1. relatório número - antt · teor de cimento e o tempo de cura também são fatores signific 1....

1. Relatório Número:

CCR-ND-BGTC- RTF-NOV/2015

2. Data do Relatório: 3. Folhas:

Novembro de 2015 153

4. Título da Pesquisa: “Estudo da Influência do Teor de Cimento Portland, da Energia de Compactação e da Umidade no Comportamento Mecânico da Brita Graduada Tratada com Cimento (BGTC) para duas gêneses de agregados”

5. Responsável pela coordenação da pesquisa:

6. Relatório Elaborado para:

Centro de Pesquisas Rodoviárias (CPR) Concessionária CCR NovaDutra, Grupo CCR

Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT)

7. Relatório preparado por:

Luis Miguel Gutiérrez Klinsky (CPR) Valéria C. de Faria (CPR)

8. RELATÓRIO FINAL

9. Resumo:

As bases ou sub-bases cimentadas têm sido frequentemente utilizadas na construção de pavimentos para atender ao crescimento do tráfego e das cargas por eixo. A brita graduada tratada com cimento é o produto resultante da mistura, em usina, de pedra britada, cimento Portland, água, e, eventualmente aditivos, em proporções determinadas experimentalmente. No Brasil existem poucos estudos que tenham explorado os parâmetros mecânicos da BGTC, principalmente com relação ao módulo de resiliência. Neste estudo, foi desenvolvido um programa laboratorial para avaliar a influência do teor de cimento Portland, da energia de compactação e da umidade no módulo de resiliência (MR), na resistência à tração (RT) e na resistência à compressão simples (RCS). Para isso, foram selecionadas duas fontes de agregados com gênese diferente, sendo uma de granito e a outra de basalto. Os resultados mostram que a origem mineralógica dos agregados influencia os parâmetros mecânicos de resistência e rigidez. O teor de umidade, o teor de cimento e o tempo de cura também são fatores significativos na resposta mecânica da BGTC. Finalmente, o incremento da energia de compactação, de intermediária para modificada, produziu ganhos nos parâmetros mecânicos avaliados neste estudo.

10. Palavras Chave: Brita graduada tratada com cimento, módulo de resiliência, módulo dinâmico, resistência à tração, resistência à compressão simples

Centro de Pesquisas Rodoviárias

Estudo da Influência do teor de cimento Portland, da Energia de Compactação e da Umidade no Comportamento

Mecânico da BGTC para duas gêneses de agregados - 2 -

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 2.1: CORPOS DE PROVA DE CONCRETO COMPACTADO COM ROLOS (CCR), BRITA GRADUADA TRATADA COM CIMENTO (BGTC) E

SOLO-CIMENTO (SC) (FONTE: LUHR, 2007) ............................................................................................................................................... - 17 -

FIGURA 2.2: FAIXA GRANULOMÉTRICA DE BFTC ESPECIFICADA PELO DER-SP E PELO DERSA ...................................................................... - 18 -

FIGURA 2.3: FAIXA GRANULOMÉTRICA DE BGTC ESPECIFICADA PELO DER-PR .................................................................................................. - 19 -

FIGURA 2.4: FAIXA GRANULOMÉTRICA DE BGTC (BALBO, 2002) ....................................................................................................................... - 20 -

FIGURA 2.5: FAIXA GRANULOMÉTRICA DA BGTC OU CTB, DE ACORDO À U.S. DOT (2013) ............................................................................ - 21 -

FIGURA 2.6: GRÁFICO PARA PROJETO DE MISTURAS DE MATERIAIS CIMENTADOS (FONTE: YEO ET AL. 2011) ......................................... - 25 -

FIGURA 2.7: INFLUÊNCIA NAS FASES ESQUELETO GRANULAR E MATRIZ CIMENTADA. FONTE: XUAN (2012) ............................................. - 26 -

FIGURA 2.8: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 7 DIAS DE CURA PARA DIVERSOS TEORES DE CIMENTOS, COM AGREGADOS DE

DIVERSAS FONTES. FONTE: BURNS ET AL. (2006) ...................................................................................................................................... - 29 -

FIGURA 2.9: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES PARA DIVERSOS TEORES DE CIMENTOS E TEMPOS DE CURA. FONTE: SHERWOOD

(1968) APUD XUANG (2012) .......................................................................................................................................................................... - 29 -

FIGURA 2.10: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES DE AREIAS ESTABILIZADAS COM DOIS TIPOS DE CIMENTO. FONTE: XUAN (2012) . - 31

-

FIGURA 2.11: VALORES DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 7 DIAS DE CURA PARA DIVERSOS TIPOS DE AGREGADOS, CONTEÚDO DE

FINOS E TEOR DE CIMENTO PORTLAND. FONTE: BURNS ET AL (2006) ADAPTADO POR XUAN (2012) .............................................. - 32 -

FIGURA 2.12: INFLUÊNCIA DO TAMANHO DAS PARTÍCULAS DO SOLO E DO TEOR DE CIMENTO NA RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28

DIAS DE CURA. FONTE: BELL (1993) ............................................................................................................................................................. - 33 -

FIGURA 2.13: PREVISÃO DA RESISTÊNCIA Á COMPRESSÃO SIMPLES. FONTE: LIM E ZOLLINGER (2003) ................................................. - 35 -

FIGURA 2.14: INFLUÊNCIA DO TEMPO DE CURA NA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES. FONTE: NITTR (1986).................................. - 35 -

FIGURA 2.15: INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA DE CURA NO GANHO DE RESISTÊNCIA. FONTE: NITRR (2006) ........................................... - 36 -

FIGURA 2.16: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 7 DIAS EM FUNÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA SECA E UMIDADE DE COMPACTAÇÃO.

FONTE: SHERWOOD (1995) ......................................................................................................................................................................... - 37 -

FIGURA 2.17: ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAMETRAL. FONTE: YEO (2008) ......................................................................................................... - 38 -

FIGURA 2.18: SIMULADOR DE TRÁFEGO UTILIZADO PARA O ESTUDO DAS CARACTERÍSTICAS MECÂNICAS DE MATERIAIS ESTABILIZADOS COM

CIMENTO PORTLAND NA AUSTRÁLIA. FONTE: AUSTROADS (2008) ..................................................................................................... - 39 -

FIGURA 2.19: EQUIPAMENTO UTILIZADO PARA DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À FLEXÃO DE MATERIAIS CIMENTADOS EM CORPOS DE

PROVA PRISMÁTICOS. FONTE: ARNOLD ET AL (2014)............................................................................................................................... - 42 -

FIGURA 2.20: ENSAIO DE FREE-FREE RESONANT COLUMN (FFRC) PARA DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE RESILIÊNCIA. FONTE: YUAN ET AL

(2010) .................................................................................................................................................................................................................... - 45 -

FIGURA 2.21: EQUIPAMENTO PARA DETERMINAÇÃO DE MÓDULO DINÂMICO. FONTE: XUAN (2012) .......................................................... - 46 -

FIGURA 3.1: CURVAS GRANULOMÉTRICAS DAS FRAÇÕES COLETADAS DOS AGREGADOS GRANÍTICOS ................................................................. - 49 -

FIGURA 3.2: CURVAS GRANULOMÉTRICAS DAS FRAÇÕES COLETADAS DOS AGREGADOS BASÁLTICOS ................................................................. - 51 -

FIGURA 3.3: GRANULOMETRIAS DAS MISTURAS COM AGREGADOS GRANÍTICOS E BASÁLTICOS ............................................................................ - 53 -

FIGURA 3.4: PREPARAÇÃO INDIVIDUAL DA GRANULOMETRIA PARA CADA CORPO DE PROVA ............................................................................... - 55 -




FIGURA 3.5: ADIÇÃO DE ÁGUA NA MISTURA DE BGTC E HOMOGENEIZAÇÃO MANUAL .......................................................................................... - 55 -

FIGURA 3.6: COMPACTAÇÃO DOS CORPOS DE PROVA COM SOQUETE PROCTOR GRANDE ....................................................................................... - 56 -

FIGURA 3.7: CÂMARA ÚMIDA PARA CURA DOS CPS DURANTE 7 E 28 DIAS.............................................................................................................. - 57 -

FIGURA 3.8: SUPERFÍCIE PLANA COM ACABAMENTO IRREGULAR APÓS A COMPACTAÇÃO ..................................................................................... - 58 -

FIGURA 3.9: APLICAÇÃO DE PASTA DE CIMENTO PARA HOMOGENEIZAÇÃO DA SUPERFÍCIE PLANA DO CP ......................................................... - 58 -

FIGURA 3.10: PRENSA UTILIZADA PARA COMPRESSÃO SIMPLES DOS CORPOS DE PROVA DE BGTC .................................................................... - 59 -

FIGURA 3.11: RUPTURA POR COMPRESSÃO DIAMETRAL ............................................................................................................................................. - 60 -

FIGURA 3.12: CARREGAMENTO HAVERSINE COM FREQUÊNCIA DE 1HZ UTILIZADO NO ENSAIO DE MÓDULO DE RESILIÊNCIA DIAMETRAL .. - 61 -

FIGURA 3.13: AQUISIÇÃO DE DADOS NO UTS-03 NO ENSAIO DE COMPRESSÃO DIAMETRAL CÍCLICA ................................................................. - 62 -

FIGURA 3.14: REALIZAÇÃO DO ENSAIO DE MÓDULO DE RESILIÊNCIA DIAMETRAL NA BGTC ............................................................................... - 63 -

FIGURA 3.15: CARREGAMENTO SINUSOIDAL APLICADO PARA DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DINÂMICO ............................................................ - 64 -

FIGURA 3.16: PROCESSO DE EXECUÇÃO DO ENSAIO DE MÓDULO DINÂMICO. A) FIXAÇÃO DOS PINOS METÁLICOS COM COLA METÁLICA RÁPIDA.

