RCS da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.3.4 Mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra

O Gráfico 15 apresenta o comportamento dos CP’s contendo 40% Fresado

60% Pó de pedra. Os resultados são aceitáveis, posto que, este traço obteve a

maior RCS entre os 4 traços estabilizados granulométricamente.

Levando-se em conta as resistências encontradas aos 7 dias de cura, o traço

obteve um aumento de 76,70% de resistência em relação a mistura com 100%

Fresado e uma redução de 6,19% em relação a mistura que atingiu as maiores RCS

(100% Pó de pedra 0% Fresado).

y = 0,0336x + 2,0186R² = 0,6549

0

1

2

3

4

0 7 14 21 28

RC

S (

MP

a)

Dias de Cura

2,1MPa

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65

Gráfico 15 – RCS da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.3.5 Mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra

O Gráfico 16 apresenta o comportamento dos CP’s contendo 20% Fresado

80% Pó de pedra. Os resultados foram admissíveis. Ademais, este traço

praticamente seguiu a mesma linha de resistências obtidas na mistura 40% Fresado

60% Pó de pedra, com uma variação de apenas -2,75% aos 7 dias, sendo que, aos

28 dias ambos obtiveram a mesma resistência.

y = 0,0502x + 3,512R² = 0,8507

0

1

2

3

4

5

6

0 7 14 21 28

RC

S (

MP

a)

Dias de Cura

2,1MPa

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66

Gráfico 16 – RCS da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.3.6 Mistura 0% Fresado 100% Pó de pedra

O Gráfico 17 apresenta o comportamento dos CP’s contendo somente pó de

pedra e 6% de cimento. Os resultados obtidos foram plausíveis, já que, a mistura

atingiu valores de resistência superiores a 90% do valor estabelecido por norma.

O traço obteve a maior taxa de crescimento de resistência, está taxa pode ser

observada entre os dias 7 e 28 de cura, atingindo o valor de 91,75%, à média de

todos os traços que foi de 49,6%.

y = 0,0559x + 3,3369R² = 0,9429

0

1

2

3

4

5

6

0 7 14 21 28

RC

S (

MP

a)

Dias de Cura

2,1MPa

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67

Gráfico 17 – RCS da mistura 0% Fresado 100% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.4 ENSAIO DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL

(RTCD)

Neste item são apresentados os resultados dos ensaios de RTCD, realizados

nas seis misturas estabilizadas granulometricamente e quimicamente, com tempo de

cura de 7, 14 e 28 dias. Foram moldados 4 CP’s para cada período de cura para

cada traço, totalizando 72 CP’s. Para se obter o resultado fez-se a média dos 3 CP’s

com maior proximidade dos resultados. Os resultados da resistência obtida, assim

como, o desvio padrão podem ser observados a seguir na Tabela 19, já no Gráfico

18, verificar-se a curva de resistência de todos os traços.

y = 0,1711x + 2,9455R² = 0,9868

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 7 14 21 28

RC

S (

MP

a)

Dias de Cura

2,1MPa

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68

Tabela 19 – Resultados do ensaio de Resistência à Tração por Compressão

Diametral

Fonte: Autor.

Traço

Tempo

de Cura

(Dias)

RTCD

(MPa)

RTCD

Média

(Mpa)