B) DETALHE DE CP COM OS PINOS METÁLICOS. C) DETALHE DA ACOMODAÇÃO DOS LVDTS NO CP. D) CORPOS DE PROVA APÓS

EXECUÇÃO DO ENSAIO ............................................................................................................................................................................................ - 66 -

FIGURA 3.17: EXEMPLO DE UM ENSAIO DE MÓDULO DINÂMICO COM OS PARÂMETROS DE QUALIDADE SATISFATÓRIOS ................................. - 67 -

FIGURA 3.18: EXEMPLO DE UM ENSAIO DE MÓDULO DINÂMICO COM OS PARÂMETROS DE QUALIDADE INSATISFATÓRIOS ............................. - 68 -

FIGURA 4.1: CURVA DE COMPACTAÇÃO NA ENERGIA INTERMEDIÁRIA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS E 2%, 3% E 4% DE CIMENTO

PORTLAND ............................................................................................................................................................................................................... - 70 -

FIGURA 4.2: CURVA DE COMPACTAÇÃO NA ENERGIA MODIFICADA DE AGREGADOS GRANÍTICOS COM 2%, 3% E 4% DE CIMENTO PORTLAND .-

70 -

FIGURA 4.3: RESULTADOS DE UMIDADE ÓTIMA E MASSA ESPECÍFICA SECA MÁXIMA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ..................... - 71 -

FIGURA 4.4: CORPOS DE PROVA COM AGREGADOS GRANÍTICOS APÓS UM DIA DE COMPACTAÇÃO ........................................................................ - 72 -

FIGURA 4.5: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS NA ENERGIA

INTERMEDIÁRIA ...................................................................................................................................................................................................... - 73 -

FIGURA 4.6: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS NA ENERGIA MODIFICADA -

73 -

FIGURA 4.7: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA NA UMIDADE ÓTIMA PARA AGREGADOS GRANÍTICOS ................. - 74 -

FIGURA 4.8: CURVA DE COMPACTAÇÃO NA ENERGIA INTERMEDIÁRIA DE AGREGADOS BASÁLTICOS COM 2%, 3% E 4% DE CIMENTO

PORTLAND ............................................................................................................................................................................................................... - 75 -

FIGURA 4.9: CURVA DE COMPACTAÇÃO NA ENERGIA MODIFICADA DE AGREGADOS BASÁLTICOS COM 2%, 3% E 4% DE CIMENTO PORTLAND .-

76 -

FIGURA 4.10: RESULTADOS DE UMIDADE ÓTIMA E MASSA ESPECÍFICA SECA MÁXIMA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS .................. - 77 -

FIGURA 4.11: CORPOS DE PROVA COM AGREGADOS BASÁLTICOS APÓS UM DIA DE COMPACTAÇÃO ..................................................................... - 77 -

FIGURA 4.12: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS NA ENERGIA

INTERMEDIÁRIA ...................................................................................................................................................................................................... - 78 -

FIGURA 4.13: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS NA ENERGIA

INTERMEDIÁRIA ...................................................................................................................................................................................................... - 78 -

FIGURA 4.14: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA NA UMIDADE ÓTIMA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS - 79

-




FIGURA 4.15: UMIDADE ÓTIMA DAS MISTURAS DE BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS E BASÁLTICOS .......................................................... - 80 -

FIGURA 4.16: MASSA ESPECÍFICA SECA MÁXIMA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS E BASÁLTICOS ........................................................ - 81 -

FIGURA 4.17: ESTIMATIVA DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES DAS MISTURAS DE BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS E BASÁLTICOS ..-

82 -

FIGURA 4.18: RCS MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ........................................................................................................................ - 86 -

FIGURA 4.19: RCS MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS ........................................................................................................................ - 87 -

FIGURA 4.20: RT MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS .......................................................................................................................... - 91 -

FIGURA 4.21: RT MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS .......................................................................................................................... - 92 -

FIGURA 4.22: MR MÉDIO DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ......................................................................................................................... - 96 -

FIGURA 4.23: MR MÉDIO DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS ......................................................................................................................... - 97 -

FIGURA 4.24: MD MÉDIO PARA O CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 25HZ DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ........................... - 101 -

FIGURA 4.25: MD MÉDIO PARA O CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 25HZ DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS .......................... - 102 -

FIGURA 4.26: MD MÉDIO PARA O CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 10HZ DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ........................... - 103 -

FIGURA 4.27: MD MÉDIO PARA O CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 10HZ DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS .......................... - 104 -

FIGURA 4.28: MD MÉDIO PARA O CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 1HZ DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ............................. - 105 -

FIGURA 4.29: MD MÉDIO PARA O CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 1HZ DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS ............................. - 106 -

FIGURA 4.30: MD MÉDIO OBTIDO NAS FREQUÊNCIAS DE 25HZ, 10HZ, 5HZ, 1HZ, 0,5HZ E 0,1HZ, PARA OS AGREGADOS GRANÍTICOS E

BASÁLTICOS .......................................................................................................................................................................................................... - 107 -

FIGURA 5.1: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS NA RCS .................................................................................................................. - 111 -

FIGURA 5.2: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS E SUAS INTERAÇÕES NA RCS .............................................................................. - 112 -

FIGURA 5.3: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS NA RT ..................................................................................................................... - 115 -

FIGURA 5.4: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS E SUAS INTERAÇÕES NA RT ................................................................................. - 116 -

FIGURA 5.5: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS NO MR ................................................................................................................... - 119 -

FIGURA 5.6: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS E SUAS INTERAÇÕES NO MR ............................................................................... - 120 -

FIGURA 5.7: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS NO MD NA FREQUÊNCIA DE 25HZ .................................................................... - 123 -

FIGURA 5.8: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS E SUAS INTERAÇÕES NO MD NA FREQUÊNCIA DE 25HZ ................................ - 123 -


FIGURA 5.10: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS E SUAS INTERAÇÕES NO MD NA FREQUÊNCIA DE 10HZ ............................. - 126 -


FIGURA 5.12: EFEITOS PRINCIPAIS DOS FATORES ESTUDADOS E SUAS INTERAÇÕES NO MD NA FREQUÊNCIA DE 1HZ ................................ - 127 -

FIGURA 5.13: RCS OBTIDO NOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO VERSUS O RCS ESTIMADO PELA EQUAÇÃO 5.1 ................................................. - 129 -

FIGURA 5.14: RCS OBTIDO NOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO VERSUS O RCS ESTIMADO PELA EQUAÇÃO 5.2 ................................................. - 130 -

FIGURA 5.15: RT OBTIDO NOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO VERSUS O RT ESTIMADO PELA EQUAÇÃO 5.3...................................................... - 131 -

FIGURA 5.16: RT OBTIDO NOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO VERSUS O RT ESTIMADO PELA EQUAÇÃO 5.4...................................................... - 132 -

FIGURA 5.17: PREVISÃO DA RT EM FUNÇÃO DA RCS .............................................................................................................................................. - 133 -

FIGURA 5.18: MR OBTIDO NOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO VERSUS O MR ESTIMADO PELA EQUAÇÃO 5.6 ................................................... - 134 -

FIGURA 5.19: MR OBTIDO NOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO VERSUS O MR ESTIMADO PELA EQUAÇÃO 5.7 ................................................... - 135 -

FIGURA 5.20: CORRELAÇÃO DA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES COM O MÓDULO DE RESILIÊNCIA ....................................................... - 136 -

FIGURA 5.21: CORRELAÇÃO DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO COM O MÓDULO DE RESILIÊNCIA ................................................................................ - 136 -




FIGURA 5.22: PREVISÃO DO MR EM FUNÇÃO DA RCS ............................................................................................................................................. - 137 -

FIGURA 5.23: PREVISÃO DO MR EM FUNÇÃO DA RT ............................................................................................................................................... - 138 -

FIGURA 5.24: PREVISÃO DO MR EM FUNÇÃO DA RCS E RT (EQUAÇÃO 5.10) ................................................................................................... - 139 -

FIGURA 5.25: MD 25HZ OBTIDO NOS ENSAIOS DE LABORATÓRIO VERSUS O MD 25HZ ESTIMADO PELA EQUAÇÃO 5.11 ......................... - 140 -

FIGURA 5.26: PREVISÃO DO MD 25HZ EM FUNÇÃO DA RCS ................................................................................................................................. - 141 -

FIGURA 5.27: PREVISÃO DO MD 25HZ EM FUNÇÃO DA RT ................................................................................................................................... - 142 -

FIGURA 5.28: PREVISÃO DO MD 1HZ EM FUNÇÃO DA RCS E RT (EQUAÇÃO 5.14) .......................................................................................... - 143 -

FIGURA 5.29: CORRELAÇÃO ENTRE O MR E MD PARA 25HZ DE FREQUÊNCIA .................................................................................................. - 144 -

FIGURA 5.30: CORRELAÇÃO ENTRE O MR E MD PARA 1HZ DE FREQUÊNCIA ..................................................................................................... - 144 -




LISTA DE TABELAS

TABELA 2.1: FAIXA GRANULOMÉTRICA DE BGTC ESPECIFICADA PELO DER-SP E PELO DERSA ...................................................................... - 18 -

TABELA 2.2: FAIXA GRANULOMÉTRICA DE BGTC ESPECIFICADA PELO DER-PR .................................................................................................. - 19 -

TABELA 2.3: FAIXA GRANULOMÉTRICA DA BGTC OU CTB, DE ACORDO À U.S. DOT (2013) ........................................................................... - 21 -

TABELA 2.4: CLASSIFICAÇÃO DE MATERIAIS DE ACORDO AO VALOR DE RESISTÊNCIA OBTIDO NO ENSAIO DE COMPRESSÃO SIMPLES (FONTE:

YEO ET AL. 2011) .................................................................................................................................................................................................. - 24 -

TABELA 2.5: CLASSIFICAÇÃO DE MATERIAIS ESTABILIZADOS COM CIMENTO EM PAVIMENTAÇÃO (AUSTROADS, 1998) ........................... - 25 -

TABELA 2.6: VARIÁVEIS UTILIZADAS POR LIM E ZOLLINGER (2003) NO ESTUDO DE MATERIAIS GRANULARES CIMENTADOS ..................... - 30 -

TABELA 2.7: VALORES DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 7 DIAS DE CURA PARA DIVERSAS FONTES DE AGREGADOS FONTE:

BURNS ET AL (2006) .......................................................................................................................................................................................... - 32 -

TABELA 2.8: PH DOS AGREGADOS ESTUDADOS POR BURNS ET AL (2006) ............................................................................................................. - 33 -

TABELA 2.9: EXIGÊNCIAS DE RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 7 DIAS DE CURA E GRAU DE COMPACTAÇÃO EM OUTROS PAÍSES.

FONTE: XUAN (2012) ...................................................................................................................................................................................... - 38 -

TABELA 2.10: RESISTÊNCIA À TRAÇÃO INDIRETA AOS 28 DIAS DE CURA. FONTE: AUSTROADS (2008) ................................................... - 39 -

TABELA 2.11: RESISTÊNCIA À TRAÇÃO DE MISTURAS CONTENDO MATERIAL FRESADO ESTABILIZADAS COM CIMENTO. FONTE: YUAN ET AL

(2010) .................................................................................................................................................................................................................... - 40 -

TABELA 2.12: VALORES DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO RECOMENDADOS NA ÁFRICA DO SUL. FONTE: XUAN, 2011 ...................................... - 40 -

TABELA 2.13: VALORES DE TENSÃO DE TRAÇÃO NO ENSAIO TRAPEZOIDAL. FONTE: LCPC (2003)............................................................... - 41 -

TABELA 2.14: RESISTÊNCIA À FLEXÃO EM AMOSTRAS COLETADAS DE CAMPO E PREPARADAS EM LABORATÓRIO. FONTE: AUSTROADS

(2008) .................................................................................................................................................................................................................... - 42 -

TABELA 2.15: MÓDULO DE DEFORMAÇÃO DA BGTC. FONTE: BALBO (1993) ................................................................................................. - 43 -

TABELA 2.16: FAIXA DE VALORES DE MÓDULO DE RESILIÊNCIA. FONTE: MOTTA E UBALDO (2014) ...................................................... - 44 -

TABELA 2.17: VALORES DE MÓDULOS DE RESILIÊNCIA OBTIDOS NO ENSAIO DE FREE-FREE RESONANT COLUMN (FFRC). FONTE: YUAN ET

AL (2010) ............................................................................................................................................................................................................... - 45 -

TABELA 2.18: VALORES DE MÓDULOS DE RESILIÊNCIA OBTIDOS NO ENSAIO DE ACORDO À AASHTO T 307. FONTE: YUAN ET AL (2010) .-

45 -

TABELA 2.19: MÓDULO NA FLEXÃO PARA DIVERSOS TEMPOS DE CURA. FONTE: AUSTROADS (2008) ..................................................... - 47 -

TABELA 2.20: CLASSIFICAÇÃO DE MATERIAIS ESTABILIZADOS COM CIMENTO EM PAVIMENTAÇÃO (AUSTROADS, 1998) ........................ - 47 -

TABELA 3.1: GRANULOMETRIA DAS FRAÇÕES COLETADAS DO AGREGADO GRANÍTICO .......................................................................................... - 48 -

TABELA 3.2: DENSIDADE REAL DOS AGREGADOS GRANÍTICOS ................................................................................................................................... - 49 -

TABELA 3.3: GRANULOMETRIA DAS FRAÇÕES COLETADAS DO AGREGADO BASÁLTICO .......................................................................................... - 50 -

TABELA 3.4: DENSIDADE REAL DOS AGREGADOS BASÁLTICOS ................................................................................................................................... - 52 -

TABELA 3.5: FAIXA GRANULOMÉTRICA DE BGTC EMPREGADA NESTE ESTUDO E GRANULOMETRIAS OBTIDAS PARA OS AGREGADOS

GRANÍTICOS E BASÁLTICOS .................................................................................................................................................................................... - 53 -

TABELA 3.6: PARÂMETROS UTILIZADOS NO CONTROLE DE QUALIDADE DO ENSAIO DE MÓDULO DINÂMICO ..................................................... - 67 -

TABELA 4.1: UMIDADE ÓTIMA E MASSA ESPECÍFICA SECA MÁXIMA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS .................................................. - 71 -




TABELA 4.2: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA NA UMIDADE ÓTIMA PARA AGREGADOS GRANÍTICOS ................ - 74 -

TABELA 4.3: UMIDADE ÓTIMA E MASSA ESPECÍFICA SECA MÁXIMA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS .................................................. - 76 -

TABELA 4.4: RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES AOS 28 DIAS DE CURA NA UMIDADE ÓTIMA PARA AGREGADOS BASÁLTICOS ................ - 79 -

TABELA 4.5: RCS MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS .......................................................................................................................... - 83 -

TABELA 4.6: RCS MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS .......................................................................................................................... - 84 -

TABELA 4.7: RT MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ............................................................................................................................ - 88 -

TABELA 4.8: RT MÉDIA DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS ............................................................................................................................ - 89 -

TABELA 4.9: MR MÉDIO DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ........................................................................................................................... - 94 -

TABELA 4.10: MR MÉDIO DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS ........................................................................................................................ - 95 -

TABELA 4.11: MD MÉDIO COM CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 25HZ, 10HZ E 1HZ DA BGTC COM AGREGADOS GRANÍTICOS ......... - 98 -

TABELA 4.12: MD MÉDIO COM CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 25HZ, 10HZ E 1HZ DA BGTC COM AGREGADOS BASÁLTICOS ......... - 99 -

TABELA 5.1: EXPERIMENTOS FATORIAIS ESTABELECIDOS PARA O ESTUDO .......................................................................................................... - 108 -

TABELA 5.2: RESULTADOS DA ANOVA PARA A RCS ............................................................................................................................................... - 109 -

TABELA 5.3: RESULTADOS DA ANOVA PARA A RT ................................................................................................................................................. - 113 -

TABELA 5.4: RESULTADOS DA ANOVA PARA O MR ................................................................................................................................................ - 117 -

TABELA 5.5: RESULTADOS DA ANOVA PARA O MD NA FREQUÊNCIA DE 25HZ ................................................................................................. - 121 -

TABELA 5.6: RESULTADOS DA ANOVA PARA O MD COM CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 10HZ ......................................................... - 124 -

TABELA 5.7: RESULTADOS DA ANOVA PARA O MD COM CARREGAMENTO NA FREQUÊNCIA DE 1HZ ............................................................ - 125 -




LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS

AASHTO - American Association of State Highways and Transportation Officials

A/C - Relação água cimento

ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas

ACI - American Concrete Institute

ANOVA - Análise de variância

AUSTROADS - Associação Australiana de Agências Rodoviárias, Transporte e Tráfego

BGS - Brita graduada simples

BGTC - Brita graduada tratada com cimento

CCR - Concreto compactado com rolos

CP - Corpo de prova

CTB - Cement-Treated Base Course

DER - Departamento de Estradas de Rodagem

DERSA - Desenvolvimento Rodoviário S/A

DNIT - Departamento Nacional de Infraestruturas de Transportes

DOT - Department of Transportation

E - Módulo de elasticidade

E* - Módulo complexo

FFRC - Free-free resonant column

GC - Grau de compactação

LCPC - Laboratoire central des Ponts et Chaussées

LVDT - Linear Variable Differential Transformer

MD - Módulo dinâmico

MES - Massa específica seca

MESmax - Massa específica seca máxima

MR - Módulo de resiliência

N - Número de solicitações do eixo padrão rodoviário de 8,2tf

NITRR - National Institutee for Transport and Road Research

PCA - Portland Cement Association

pH - Potencial Hidrogênio

RCS - Resistência à compressão simples

RT - Resistência à tração

SC - Solo cimento

TRRL - Transportation Road Research Laboratory

UTM - Universal Testing Machine

Wot - Umidade ótima




SUMÁRIO

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

1.1. ANTECEDENTES ...................................................................................................................................................................................... - 12 -

1.2. OBEJTIVOS ......................................................................................................................................................................................................... - 13 -

1.2.1. Objetivo Principal .................................................................................................................................................................................... - 13 -

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

1.3. ORGANIZAÇÃO DO RELATÓRIO ............................................................................................................................................................... - 14 -

2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO ...................................................................... - 15 -

2.1. GENERALIDADES ............................................................................................................................................................................................ - 15 -

2.2. BREVE HISTÓRICO ......................................................................................................................................................................................... - 15 -

2.3. FAIXA GRANULOMÉTRICA ......................................................................................................................................................................... - 17 -

2.4. DOSAGEM ........................................................................................................................................................................................................... - 22 -

2.5. PROPRIEDADES MECÂNICAS DA BGTC ................................................................................................................................................. - 26 -

2.5.1. Resistência à compressão simples .................................................................................................................................................... - 27 -

2.5.1.1. Influência do conteúdo de cimento Portland ............................................................................................................................ - 28 -

2.5.1.2. Influência do tipo de cimento Portland ...................................................................................................................................... - 30 -

2.5.1.3. Influência do tipo de agregados e granulometria .................................................................................................................. - 31 -

2.5.1.4. Influência da cura ................................................................................................................................................................................ - 33 -

2.5.1.5. Influência da compactação .............................................................................................................................................................. - 36 -

2.5.2. Resistência à tração ............................................................................................................................................................................... - 38 -

2.5.3. Resistência à flexão ................................................................................................................................................................................ - 41 -

2.5.4. Módulo de resiliência ............................................................................................................................................................................. - 43 -

3. MATERIAIS E MÉTODOS ......................................................................................... - 48 -

3.1. MATERIAIS ......................................................................................................................................................................................................... - 48 -

3.1.1. Agregados graníticos ............................................................................................................................................................................. - 48 -

3.1.1.1. Granulometria ...................................................................................................................................................................................... - 48 -

3.1.1.2. Desgaste por abrasão ......................................................................................................................................................................... - 49 -

3.1.1.3. Densidade real dos agregados ........................................................................................................................................................ - 49 -

3.1.2. Agregados basálticos ............................................................................................................................................................................. - 50 -

3.1.2.1. Granulometria ...................................................................................................................................................................................... - 50 -

3.1.2.2. Desgaste por abrasão ......................................................................................................................................................................... - 51 -

3.1.2.3. Densidade real dos agregados ........................................................................................................................................................ - 51 -

3.1.3. Cimento Portland .................................................................................................................................................................................... - 52 -

3.1.4. Composição granulométrica da BGTC ............................................................................................................................................ - 52 -




3.2. MÉTODOS ........................................................................................................................................................................................................... - 53 -

3.2.1. Compactação Proctor ............................................................................................................................................................................ - 54 -

3.2.2. Ensaio de compressão simples ........................................................................................................................................................... - 56 -

3.2.3. Ensaio de compressão diametral estática ..................................................................................................................................... - 59 -

3.2.4. Ensaio de compressão diametral cíclica ........................................................................................................................................ - 60 -

3.2.5. Ensaio de compressão axial cíclico .................................................................................................................................................. - 63 -

4. RESULTADOS DO PROGRAMA LABORATORIAL .............................................. - 69 -

4.1. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO ....................................................................................................................................................................... - 69 -

4.1.1 BGTC com Agregados Graníticos ........................................................................................................................................................ - 69 -

4.1.2. BGTC com agregados basálticos ....................................................................................................................................................... - 75 -

4.1.3. Comparativo entre a BGTC com agregados graníticos e a BGTC com agregados basálticos .................................. - 80 -

4.2. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES .............................................................................................................................................. - 82 -

4.3. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL .......................................................................................................... - 87 -

4.4. MÓDULO DE RESILIÊNCIA DIAMETRAL ............................................................................................................................................... - 93 -

4.5. MÓDULO DINÂMICO ...................................................................................................................................................................................... - 97 -

5. ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS .................................................... - 108 -

5.1. ANÁLISE DE VARIÂNCIA DOS PARÂMETROS ESTUDADOS....................................................................................................... - 109 -

5.1.1. Resistência á compressão simples ................................................................................................................................................. - 109 -

5.1.2. Resistência à tração por compressão diametral ...................................................................................................................... - 112 -

5.1.3. Módulo de resiliência diametral ..................................................................................................................................................... - 116 -

5.1.4. Módulo dinâmico .................................................................................................................................................................................. - 120 -

5.2. MODELAGEM DOS PARÂMETROS MECÂNICOS.............................................................................................................................. - 127 -

5.2.1. Modelos para estimar a resistência à compressão simples (RCS) .................................................................................... - 127 -

5.2.2. Modelos para estimar a resistência à tração (RT) .................................................................................................................. - 130 -

5.2.3. Modelos para estimar o módulo de resiliência (MR) ............................................................................................................. - 133 -

5.2.3. Modelos para estimar o módulo dinâmico (MD) ..................................................................................................................... - 139 -

6. CONCLUSÕES ................................................................................................................. - 145 -

6.1. ENSAIOS LABORATORIAIS....................................................................................................................................................................... - 145 -

6.2. INFLUÊNCIA DOS FATORES AVALIADOS .......................................................................................................................................... - 146 -

6.3. MODELOS PROPOSTOS .............................................................................................................................................................................. - 148 -

6.4. CONCLUSÕES FINAIS .................................................................................................................................................................................. - 149 -

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. - 150 -




1. INTRODUÇÃO

O pavimento é uma estrutura de várias camadas de espessuras finitas, construída sobre a superfície

final de terraplenagem, destinada técnica e economicamente a resistir aos esforços oriundos do

tráfego de veículos e do clima e a propiciar aos usuários melhoria nas condições de rolamento, com

conforto, economia e segurança (BERNUCCI et al. 2008).