Desvio

Padrão

0,171

0,176

0,172

0,267

0,308

0,261

0,343

0,347

0,345

0,228

0,280

0,229

0,301

0,321

0,336

0,413

0,391

0,406

0,349

0,295

0,310

0,398

0,398

0,345

0,438

0,439

0,480

0,608

0,596

0,596

0,671

0,634

0,643

0,938

0,874

0,890

0,537

0,549

0,581

0,651

0,664

0,697

0,803

0,890

0,829

0,238

0,282

0,261

0,370

0,322

0,338

0,498

0,571

0,548

0,02414

0,539 0,03828

0,260 0,0227

0,344

0,02514

0,345 0,00228

0,671

0,841 0,04428

0,555

20% Fresado 80% Pó de

pedra

0,0237

0,02414

0,011

0,173 0,0027

0,278

0,64940% Fresado 60% Pó de

pedra0,01914

0,901 0,03428

0,380 0,03114

0,318 0,0277

0,600 0,0077

14

28 0,404

0,319 0,017

0% Fresado 100% Pó de

pedra

100% Fresado 0% Pó de

pedra

80% Fresado 20% Pó de

pedra

0,246 0,0297

0,452 0,02428

60% Fresado 40% Pó de

pedra

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69

Gráfico 18 – Curvas de Resistência à Tração por Compressão Diametral

Fonte: Autor.

A análise dos resultados de resistência a tração é de suma importância para a

pesquisa, visto que a tração é uma importante solicitação gerada pelo tráfego nas

camadas mais rígidas do pavimento, como é o caso das misturas estabilizadas com

cimento, utilizadas no estudo. Sabe-se que quanto mais próxima forem as tensões

atuantes das tensões resistivas, mais rápido o material apresentará fissuramento

devido a repetição de deformações elásticas excessivas (ruptura por fadiga).

Portanto, uma vez que todos os resultados de RCS atenderam as resistências

mínimas exigidas por norma, os melhores resultados da pesquisa são aqueles que

apresentam as maiores resistências a tração por compressão diametral, que são:

40% Fresado 60% Pó de pedra e 20% Fresado 80% Pó de pedra.

Nota-se pela análise dos resultados, que todos os traços apresentaram RCTD

superiores a 0,173MPa aos 7 dias de cura. Pode-se ainda observar duas

aglomerações de resultados: a primeira contendo os traços 40% Fresado 60% Pó de

pedra e 20% Fresado 80% Pó de pedra que apresentaram os maiores valores de

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

1,000

0 7 14 21 28Resis

tên

cia

à T

ração

po

r C

om

pre

ssão

Dia

metr

al

(MP

a)

Dias de Cura

40% Fresado 60% Pó de pedra 20% Fresado 80% Pó de pedra

60% Fresado 40% Pó de pedra 0% Fresado 100% Pó de pedra

80% Fresado 20% Pó de pedra 100% Fresado 0% Pó de pedra

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70

tensão resistente; o segundo grupo contempla os traços que foram estabilizados

apenas quimicamente (100% Fresado 0% Pó de pedra e 0% Fresado e 100% Pó de

pedra), e as misturas que apresentam altas concentrações de material fresado (80%

Fresado 20% Pó de pedra e 60% Fresado 40% Pó de pedra).

A maior resistência das misturas com 40% e 20% de fresado deve-se

principalmente ao maior preenchimento dos vazios deixados pelo material fresado

com materiais de granulometria mais fina, aumentando assim a densidade e coesão

das partículas e consequentemente a resistência. Ademais, estes traços foram os

que obtiveram a maior massa específica aparente seca, encontrada nos ensaios de

Compactação.

Constata-se na Tabela 19, que todos os resultados apresentaram baixo

desvio padrão, o que caracteriza uma boa uniformidade dos resultados encontrados

na ruptura dos CP’s.

Assim como na RCS, não se observou a relação de aumento de resistência

de acordo com o aumento da porcentagem de pó de pedra na mistura, uma vez que,

o traço contendo apenas pó de pedra e 6% de cimento, obteve resistências menores

que outras misturas com adições de material fresado.

As misturas estabilizadas apenas quimicamente (0% Fresado 100% Pó de

pedra e 100% Fresado 0% Pó de pedra), apresentaram as maiores taxas de

crescimento de resistência, respectivamente, 107,31% e 99,42%, sendo que, a

média de todos os traços que foi de 69,13%. Esta taxa foi calculada levando em

consideração o intervalo de cura de 7 a 28 dias. Já o acréscimo médio de resistência

dos 7 aos 14 dias de cura foi de aproximadamente de 28,5%.