Os pavimentos flexíveis, em geral associados aos pavimentos com revestimentos asfálticos, são

compostos por camada superficial asfáltica (revestimento), apoiada sobre camadas de base, de sub-

base e de reforço de subleito, constituídas por materiais granulares, solos ou misturas de solos.

Para o Manual de Pavimentação do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes

(DNIT, 2006), de acordo com os materiais constituintes das diversas camadas da estrutura dos

pavimentos, estes podem ser classificados como:

a) Flexíveis: nos casos em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o

carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente

equivalentes entre as camadas;

b) Semi-Rígidos: caracteriza-se por uma base cimentada por algum aglutinante com

propriedades cimentícias;

c) Rígidos; aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às camadas

inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento

aplicado.

Especificamente, diversos autores têm empregado a terminologia de pavimentos semi-rígidos para

aquelas estruturas que apresentam um revestimento asfáltico e que possuam em sua base ou sub-

base materiais cimentados, usualmente submetida a esforços de tração.

Essas bases ou sub-bases cimentadas têm sido frequentemente utilizadas na construção de

pavimentos para atender ao crescimento do tráfego, das cargas por eixo e da pressão de

enchimento de pneus. A adição de cimento em base granular induz a um ganho estrutural, já que o

pavimento é alterado de flexível para semi-rígido (YODER E WITCZAK, 1975). A experiência tem




mostrado que a resistência maior dos materiais cimentados propicia espessuras de bases mais

delgadas ao pavimento semi-rígido e uma melhor distribuição de tensões ao subleito (BALBO,

2007).

Além disso, a presença da camada cimentada reduz as tensões de tração da camada asfáltica,

permitindo a redução da espessura de material asfáltico, em comparação à espessura requerida

para um pavimento flexível convencional equivalente (SUZUKI, 1992).

1.1. ANTECEDENTES

A brita graduada tratada com cimento (BGTC) é bastante utilizada, principalmente em pavimentos

de vias de alto volume de tráfego. A BGTC pode ser definida como o produto resultante da mistura,

em usina, de pedra britada, cimento Portland, água e, eventualmente, aditivos, em proporções

determinadas experimentalmente. Após misturação, compactação e cura, a mistura adquire

propriedades físicas específicas para atuar como camada de base ou sub-base de pavimentos.

No país o uso da BGTC começou a ser mais difundido no final da década de 1970. Esse material é

empregado geralmente como base de revestimentos betuminosos, porém também é empregada

como base de pavimentos intertravados ou sub-base de pavimentos de concreto.

A Companhia de Desenvolvimento Rodoviário S.A. (DERSA), no Estado de São Paulo, utilizou nas

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

Na década de 1990, passou a empregar a BGS como base e a BGTC como sub-base em pavimentos

asfálticos, denominados neste caso de pavimentos semi-rígidos invertidos ou “estrutura sanduíche”

(BERNUCCI et al. 2008).

Em princípio, a BGTC pode ser enquadrada como uma brita graduada simples (BGS) com a adição

de cimento na proporção de 3 a 5% em peso (ABNT NBR 12261/1991; DER-SP ET-DE-

P00/009/2005). Essas normas recomendam o emprego de energia intermediária de compactação e

um controle de campo para aplicar a mistura com umidade oscilando entre -2,0% e +1,0% com

relação à umidade ótima; e grau de compactação de 98% até 102%, com relação à massa específica

seca máxima. Em contrapartida, a experiência da PMSP indica a utilização destes materiais, para

agregados de gênese granito/gnaisse, na energia modificada e com teor de 2% abaixo da umidade

ótima (IP-08 – PMSP).




No Brasil existem poucos estudos que tenham explorado as propriedades mecânicas da BGTC,

principalmente com relação ao Módulo de Resiliência (MR) dessas misturas. Esse parâmetro é

muito utilizado para o dimensionamento e verificação mecanicista das estruturas de pavimento,

por isso é importante ampliar os estudos relacionados à rigidez desse material.

Sabe-se que o teor de umidade e energia de compactação são parâmetros que influenciam

diretamente na rigidez dos materiais utilizados na construção de pavimentos. Assim, a avaliação da

influência desses parâmetros é fundamental para caracterizar adequadamente os materiais no

dimensionamento das estruturas.

Também o teor de cimento Portland na BGTC afeta diretamente a rigidez da mistura assim como os

parâmetros de resistência à compressão simples (RCS) e resistência à tração (RT). Na elaboração

dos projetos de mistura, busca-se, além da composição do material para adequação das faixas

granulométricas, o teor de cimento ideal de para atender os parâmetros de resistência indicados

pelo projetista. Dessa maneira, o estudo de BGTC com diversos teores de cimento é muito

importante para determinar o teor ótimo e poder obter benefícios técnicos e econômicos.

1.2. OBEJTIVOS

1.2.1. Objetivo Principal

O objetivo principal desta pesquisa foi avaliar a influência do teor de cimento Portland, teor de

umidade, tempo de cura, energia de compactação e a fonte do agregado mineral nos parâmetros

mecânicos da brita graduada tratada com cimento.

1.2.2. Objetivos Específicos

Foi desenvolvido um programa laboratorial para avaliar a influência desses fatores nos parâmetros

mecânicos de:

a) Resistência à compressão simples (RCS);

b) Resistência à tração (RT);

c) Módulo de Resiliência (MR);

d) Módulo Dinâmico (MD).




Após a execução desses ensaios foi realizada uma análise estatística para determinar a significância

dos fatores selecionados nos parâmetros avaliados.

1.3. ORGANIZAÇÃO DO RELATÓRIO

Este relatório está dividido em cinco capítulos incluindo esta introdução (Capítulo 1). No capítulo 2

é realizada uma revisão bibliográfica de artigos e publicações relacionadas à BGTC no Brasil e no

exterior. O objetivo principal foi analisar pesquisas que tenham avaliado também o efeito dos

fatores estudados nesta investigação e identificar os métodos de ensaios comumente empregados.

No Capítulo 3 é realizada uma descrição das características dos materiais selecionados para este

estudo. Também nesse capítulo são descritas as metodologias de ensaios empregados no programa

laboratorial para avaliar o comportamento mecânico da BGTC.

Os resultados obtidos no programa laboratorial são mostrados no Capítulo 4, onde também são

realizadas observações de comportamento e tendências em função dos fatores avaliados neste

estudo.

No Capítulo 5 apresenta-se a análise estatística dos resultados por meio da qual foram definidos os

fatores significativamente influentes nos parâmetros mecânicos avaliados. Nesse capítulo são

apresentados também modelos para estimar a RCS, RT, MR e MD em função das variáveis

selecionadas no programa laboratorial.

Finalmente o Capítulo 6 apresenta as principais conclusões realizadas neste estudo, com relação

aos ensaios utilizados, aos resultados obtidos e às análises estatísticas.




2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO

2.1. GENERALIDADES

A brita graduada tratada com cimento pode ser definida de diversas formas. De acordo com o DER-

SP ET-DE-P00/009, por exemplo, a BGTC é produto resultante da mistura, em usina, de pedra

britada, cimento Portland, água e, eventualmente, aditivos, em proporções determinadas

experimentalmente. Após a mistura, compactação e cura, a mistura adquire propriedades físicas

específicas para atuar como camada de base ou sub-base de pavimentos.

Na definição do DERSA ET-00/040, a BGTC é o produto endurecido resultante de uma mistura

homogênea, compactada, de pedra britada, cimento e água, em proporções determinadas

experimentalmente, que cumpre certos requisitos de qualidade, como a resistência à compressão

simples e a resistência à tração no ensaio de compressão diametral.

Para Balbo (2007), a BGTC compreende uma mistura de agregados do tipo BGS (brita graduada

simples) com uma pequena quantidade de cimento Portland. De acordo com esse autor, materiais

com essa natureza, embora apresentem rigidez elevada, apresentam também uma heterogeneidade

e a presença de vazios não preenchidos por cimento muito expressivos.

De modo geral, pode-se definir a BGTC neste estudo como a associação de agregado mineral,

cimento Portland, aditivos e água, em proporções determinadas experimentalmente, que atende

certos requisitos de qualidade. Essa mistura de materiais pode ser uniformemente espalhada sobre

uma superfície previamente preparada, resultando uma mistura homogênea, compactada, e rígida.

2.2. BREVE HISTÓRICO

Desde a época dos romanos, diversos aglomerantes foram utilizados pelo homem na estabilização

de estradas, que foram peça fundamental no desenvolvimento dessa civilização. Contudo, apenas no

século XX foram alcançados os maiores avanços na execução e estabilização de solos com

aglomerantes para constituir camadas estruturais de pavimentos.

Pode-se afirmar que a BGTC tem suas origens na estabilização de solos com adição de cimento, com

estudos metódicos na década de 1910 a 1920. Na Inglaterra, no ano de 1917, Brooke Bradley




empregou com sucesso uma mistura de cimento com solos argilosos na construção de estradas

daquele país. Apesar dos excelentes resultados, a técnica não foi utilizada por muito tempo.

Nos Estados Unidos, o emprego de solo cimento incrementou-se a partir da patente de uma mistura

de solo com cimento chamada Soilamies, atribuída a Joseph Hay Amies em 1917. O esforço conjunto

da Portland Cement Associaton (PCA), do Bureu of Public Roads e do Highway Department of

Transportation of South Carolina contribuiu ao desenvolvimento tecnológico da estabilização de

solos com cimento, por meio da construção de diversos trechos experimentais de estradas nas

décadas de 1930 e 1940.

A técnica de estabilizar o material pétreo com cimento Portland e a execução de bases de

pavimentos em concreto magro compactado teve sua primeira especificação publicada em 1944 no

Reino Unido. Essa técnica foi difundida amplamente pela Europa, principalmente na Holanda e

Bélgica na década de 1950 e no Leste Europeu na década de 1960. Assim, nesse período a técnica

teve seu uso consagrado, apesar das diversas dificuldades encontradas em sua aplicação, que

paulatinamente se tornaram objeto de estudos para a superação dos problemas ocorridos, (BALBO,

2002).

A Portland Cement Association, na década de 1970, utilizou a expressão de agregado tratado com

cimento para diferenciar a BGTC do tradicional solo estabilizado com cimento (SC). Para isso, esse

organismo definiu uma faixa granulométrica que deveria ser atendida para obter um material com

qualidade, (BALBO, 2002). Na Figura 2.1 é apresentada uma ilustração utilizada por Luhr (2007)

para diferenciar o concreto compactado com rolos (CCR), da brita graduada tratada com cimento

(BGTC) e do solo-cimento (SC).