Na Tabela 20, pode-se observar a variação da resistência das misturas em

relação aos 7 dias de cura e a variação da resistência em relação ao traço 100%

Fresado 0% Pó de pedra (adotando este como referência). No Gráfico 19, Gráfico 20

e Gráfico 21, constata-se a comparação de RTCD de todos os traços para cada dia

de cura adotado nesta pesquisa. No Gráfico 22 a Gráfico 27 são plotadas as curvas

de resistência de cada mistura em relação ao tempo de cura.

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71

Tabela 20 – Resultados das variações de resistências

Fonte: Autor.

Gráfico 19 – Resistência à Compressão Simples aos 7 dias

Fonte: Autor.

Traço

Tempo

de Cura

(Dias)

RTCD

Média

(Mpa)

Variação da

resistência em

relação aos 7

dias de cura (%)

Variação da

resistência

em relação

a Ref. (%)

7 0,17 -

14 0,28 60,69%

28 0,35 99,42%

7 0,25 - 42,20%

14 0,32 29,67% 14,75%

28 0,40 64,23% 17,10%

7 0,32 - 83,82%

14 0,38 19,50% 36,69%

28 0,45 42,14% 31,01%

7 0,60 - 246,82%

14 0,65 8,17% 133,45%

28 0,90 50,17% 161,16%

7 0,56 - 220,81%

14 0,67 20,90% 141,37%

28 0,84 51,53% 143,77%

7 0,26 - 50,29%

14 0,34 32,31% 23,74%

28 0,54 107,31% 56,23%

-

0% Fresado 100% Pó de

pedra

100% Fresado 0% Pó de

pedra

80% Fresado 20% Pó de

pedra

60% Fresado 40% Pó de

pedra

40% Fresado 60% Pó de

pedra

20% Fresado 80% Pó de

pedra

0,173

0,246

0,260

0,318

0,555

0,600

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700

100% Fresado 0% Pó de pedra

80% Fresado 20% Pó de pedra

0% Fresado 100% Pó de pedra

60% Fresado 40% Pó de pedra

20% Fresado 80% Pó de pedra

40% Fresado 60% Pó de pedra

RCS (MPa)

Tra

ço

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Gráfico 20 – Resistência à Compressão Simples aos 14 dias

Fonte: Autor.

Gráfico 21 – Resistência à Compressão Simples aos 28 dias

Fonte: Autor.

0,278

0,319

0,344

0,380

0,649

0,671

0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800

100% Fresado 0% Pó de pedra

80% Fresado 20% Pó de pedra

0% Fresado 100% Pó de pedra

60% Fresado 40% Pó de pedra

40% Fresado 60% Pó de pedra

20% Fresado 80% Pó de pedra

RTCD (MPa)

Tra

ço

0,345

0,404

0,452

0,539

0,841

0,901

0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200

100% Fresado 0% Pó de pedra

80% Fresado 20% Pó de pedra

60% Fresado 40% Pó de pedra

0% Fresado 100% Pó de pedra

20% Fresado 80% Pó de pedra

40% Fresado 60% Pó de pedra

RTCD (MPa)

Tra

ço

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Gráfico 22 – RTCD da mistura 100% Fresado 0% Pó de pedra

Fonte: Autor.

Gráfico 23 – RTCD da mistura 80% Fresado 20% Pó de pedra

Fonte: Autor.

y = 0,0077x + 0,1401R² = 0,8759

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0 7 14 21 28

RT

CD

(M

Pa)

Dias de Cura

y = 0,0073x + 0,2035R² = 0,9153

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0 7 14 21 28

RT

CD

(M

Pa)

Dias de Cura

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74

Gráfico 24 – RTCD da mistura 60% Fresado 40% Pó de pedra

Fonte: Autor.