Figura 2.1: Corpos de prova de concreto compactado com rolos (CCR), brita graduada tratada com cimento (BGTC) e solo-cimento (SC) (FONTE: LUHR, 2007)

Na Austrália, o cimento também tem sido bastante utilizado como agente estabilizador desde a

década de 1950. Durante os anos 1960 foram construídos diversos trechos de rodovias por meio da

estabilização in situ. A experiência acumulada até os dias de hoje, tem demonstrado o elevado

potencial dessa técnica para atender a demanda do elevado volume de tráfego na Austrália (YEO et

al 2011).

No Brasil o uso da BGTC começou a ser mais difundido no final da década de 1970. Esse material

tem sido empregado geralmente como base de revestimentos betuminosos, porém também tem

sido empregado como base de pavimentos intertravados ou sub-base de pavimentos de concreto.

2.3. FAIXA GRANULOMÉTRICA

A faixa granulométrica utilizada para bases do tipo BGTC varia de acordo com o órgão rodoviário

que especifica a execução desse material. No Estado de São Paulo, onde começou a ser utilizada

BGTC no Brasil, o Departamento de Estradas e Rodagem do Estado (DER-SP) e o Desenvolvimento

Rodoviário S/A (DERSA) do Governo do Estado de São Paulo, especificam as faixas granulométricas

apresentadas na Tabela 2.1. Essas faixas são ilustradas também na Figura 2.2 e pode-se verificar

que a granulometria descrita pelo DER-SP e pelo DERSA é praticamente a mesma.




Tabela 2.1: Faixa granulométrica de BGTC especificada pelo DER-SP e pelo DERSA

Diâmetro dos Grãos (mm)

DER-SP DERSA

Limite Inferior

Limite Superior

Limite Inferior

Limite Superior

37,5 100 100 - -

32,0 - - 100 100

25,4 90 100 95 100

19,1 75 95 75 94

9,5 45 64 45 64

4,8 30 45 30 45

2,00 18 33 - -

1,20 - - 15 28

0,60 - - 10 20

0,42 7 17 - -

0,300 - - 5 15

0,180 1 11 - -

0,150 - - 0 10

0,075 0 8 - -

Figura 2.2: Faixa Granulométrica de BFTC especificada pelo DER-SP e pelo DERSA

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00

% P

ass

an

te

Diâmetro das Partículas (mm)

DERSA (INF)

DERSA (SUP)

DER-SP (INF)

DER-SP (SUP)




O Departamento de Estradas e Rodagem do Estado de Paraná (DER-PR) especifica a possibilidade

de utilizar três gradações de BGTC, desde uma mais grossa (Faixa 1), passando por uma

intermediária (Faixa 2) até uma mais fina (Faixa 3), conforme apresentado na Tabela 2.2 e ilustrado

na Figura 2.3.

Tabela 2.2: Faixa granulométrica de BGTC especificada pelo DER-PR

Diâmetro dos Grãos

(mm)

DER-PR (Faixa 1) DER-PR (Faixa 2) DER-PR (Faixa 3)

Limite Inferior

Limite Superior

Limite Inferior

Limite Superior

Limite Inferior

Limite Superior

37,5 90 100 100 100 100 100

25,4 - - - - 100 100

19,1 50 85 60 95 88 100

9,5 35 65 40 75 55 75

4,8 25 45 25 60 41 56

2,00 18 35 15 45 30 44

0,42 8 22 8 25 15 25

0,18 - - - - - -

0,075 3 9 2 10 2 7

Figura 2.3: Faixa Granulométrica de BGTC especificada pelo DER-PR

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00

% P

ass

an

te


Faixa 1 (SUP) Faixa 1 (INF) Faixa 2 (SUP) Faixa 2 (INF) Faixa 3 (INF) Faixa 3 (SUP)




A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT, 1990), também especifica duas faixas de

trabalho (A e B) para a BGTC. Na Figura 4 são apresentadas essas faixas granulométricas além de

uma faixa usualmente utilizada na Europa (EUR), segundo BALBO (2002).

Figura 2.4: Faixa Granulométrica de BGTC (BALBO, 2002)

Nos Estados Unidos de América a brita graduada tratada com cimento (BGTC) pode-se enquadrar

como “cement treated base course” (CTB). De acordo com o Circular Consultivo do U.S. DOT (2013),

no seu Item 304, esse material é também composto por agregado mineral e cimento, misturados

uniformemente com água. De acordo com esse documento, os agregados devem apresentar

tamanho máximo nominal de 25mm e se enquadrar nas faixas granulométricas apresentadas na

Tabela 2.3.




Tabela 2.3: Faixa Granulométrica da BGTC ou CTB, de acordo à U.S. DOT (2013)

Diâmetro dos Grãos (mm)

USDOT (A) USDOT (B)

Limite Inferior

(%)

Limite Superior

(%)

Limite Inferior

(%)

Limite Superior

(%)

50,0 100 100 100 100

4,8 45 100 55 100

1,8 37 80 45 100

0,45 15 50 25 80

0,21 0 25 10 35

As faixas granulométricas U.S. DOT (2013) da Tabela 2.3 são ilustradas na Figura 2.5. Nota-se que a

U.S. DOT apresenta a possibilidade de utilizar uma granulometria mais graúda, no caso da Faixa A

ou uma mais miúda, no caso da Faixa B. Em ambos os casos nota-se que as especificações não são

tão exigentes como as faixas de órgãos brasileiros.

Figura 2.5: Faixa Granulométrica da BGTC ou CTB, de acordo à U.S. DOT (2013)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00

% P

ass

an

te


Faixa A (INF)

Faixa A (SUP)

Faixa B (INF)

Faixa B (SUP)




2.4. DOSAGEM

A dosagem da BGTC consiste em determinar experimentalmente o teor de cimento Portland e o

conteúdo ótimo de água, para atender a certos critérios de resistência e qualidade. Assim, no meio

internacional e nacional, existem normativas para efetuar essa dosagem.

A ABNT-NB-1344 (1991), por exemplo, recomenda iniciar a compactação Proctor na energia

intermediária em corpos de prova (CPs) com 4% de cimento em massa, para determinar a massa

específica aparente seca máxima (MESmax) e a umidade ótima (Wot). Após determinação desses

parâmetros, a norma recomenda moldar três CPs de 15x30cm na umidade ótima, três CPs na

Wot+1,0% e mais três CPs na Wot-1,0%.

Os CPs moldados são ensaiados à compressão simples após 7 dias de cura e o valor da resistência

média admissível à compressão simples (RCS) deve se situar no intervalo de 3,5MPa a 8,0MPa. No

caso em que essa condição for atendida, determina-se o teor de cimento utilizado como o

necessário para estabilizar a brita graduada, na forma de brita graduada tratada com cimento. Se a

RCS não se enquadrar no intervalo recomendado, deve se realizar novamente a dosagem completa

utilizando um novo teor de cimento.

Balbo (1993) propõe uma formulação para preparação da BGTC que possibilita a busca de

melhores propriedades para o material em termos de resistências e módulo de deformação para

um menor consumo de cimento, uma vez que o teor de umidade da mistura (relação A/C) é um

fator muito condicionante para o ganho de resistência da BGTC.

Segundo Balbo (2002), as especificações nacionais não fazem menção a esta peculiaridade da

mistura. Contudo, face às conclusões inferidas a partir de estudos experimentais, é extremamente

aconselhável que o teor de umidade seja objeto de dosagem da mistura, o que BALBO (2002)

considera da seguinte maneira:

1. Proceder, inicialmente, à dosagem por teor de cimento em peso, para valores entre 3 % e

5%, como recomenda a ABNT;

2. Através de ensaios estáticos aos 7 ou 28 dias de idade dos corpos de prova, selecionar o teor

de cimento que permita o maior ganho de resistência para a BGTC;




3. Para o teor de cimento escolhido, realizar dosagem complementar quanto ao teor de

umidade da mistura, variando-se o mesmo entre a umidade ótima de compactação e 2,0 %

abaixo desta umidade de referência;

4. Por meio de ensaios estáticos aos 7 ou 28 dias de idade dos corpos de prova, dosados quanto

ao teor de umidade, selecionar o teor de umidade que conduza ao maior ganho de

resistência, quando se utiliza o cimento Portland comum.

5. Se o projeto já especifica uma dada resistência, é possível pelo procedimento descrito, ou

seja, controlando-se consumo de cimento e teor de umidade, encontrar o consumo de

cimento mais econômico para se atingir a resistência especificada.

Balbo (2002) completa afirmando que, em obras de pequena responsabilidade, quando não for

viável a elaboração de um completo estudo de dosagem (projeto da mistura), pode ser elaborada a

mistura com teor de umidade de 1,0% abaixo daquela de referência (umidade ótima de

compactação), fixando-se o consumo de cimento entre 3,0 e 4,0% em peso.

Para Balbo (2002), o procedimento de dosagem complementar quanto ao teor de umidade

garantirá o melhor aproveitamento possível das misturas de BGTC. O autor ainda ressalta que no

caso dos materiais estabilizados com cimento, para sua a completa hidratação seriam requeridos

tão somente 20% de seu peso em água.

Nos Estados Unidos da América, o Circular Consultivo do U.S. DOT (2013), no seu Item 304

“Cement-Treated Base Course” (CTB) também apresenta recomendações para a mistura da BGTC,

para seu emprego principalmente em pistas de aeroportos. Para essa agência, os corpos de prova

de BGTC devem ser compactados para execução do ensaio de compressão simples. Nesse ensaio, a

mistura de BGTC deve apresentar resistência de 3,45MPa até 6,9MPa após 7 dias de cura dos CPs, e

a máxima resistência alcançada aos 28 dias de cura não deve exceder de 7, 9MPa.

De acordo com a especificação do Departamento de Transportes de Oklahoma OHD L-53, misturas

do tipo BGTC contém usualmente de 3% até 5% de cimento com uma relação água cimento (A/C)

de 0,75 até 1,25. Nessa normativa, também se faz referência do parâmetro de RCS como critério

para determinação do teor de cimento na BGTC. Misturas com resistência à compressão simples de

5,5 até 6,9MPa, aos 28 dias de cura dos CPs, atendem nessa especificação.




A normativa do DOT de Oklahoma faz ênfase da possibilidade de utilizar cinzas volantes nas

misturas do tipo BGTC. Também nessa especificação salienta-se que as misturas devem conter

apenas a quantidade suficiente de argamassa para preencher os vazios deixados pelos agregados

graúdos. Argamassa em excesso elimina o contato entre as partículas mais grossas e a falta de

argamassa não possibilita o preenchimento dos vazios reduzindo a resistência da mistura final, em

ambos casos.

Na Austrália, a Austroads também recomenda o emprego do parâmetro de resistência à

compressão simples (RCS) para determinar o teor de cimento Portland na mistura de BGTC, devido

à sua simplicidade. Segundo Yeo et al. (2011), esse parâmetro não é útil no dimensionamento de

pavimentos, mas, pode ser associado a outras propriedades da BGTC, como por exemplo à

resistência à cisalhamento da matriz de cimento. Além disso, a RCS é o parâmetro usualmente

utilizado para diferenciar diversos materiais estabilizados com cimento, como mostra a Tabela 2.4.

Tabela 2.4: Classificação de materiais de acordo ao valor de resistência obtido no ensaio de compressão simples (FONTE: Yeo et al. 2011)

Classificação Resistência à Compressão Simples (MPa)

Modificado 0,70 até 1,50

Levemente Cimentado (estabilizado)

1,50 até 3,00

Cimentado (estabilizado) Maior a 3,00

Concreto magro 6,00 até 15,00

Concreto convencional Maior a 20,00

A Austroads (1998) propõe outra classificação dos materiais estabilizados com cimento,

apresentada na Tabela 2.5, para sua aplicação em pavimentação. Nessa Tabela além deve ser

utilizado o parâmetro RCS aos 28 dias de cura para diferenciar os materiais, também é apresentada

uma estimativa do módulo na flexão utilizado em dimensionamento de pavimentos.




Tabela 2.5: Classificação de materiais estabilizados com cimento em pavimentação (AUSTROADS, 1998)

Classificação Resistência à Compressão

Simples (MPa)

Módulo na Flexão (MPa)

Modificado < 1,0

Levemente Cimentado 1,0 até 4,0 1.500 até 3.000

Fortemente Cimentado > 4,0

Yeo et al. (2011) propõem também um gráfico, adaptado de Thom (2010) e PCA (2005)

apresentado na Figura 2.6 para definir o teor de cimento Portland e água na mistura de brita

graduada simples (BGTC).

Figura 2.6: Gráfico para projeto de misturas de materiais cimentados (FONTE: YEO ET AL. 2011)




Da Figura 2.6 pode se afirmar que, a quantidade de cimento e a quantidade de água, são as

principais características que diferenciam a BGTC de um concreto convencional, e que levam a uma

resistência inferior nos materiais utilizados em pavimentação, (YEO et al. 2011).

2.5. PROPRIEDADES MECÂNICAS DA BGTC

As características de resistência mecânica da brita graduada tratada com cimento são resultado da

contribuição de duas fases, a fase do esqueleto granular compactado e a fase da matriz cimentada. A

fase do esqueleto granular determina a estabilidade mecânica da BGTC sob carregamento e a fase

da matriz cimentada governa a resistência de ligação entre as partículas.

Segundo XUAN (2012), o esqueleto granular é influenciado principalmente pelo tipo de agregado, a

granulometria e o grau de compactação. Já a fase da matriz cimentada depende do teor de cimento,

conteúdo de finos, tempo e condições de cura. A Figura 2.7, adaptada da Tese de Doutorado desse

autor, mostra a influência desses fatores na resistência mecânica da BGTC.

Figura 2.7: Influência nas fases esqueleto granular e matriz cimentada. FONTE: XUAN (2012)

Usualmente, as características de resistência mecânica da BGTC são associadas à resistência à

compressão simples, obtida de forma estática, devido à simplicidade do ensaio. Para o

dimensionamento das estruturas de pavimentos também são necessários os parâmetros de módulo

de resiliência e resistência na flexão ou à tração do material. Na continuação é realizada uma

revisão bibliográfica desses parâmetros, estudados por diversos autores.




2.5.1. Resistência à compressão simples

O ensaio de compressão axial simples em corpos de prova cilíndricos é utilizado comumente como

um indicador da qualidade de resistência da BGTC. Por exemplo, os critérios de dosagem utilizados

no Brasil estabelecem valores de resistência à compressão simples (RCS) aos 7 ou 28 dias de cura

para determinar o teor de cimento a ser utilizado na mistura. A NB 1344 indica que o conteúdo de

cimento utilizado deve ser tal que, no ensaio de compressão simples sejam obtidos valores de RCS

de no mínimo 3,5MPa e no máximo 8,0MPa. Posteriormente, a NBR-5769 manteve o valor mínimo

de 3,5MPa, mas reduziu o valor máximo de RCS até 6,2MPa, aos 28 dias de cura.

Historicamente, no mundo inteiro também tem sido empregado o parâmetro de RCS para

determinar o teor de cimento em materiais rodoviários estabilizados com cimento Portland. Na

década de 1960 na Califórnia (Estados Unidos) se exigia um valor de RCS mínimo de 5,8 MPa aos

sete dias de cura, mas esse valor foi posteriormente reduzido até 5,15MPa, devido aos diversos

casos de trincamentos em rodovias naquele Estado.

No mesmo período, no Estado de Texas (Estados Unidos) utilizou-se o critério de obter no mínimo

valores de 4,8MPa de RCS. Contudo, milhares de quilômetros de rodovias construídas naquele

Estado mostraram deficiências e problemas devido ao trincamento excessivo. Essa experiência

insatisfatória motivou ao abandono do material cimentado como técnica construtiva rodoviária em

muitos distritos de Texas. Apenas nos últimos anos a técnica ressurgiu, devido às mudanças

significativas nos critérios de dosagem, focadas principalmente à redução dos valores de resistência

à compressão simples. Segundo Guthrie et al. (2002), apesar de que pequenos conteúdos de

cimento melhoram o desempenho de camadas cimentadas a longo prazo, ainda a comunidade

rodoviária concorda em que deve ser exigido um valor mínimo de resistência. Assim, o ensaio de

compressão simples ainda é o parâmetro mais referenciado como critério de dosagem de materiais

cimentados utilizados na construção de rodovias.

Outras agências também utilizam o ensaio de RCS para limitar os conteúdos de cimento na BGTC.

No Reino Unido o Transportation Road Research Laboratory (TRRL) limita os valores de RCS na

faixa de 1,7 até 2,7 MPa. A força aérea dos Estados Unidos exige no mínimo resistências de 2,0MPa

para materiais cimentados utilizados em obras daquela agência.




Diversos pesquisadores utilizaram este parâmetro na procura de estabelecer a influência de

diversos fatores na resistência da BGTC, listados na continuação:

Conteúdo de cimento Portland;

Tipo de cimento;

Tipo de agregados e granulometria;

Grau de compactação;

Tempo e condições de cura.

2.5.1.1. Influência do conteúdo de cimento Portland

É bem sabido que o cimento Portland é utilizado principalmente para incrementar as forças de

coesão e a resistência mecânica de materiais em geral. No caso da BGTC, tradicionalmente utilizam-

se teores que variam de 3 até 5% de cimento.

Burns et al (2006) avaliaram a influência do teor de cimento Portland na resistência à compressão

simples após sete dias de cura, para o Virginia Transportation Research Council. Esses

pesquisadores utilizaram teores de cimento de 3,0 até 6,0%, para três fontes de agregados,

(calcário, mica e diabásio) e ainda utilizaram na composição diversos teores de finos (4, 7, 10 e

14%). Independentemente da combinação de fonte de agregado e teor de finos, o incremento de

teor de cimento Portland nas misturas incrementou os valores da resistência de compressão

simples. A faixa de valores para 3% de cimento foi de 1,0 até 2,4MPa e para 6% de cimento variou

de 1,7 até 4,5MPa, para sete dias de cura, como mostra a Figura 2.8. Vale notar que os corpos de

prova utilizados nesse estudo tinham dimensões de 101,6mm de diâmetro e 116,4mm de altura, e

foram compactados na umidade ótima determinada no ensaio de Proctor na energia normal de

compactação.




Figura 2.8: Resistência à compressão simples aos 7 dias de cura para diversos teores de cimentos, com agregados de diversas fontes. FONTE: BURNS et al. (2006)

Segundo Sherwood (1968) apud Xuan (2012), pode ser determinada uma relação linear entre a

resistência à compressão simples e o teor de cimento utilizado na estabilização de materiais

granulares, como mostra a Figura 2.9, para 1 dia de cura e 1 ano de cura.

Figura 2.9: Resistência à compressão simples para diversos teores de cimentos e tempos de cura. FONTE: SHERWOOD (1968) apud XUANG (2012)

Lim e Zollinger (2003) também estudaram a estabilização de materiais granulares com 4% e 8% de

cimento Portland, para seu emprego em bases de pavimentos com alto volume de tráfego. Além, do




conteúdo de cimento também foram avaliadas as variáveis conteúdo de agregados graúdos e finos

na composição granulométrica, conforme mostra a Tabela 2.6.

Tabela 2.6: Variáveis utilizadas por Lim e Zollinger (2003) no estudo de materiais granulares cimentados

Variáveis Mínimo Máximo

Conteúdo de agregados graúdos (retidos na peneira de No. 4)

48% 58%

Conteúdo de agregados finos (retidos na peneira de No. 200)

5% 10%

Conteúdo de Cimento 4% 8%

Os resultados de Lim e Zollinger (2003) no ensaio de compressão simples, executado em corpos de

prova de 100mm de diâmetro e 200mm de altura, mostram que o incremento do teor de cimento de

4% a 8% promoveu um aumento da resistência, de 4,0MPa até 7,2MPa, aproximadamente. Os

autores afirmam que, dentre as variáveis estudadas, o teor de cimento é o parâmetro mais influente

na resistência à compressão simples.

2.5.1.2. Influência do tipo de cimento Portland

Diversos tipos de cimento Portland têm sido utilizados satisfatoriamente para estabilizar materiais

com finalidade rodoviária. Na África do Sul, o National Institute for Transport and Road Research

estudou o emprego de um cimento Portland comum e um cimento Portland de alto forno para

estabilização de areias (XUAN, 2012). No caso do cimento Portland convencional, o aumento da RCS

foi linear, conforme se incrementou o teor de cimento, enquanto que no cimento Porltand de alto

forno obteve-se um comportamento não linear, como é notado na Figura 2.10. Após 28 dias de cura,

a areia tratada com alto teor de cimento Portland de alto-forno apresentou maiores valores de

resistência, quando comparada com os resultados com cimento Portland comum.




Figura 2.10: Resistência à compressão simples de areias estabilizadas com dois tipos de cimento. FONTE: XUAN (2012)

2.5.1.3. Influência do tipo de agregados e granulometria

Balbo (1997) também estudou as características de resistência da BGTC à luz do ensaio de

compressão simples. Nesse estudo foram preparadas duas misturas de BGTC, uma com agregados

graníticos da região da cidade de São Paulo e a outra com agregados calcários da região de Hasli, na

Suíça. Em ambas misturas foi fixado o teor de cimento Portland de 4%.

A umidade ótima das misturas foi determinada em corpos de prova de 101,6mm de diâmetro e

117mm de altura, na energia de compactação modificada de acordo à AASHTO. Depois de

compactados, os corpos de prova foram cobertos por uma fina camada de pasta de cimento para

evitar irregularidades e corrigir o paralelismo das faces planas dos corpos de prova cilíndricos.

O teor de umidade utilizada na compactação dos corpos de prova foi em torno de 1,5% abaixo da

umidade ótima, para o granito foi em torno de 4% enquanto que na mistura com calcário a umidade

empregada foi de 5%. O valor superior no caso do calcário pode ser atribuído à maior absorção que

esse material apresenta. As amostras com agregados graníticos apresentaram valores de

resistência à compressão simples de 9,0 até 11,5MPa.