Gráfico 25 – RTCD da mistura 40% Fresado 60% Pó de pedra

Fonte: Autor.

y = 0,0062x + 0,2821R² = 0,8382

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 7 14 21 28

RT

CD

(M

Pa)

Dias de Cura

y = 0,0149x + 0,4738R² = 0,9495

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 7 14 21 28

RT

CD

(M

Pa)

Dias de Cura

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75

Gráfico 26 – RTCD da mistura 20% Fresado 80% Pó de pedra

Fonte: Autor.

Gráfico 27 – RTCD da mistura 0% Fresado 100% Pó de pedra

Fonte: Autor.

4.5 COMPARAÇÃO RCS X RTCD

No Gráfico 28, verifica-se todos os resultados agrupados dos ensaios de RCS

e RTCD, para os 7, 14 e 28 dias de cura úmida.

y = 0,0134x + 0,4705R² = 0,947

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0 7 14 21 28

RT

CD

(M

Pa)

Dias de Cura

y = 0,0134x + 0,1626R² = 0,9594

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0 7 14 21 28

RT

CD

(M

Pa)

Dias de Cura

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76

Gráfico 28 – Resultados dos Ensaios de RCS e RTCD

Fonte: Autor.

Através da análise do Gráfico 28, constata-se que as maiores resistências

(levando em consideração as misturas que continham tanto material fresado como

pó de pedra) foram verificadas nos traços 40% Fresado 60% Pó de pedra e 20%

Fresado 80% Pó de pedra para ambos os ensaios.

Já para os traços puros, 100% Fresado 0% Pó de pedra e 0% Fresado 100%

Pó de pedra, percebe-se uma mudança de comportamento quanto ao tipo de ensaio

realizado. Os CP’s que continham somente material fresado apresentaram baixas

resistências em ambos ensaios quando comparados as demais misturas. Em

contrapartida, os CP’s que continham somente pó de pedra obtiveram as maiores

resistências no ensaio de compressão simples e resultados considerados medianos

se comparados as demais misturas no ensaio de tração.

2,12

0,17

3

2,70

0,27

8

3,50

0,34

5

2,88

0,24

6

3,7

9

0,31

9

4,06

0,40

4

2,10

0,31

8

2,72

0,38

0

2,88

0,45

2

3,75

0,60

0

4,3

9

0,6

49

4,86

0,90

1

3,65

0,55

5

4,24

0,67

1

4,86

0,84

1

4,00

0,26

0

5,56

0,34

4

7,66

0,34

4

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

RCS (MPa) RTCD (MPa) RCS (MPa) RTCD (MPa) RCS (MPa) RTCD (MPa)

7 dias 14 dias 28 dias

Res

istê

nci

a (M

Pa)

100% Fresado 0% Pó de pedra 80% Fresado 20% Pó de pedra 60% Fresado 40% Pó de pedra

40% Fresado 60% Pó de pedra 20% Fresado 80% Pó de pedra 0% Fresado 100% Pó de pedra

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77

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES

5.1 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Nos ensaios de caracterização do material fresado, Rotarex e Metodologia

Rice, obteve-se resultados que condizem com a bibliografia. Tendo como valor

médio de teor de betume 6,20% e massa específica máxima (DMM) de 2,433 g/cm³.

Com o ensaio de Granulometria de todos os traços, foi constatado que o

material não se enquadrou na faixa C do DNIT. Contudo, a pesquisa teve como

premissa a utilização destes resultados in loco e consequentemente não houve a

manipulação da granulometria encontrada nas misturas, reproduzindo assim,

resultados mais fidedignos com os obtidos em campo.

Em relação ao ensaio de Compactação, foi possível constatar um aumento na

massa especifica aparente seca da mistura, o que se justifica pela adição de pó de

pedra a mistura, o qual preenche os vazios do fresado. Ademais, pode-se fixar a

umidade ótima de 8,3 ± 0,4 para todos os traços.

No ensaio de Resistência à Compressão Simples, obteve-se resultados

satisfatórios para todos os traços aos 7 dias de cura úmida segunda a NBR 12253

(2012). Os traços com 100%, 80% e 60% de pó de pedra atingiram as maiores

resistências, ao ponto que o traço com 100% Fresado 0% Pó de pedra obteve a

menor das resistências. Contudo, este traço é muito importante, uma vez que,

atingiu os requisitos mínimos estabelecidos por norma sendo estabilizado apenas

quimicamente, o que implica numa redução de custos de transporte para obter

agregados virgens e preserva os recursos naturais.

Já, para o ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral, as

misturas apresentaram boa resistência aos 7 dias de cura. A maior resistência foi

encontrada no traço 40% Fresado 60% Pó de pedra o qual alcançou uma resistência

de 0,6MPa aos 7 dias de cura. Ademais, os traços apresentaram uma taxa de

crescimento média de resistência dos 7 aos 14 dias de 28,5% e 69,13% dos 7 aos

28 dias de cura.

Em suma, as misturas estabilizadas com cimento Portland estão suscetíveis a

problemas de fadiga, consequentemente, os melhores resultados obtidos nesta

pesquisa podem ser observados nas misturas 40% Fresado 60% Pó de pedra e 20%

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Fresado 80% Pó de pedra, que obtiveram as maiores tensões resistivas à tração e

também valores satisfatórios no ensaio de RCS.

Por fim, os resultados das misturas de material fresado, pó de pedra e

cimento, permitem concluir que uma camada (base ou sub-base) de pavimento

flexível, executado com esses traços, podem atingir resistências iguais ou superiores

ao exigido por norma. Além disso, a reutilização do material fresado é uma técnica

econômica e ambientalmente justificada, em virtude de, constituir uma solução para

a reutilização de um subproduto do meio rodoviário, reduzindo a necessidade de

utilizar novos agregados.

5.2 SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

Sugere-se, para dar continuidade a este estudo, a realização de estudos mais

aprofundados acerca dos custos para execução de cada mistura apresentada nesta

pesquisa.

Estudos mais aprofundados em relação à mistura que obteve os melhores

resultados em relação à resistência e custos de aplicação.

Para resultados nos ensaios de Compactação, sendo utilizado materiais de

mesma característica, pode-se fixar a umidade ótima de 8,3 ± 0,4 para todos os

traços.

Por fim, realizar novos ensaios de RCS, com porcentagens inferiores a 6% de

cimento nas misturas que apresentaram resistências aos 7 dias de cura superiores a

65% da resistência mínima exigida por norma. Afim de avaliar a redução dos custos

de operação.

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79

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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(Mestrado em Engenharia Civil)–Universidade de Aveiro, Aveiro, 2009. ASPHALT RECYCLING AND RECLAIMING ASSOCIATION - ARRA. Pavement Recycling Guidelines for State and Local Governments Participant's Reference Book. U.S. Department of Transportation, FHWA-SA-98-042, Washington, D.C. Dezembro, 1997. ASSOCIAÇÂO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12253: Solo cimento –

Dosagem para emprego em camada de pavimento. Rio de Janeiro, 1992. 14 p. _______. NBR 15619: Misturas asfálticas – Determinação da massa específica máxima medida em amostras não compactadas. Rio de Janeiro, 2008. 8 p. BERNUCCI, L.; MOTTA, L. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. Rio de Janeiro: Petrobrás: ABEDA, 2008. 504 p. BONFIM, V.; DOMINGUES A. A. Utilização de fresagem e reciclagem in situ a frio: alternativas na recuperação de pavimentos asfálticos. In: 29ª REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, 1995, Cuiabá. Anais... Cuiabá/MT, p. 603-621, 1995.

BONFIM, V. Fresagem de Pavimentos Asfálticos. 3 Ed., São Paulo, Exceção

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