Burns et al (2006) também estudaram as características de resistência de agregados do tipo mica,

calcário, diabásio e granito, empregando o ensaio de compressão simples. A Figura 2.11 apresenta

os resultados de RCS desses materiais para teores de 3% até 6% cimento Portland e na Tabela 2.7




são apresentados os máximos e mínimos valores encontrados por esses pesquisadores. Nota-se que

os maiores valores de resistência foram obtidos para o granito, seguido do diabásio e o calcário, já a

mica é a que apresentou os menores valores de RCS.

Figura 2.11: Valores de resistência à compressão simples aos 7 dias de cura para diversos tipos de agregados, conteúdo de finos e teor de cimento Portland. FONTE: Burns et al (2006) adaptado por

Xuan (2012)

Tabela 2.7: Valores de resistência à compressão simples aos 7 dias de cura para diversas fontes de agregados FONTE: BURNS et al (2006)

Tipo de Agregado RCS (MPa)

Máximo Mínimo

Mica 0,9 2,4

Calcário 1,3 4,0

Diabásio 2,0 4,8

Granito 1,3 6,9

No estudo de Burns et al (2006) também foi determinado o pH dos agregados, com o intuito de

poder relacionar esse parâmetro com os valores de RCS. De acordo aos autores, o tipo de agregado

poderia ser ranqueado de acordo valor de pH, como mostra a Tabela 2.8, agregados com valor de

pH baixo, produziriam materiais estabilizados com cimento de resistência inferior. Esse

comportamento foi válido para os agregados estudados, com exceção do granito.




Tabela 2.8: pH dos agregados estudados por Burns et al (2006)

Tipo de Agregado pH

Mica 8,9

Calcário 9,0

Diabásio 9,3

Granito 9,2

Segundo Bell (1993), o tamanho dos agregados influencia a relação linear entre a RCS e o teor de

cimento. Na Figura 2.12 pode-se notar que o autor obteve resultados de resistência superiores em

solos graúdos, quando comparados com os valores de RCS de solos finos.

Figura 2.12: Influência do tamanho das partículas do solo e do teor de cimento na resistência á compressão simples aos 28 dias de cura. FONTE: BELL (1993)

2.5.1.4. Influência da cura

A cura é outro fator muito importante que afeta o desenvolvimento da resistência à compressão

simples em materiais estabilizados com cimento Portland.

Balbo (1997) avaliou a cura da brita graduada tratada com cimento após a compactação, para os

tempos de 7, 28 e 56 dias antes da execução do ensaio de compressão simples em corpos de prova

cilíndricos. Os resultados desses testes mostraram que o incremento do tempo de cura de 28 para




56 dias não incrementou significativamente a resistência da BGTC. Aos 28 dias de cura obteve-se

aproximadamente 97% da resistência registrada aos 56 dias de cura.

No estudo de Lim e Zollinger (2003), o parâmetro RCS foi determinado após cura dos corpos de

prova durante 1, 3, 7 e 28 dias. Conforme esperado, os maiores valores foram obtidos aos 28 dias de

cura. Os autores utilizaram os resultados para calibrar o modelo ACI Comittee 209, utilizado para

prever o valor de RCS em curtos tempos de cura a partir do valor de resistência obtido aos 28 dias

de cura. O American Concrete Institute (ACI) propõe o modelo da Equação 2.1, com a=4,0 e b=0,85

para concretos convencionais.

Equação 2.1

Onde: resistência à compressão simples no tempo t,

resistência à compressão simples de referência aos 28 dias de cura,

a, b coeficientes de calibração.

Lim e Zollinger (2003) propõem novos valores para os coeficientes calibração de a=2,5 e b=0,9,

para materiais granulares estabilizados com cimento, independentemente do tipo de agregados. Na

Figura 2.13 é apresentado o gráfico desenvolvido pelos autores com o novo modelo, a linha azul

ilustra a previsão de RCS utilizando os coeficientes obtidos no estudo e em linha vermelha tracejada

os coeficientes recomendados pela ACI. Nota-se que os valores obtidos com o modelo da ACI

tendem a serem inferiores.




Figura 2.13: Previsão da resistência á compressão simples. FONTE: LIM E ZOLLINGER (2003)

O NITRR (National Institute for Transport and Road Research), da República da África do Sul,

desenvolveu uma pesquisa para avaliar a estabilização de areia bem graduada e pedregulho com

3%, 5% e 7% de cimento Portland. Os tempos de cura avaliados nesse estudo foram até de 365 dias,

como pode se notar na Figura 2.14, antes de executar o ensaio de compressão simples. Nessa figura

verifica-se também que a resistência aumenta conforme o tempo de cura se incrementa e esse

aumento apresenta uma tendência linear na escala logarítmica.

Figura 2.14: Influência do tempo de cura na resistência à compressão simples. FONTE: NITTR (1986)




As características mecânicas dos materiais estabilizados com cimento em campo podem diferir

daquelas mensuradas em laboratório. Essa diferença pode ser atribuída às condições de cura

controladas em laboratório que usualmente não acontecem em campo. Por exemplo, uma alta

temperatura pode resultar em ganhos importantes em curtos períodos de tempo. A NITTR (1986)

também desenvolveu na sua pesquisa um gráfico para estimar a RCS em função da temperatura de

cura, mostrado na Figura 2.15. Nota-se que, nos testes realizados em corpos de prova curados

durante 7 dias, a resistência à compressão simples se incrementa conforme a temperatura de cura

se eleva. Esse fenômeno pode ser aproveitado em laboratório para simular em curtos tempos de

cura e elevadas temperatura a resistência que um material cimentado alcançaria em tempos de

cura maiores.

Figura 2.15: Influência da temperatura de cura no ganho de resistência. FONTE: NITRR (2006)

2.5.1.5. Influência da compactação

Os agregados que apresentam uma boa distribuição granulométrica facilitam a compactação e a

redução de vazios, obtendo assim, uma mistura cimentada com bom arranjo granular e estabilidade

mecânica superior. De modo geral, conforme a energia de compactação se incrementa, a massa

específica também aumenta, levando a valores de RCS superiores.

No estudo de Sherwood (1995) para estabilizar agregados de rochas ígneas (pórfiro) e cascalhos

com cimento Portland, concluiu-se que conforme se incrementa a massa específica seca, a




resistência à compressão simples aumenta, para todos os teores de cimento e umidade avaliados,

como mostra a Figura 2.16.

Figura 2.16: Resistência à compressão simples aos 7 dias em função da massa específica seca e umidade de compactação. FONTE: SHERWOOD (1995)

Na prática, a massa específica seca de uma mistura depende diretamente do grau de compactação.

Portanto, maior energia de compactação produzirá maior massa específica seca máxima e,

consequentemente, serão obtidas maiores resistências. É claro que é possível alcançar elevadas

resistências através do incremento do teor de cimento, contudo, é mais econômico obter valores de

RCS altos através de processos de compactação otimizados (XUAN, 2012).

Usualmente, no exterior, especifica-se o emprego da energia modificada de compactação para

agregados estabilizados com cimento, similares à BGTC. Sabe-se que em laboratório é

relativamente fácil alcançar 100% o grau de compactação, contudo em campo nem sempre é

possível. Assim, países como China, Reino Unido e África do Sul especificam o emprego de 97% da

massa específica seca máxima em campo, como é mostrado na Tabela 2.9.




Tabela 2.9: Exigências de resistência à compressão simples aos 7 dias de cura e grau de compactação em outros países. FONTE: XUAN (2012)

País Grau de Compactação

(G.C.)

Resistência à Compressão Simples aos 7 dias

(MPa)

África do Sul

100% Obtido na energia modificada

C1 C2

6 - 12 3 - 6

97% Obtido na energia modificada

4 - 8 2 - 4

Reino Unido 97% Obtido na energia

modificada

CBM1 CBM2

2,5 - 4,5 4,5 - 7,5

China 97% Obtido na energia

modificada

Base Sub-base

> 4 > 2 Nota: 1) C1 e C2 são materiais cimentados especificados na África do Sul

2) CBM1 e CBM2 são classificados com base na especificação Britânica

2.5.2. Resistência à tração

Os materiais estabilizados com cimento, dependendo da sua posição na estrutura do pavimento, são

submetidos a esforços de tração. Usualmente o ensaio de tração por compressão diametral (tração

indireta) em corpos de prova cilíndricos tem sido utilizado para caracterizar esta propriedade. Este

ensaio é prático, fácil e econômico para ser executado em quase qualquer laboratório de controle

tecnológico. A Figura 2.17 mostra um exemplo de execução desse ensaio, realizado por Yeo (2008).

Figura 2.17: Ensaio de compressão diametral. FONTE: Yeo (2008)

A Associação Australiana de Agências Rodoviárias, Transporte e Tráfego (AUSTROADS) também

têm estudado através de diversos projetos de pesquisa as características de resistência mecânica de




agregados pétreos estabilizados com cimento Portland, com características similares à BGTC. No

Relatório Técnico AP-T102/08, por exemplo, descreve-se a pesquisa desenvolvida para estudar

estes materiais em escala real através de simuladores de tráfego (HVS, heavy vehicle simulator),

como mostra a Figura 2.18.

Figura 2.18: Simulador de tráfego utilizado para o estudo das características mecânicas de materiais estabilizados com cimento Portland na Austrália. FONTE: AUSTROADS (2008)

AUSTROADS (2008) desenvolveu um estudo laboratorial com o objetivo de caracterizar as

propriedades mecânicas dos materiais utilizados na construção da pista experimental apresentada

na Figura 2.18. Foram estudadas duas fontes de agregados e os resultados de resistência à tração

indireta estão apresentados na Tabela 2.10, obtidos em amostras coletadas de campo e preparadas

também em laboratório.

Tabela 2.10: Resistência à tração indireta aos 28 dias de cura. FONTE: AUSTROADS (2008)

Agregados Teor de Cimento

(%)

Resistência à Tração Indireta (MPa)

Amostras de Laboratório

Amostra de Campo

Hornfels 3% 0,71 0,67

Siltstone 4% 0,81 0,68




Yuan et al (2010) estudaram o reaproveitamento de material fresado estabilizado com cimento

para seu emprego em bases de pavimentos. No estudo avaliaram misturas compostas por 100%,

75% e 50% de fresado, estabilizadas com 0%, 2%, 4% e 6%. O ensaio de compressão diametral de

corpos cilíndricos foi utilizado para determinação da resistência à tração (RT) das misturas

preparadas. Na Tabela 2.11 são apresentados os resultados desse estudo, nota-se que conforme é

reduzido o conteúdo de fresado na composição das misturas, os valores de resistência à tração

tendem a aumentar.

Tabela 2.11: Resistência à tração de misturas contendo material fresado estabilizadas com cimento. FONTE: YUAN et al (2010)

Teor de Cimento (%)

Conteúdo de Material Fresado

100% 75% 50%

2 0,12 0,20 0,28

4 0,30 0,45 0,53

6 0,48 0,63 0,74

Usualmente o parâmetro de resistência à tração não é utilizado como critério de dosagem de

materiais estabilizados com cimento. Contudo, estudos na República da África do Sul recomendam

os valores apresentados na Tabela 2.12.

Tabela 2.12: Valores de resistência à tração recomendados na África do Sul. FONTE: XUAN, 2011

Material Cimentado

Resistência à Tração mínimo (MPa)

C3 0,20

C4 0,12

No Catálogo Francês (LCPC, 2003) são apresentados valores típicos de resistência à tração no

ensaio trapezoidal para o material denominado grave cement (agregado cimento), que teria

características similares à BGTC. Na Tabela 2.13 são apresentados esses valores para os materiais

G2, G3 e G4.




Tabela 2.13: Valores de tensão de tração no ensaio trapezoidal. FONTE: LCPC (2003)

Agregado Tensão de Tração ensaio trapezoidal fadiga N=106

(MPa)

G2 0,65

G3 0,75

G4 1,20

O parâmetro mecânico da resistência à tração pode ser determinado também de forma direta. No

estudo de Balbo (2000), por exemplo, executou-se o ensaio de tração direta, obtendo valores de

resistência à tração de 0,55 MPa, 1,01 MPa e 1,22MPa, para 7, 28 e 56 dias de cura,

respectivamente.

Vários estudos desenvolveram correlações para obter o valor de resistência à tração a partir da

resistência à compressão simples. Balbo (1993) estudando britas graduadas tratadas com cimento

chegou à conclusão de que o valor de RT é aproximadamente 10% do valor da RCS.

2.5.3. Resistência à flexão

Outro parâmetro bastante estudado por diversos pesquisadores é a resistência à flexão de

materiais rodoviários estabilizados com cimento. Nesse ensaio são utilizados corpos de prova

prismáticos nos quais é aplicada uma carga central ou duas cargas sobre os terços do vão de apoio

da amostra prismática, sendo este último o mais corriqueiro, (BALBO, 2013).

Pretorius et al (1972) apud Wen et al (2012)1 afirmam que o ensaio por flexão de vigas simula

melhor as condições de campo, quando comparado com ensaio de compressão diametral de corpos

cilíndricos. Na Figura 2.19 é apresentado um exemplo de equipamento utilizado para execução

desse ensaio.

1 Pretorius, P.C. e Monismith, C. L. (1971). Prediction of Shrinkage Stresses in Pavements Containng Soil-Cement Bases. Highway Research Record 362: 63-86.




Figura 2.19: Equipamento utilizado para determinação da resistência à flexão de materiais cimentados em corpos de prova prismáticos. FONTE: ARNOLD et al (2014)

No estudo laboratorial da AUSTROADS (2008) foi executado o ensaio de flexão em amostras

preparadas em laboratório e coletadas em campo. Os resultados oscilaram de 0,97 até 1,32MPa,

como mostrado na Tabela 2.9, e as amostras preparadas em laboratório apresentaram valores

superiores aos obtidos em amostras coletadas de campo. Nota-se que, os resultados de resistência á

flexão foram superiores aos valores de resistência à tração obtidos nesse mesmo estudo,

apresentadas na Tabela 2.14.

Tabela 2.14: Resistência à flexão em amostras coletadas de campo e preparadas em laboratório. FONTE: AUSTROADS (2008)

Agregados Teor de Cimento

(%)

Resistência à Flexão (MPa)

Amostras de Laboratório

Amostra de Campo

Hornfels 3% 1,01 0,97

Siltstone 4% 1,32 1,13

De acordo com a bibliografia estudada (XUAN, 2012), para misturas granulares estabilizadas com

cimento, pode se estabelecer uma correlação da resistência à flexão com a resistência à compressão

simples em torno de 1/10 até 1/6.




2.5.4. Módulo de resiliência

O módulo de resiliência é utilizado em projetos de dimensionamento de pavimentos como

parâmetro de entrada em modelos elásticos de várias camadas. A principal diferença entre o

módulo de elasticidade (E) e o módulo de resiliência (MR) é que o primeiro é obtido em um ensaio

estático, enquanto que o MR é obtido em ensaios de carga repetida. De acordo com Motta e Ubaldo

(2014), o E e o MR não são de igual valor, mas ambos representam uma relação tensão –

deformação do material.

No Brasil, poucos estudos foram realizados para determinar as propriedades de módulo de

resiliência ou de elasticidade da BGTC. Balbo (1993) realizou testes para caracterização do módulo

de deformação com emprego de uma prensa hidráulica servo-controlada. Na Tabela 2.15 são

indicados os valores obtidos para o módulo de elasticidade em compressão e em tração, tangente e

secante, para diversos tempos de cura.

Nota-se na Tabela 2.15 que aos 28 dias de cura é alcançado 90% do valor do módulo de deformação

obtido aos 56 dias de cura. Para Balbo (2002) isto indica que a melhoria de tal propriedade do

material não seria muito significativa, para finalidades práticas, após os 28 dias de cura da mistura

compactada.

Tabela 2.15: Módulo de deformação da BGTC. FONTE: BALBO (1993)

Tempo de Cura (dias)

Módulo de Deformação em Compressão (MPa)

Módulo de Deformação em Tração (MPa)

Secante Tangente Secante Tangente

7 13.471 14.955 13.782 16.051

28 20.134 21.130 20.224 22.906

56 20.190 21.185 22.007 23.233

Xuan (2012) considera que valores comuns de módulo de elasticidade oscilam de 1.000 até

20.000MPa, dependendo do tipo de agregado, nível de estabilização, tempo de cura, teor de

umidade e condições do ensaio.

Motta e Ubaldo (2014) realizaram um levantamento bibliográfico para mapear os valores de

módulo de elasticidade e de resiliência obtidos em estudos laboratoriais e utilizados em projetos de




dimensionamento de projetos no Brasil. Um resumo das informações coletadas por esses autores é

apresentada na Tabela 2.16. Nota-se a faixa de valores oscila de 3.500MPa até 18.000MPa.

Tabela 2.16: Faixa de valores de módulo de resiliência. FONTE: MOTTA E UBALDO (2014)

Autores Módulo de Elasticidade

(MPa)

Módulo de Resiliência

(MPa)

Alves (2010) 15.000 -

DER/SP 2006 - 7.000 - 18.000

Rodrigues e Pitta (1997) - 3.500 - 7.000

Marodin (2010) 15.000

Ainda Motta e Ubaldo (2014) realizaram ensaios em laboratório de BGTC com 4% de cimento

Portland para obter o módulo de resiliência aos 28 dias de cura, em corpos de prova cilíndricos de

10cm e diâmetro e 20cm de altura. O ensaio foi executado de acordo com os procedimentos

descritos pela norma DNIT 134 (2010). Os resultados oscilaram de 1.300MPa até 3.650MPa, em

função do teor de umidade.

Yuan et al. (2010) também determinaram o módulo de resiliência do material fresado estabilizado

com cimento Portland. Os pesquisadores utilizaram dois ensaios para obter esse parâmetro, o

primeiro é o ensaio de compressão cíclica triaxial tradicionalmente utilizado para determinar o

módulo de resiliência (MR) de solos de acordo à AASHTO T 307. O segundo ensaio é usualmente

empregado no Estado de Texas (Estados Unidos) chamado de free-free resonant column (FFRC).

Esse ensaio é rápido de ser executado em corpos de prova cilíndricos e basicamente utiliza a

propagação de uma onda através do corpo de prova para determinação das características elásticas

do material. A Figura 2.20 apresenta fotografias da execução do ensaio.




Figura 2.20: Ensaio de free-free resonant column (FFRC) para determinação do módulo de resiliência. FONTE: YUAN et al (2010)

Nas Tabelas 2.17 e 2.18 apresentam-se os resultados de módulo de resiliência obtidos por Yuan et

al (2010), no ensaio FFRC e de acordo à AASHTO T 307, respectivamente. No segundo caso não

foram testadas as misturas com 6% de cimento, já que segundo os autores o ensaio não é adequado

para misturas desse tipo. Observa-se que o incremento do conteúdo de cimento Portland nas

misturas incrementou o valor do módulo, assim como a redução do conteúdo de material fresado.

Tabela 2.17: Valores de módulos de resiliência obtidos no ensaio de free-free resonant column (FFRC). FONTE: YUAN et al (2010)

Teor de Cimento (%)


100% 75% 50%

2 4.351 6.109 8.081

4 7.095 9.963 11.466

6 9.011 12.604 14.114

Tabela 2.18: Valores de módulos de resiliência obtidos no ensaio de acordo à AASHTO T 307. FONTE: YUAN et al (2010)

Teor de Cimento (%)


100% 75% 50%

2 - 2.241 2.730

4 2.227 2.841 3.799




De modo geral, nota-se nas Tabelas 2.17 e 2.18 que no ensaio de FFRC obtiveram-se maiores

valores de módulo, quando comparado com o ensaio realizado seguindo a normativa AASHTO T

207.

Xuan (2012) estudou as características mecânicas de resíduos da construção civil estabilizados com

cimento Portland. Esse pesquisador determinou o módulo dessas misturas de forma dinâmica, isto

é, com carregamento cíclico do tipo haversine, e denominou esse parâmetro com módulo dinâmico.

A Figura 2.21 mostra o equipamento utilizado nesse ensaio, que foi executado nas frequências de

1Hz, 5Hz e 10Hz.

Figura 2.21: Equipamento para determinação de módulo dinâmico. FONTE: XUAN (2012)

Os valores de módulo dinâmico aos 28 dias de cura obtidos por XUAN (2012) oscilaram de

6.000MPa até 15.000MPa, em função do teor de cimento Portland, umidade e conteúdo de resíduos

da construção civil.

Outros autores também obtiveram as características elásticas de materiais granulares estabilizados

com cimento por meio de ensaios cíclicos de flexão. Nesse caso, a relação tensão – deformação

recebe o nome de módulo na flexão (flexural modulus) ou rigidez na flexão (flexural stiffness). Esse

ensaio é utilizado usualmente para determinar características de fadiga dos materiais.




No estudo da AUSTROADS (2008) foi determinado o módulo na flexão de agregados estabilizados

com cimento, em amostras preparadas em laboratório e coletadas em campo, para diversos tempos

de cura. Nota-se na Tabela 2.19 que as amostras de laboratório apresentaram sempre valores

superiores de módulo na flexão. Contudo, as amostras de laboratório apresentaram incoerências no

incremento de rigidez com o incremento do tempo de cura. Segundo Yeo (2008), essas incoerências

podem ser atribuídas a falhas no processo de cura dos corpos de prova. Já as variações nas

amostras de campos podem ser atribuídas a variações no processo de compactação e à segregação

da mistura durante a compactação.

Tabela 2.19: Módulo na Flexão para diversos tempos de cura. FONTE: AUSTROADS (2008)

Módulo na Flexão (MPa)

Tipo de Agregado

Hornfels Siltstone

Tempo de Cura (dias)

Amostra de Laboratório

Amostra de Campo

Amostra de Laboratório

Amostra de Campo

28 16.600 14.700 11.000 9.200

56 - 3.000 13.400 12.700

> 90 - 3.800 - 9.500

> 500 12.500 6.800 -

A AUSTORADS (1998) propõe uma classificação dos materiais estabilizados com cimento

apresentada na Tabela 2.20, para sua aplicação em pavimentação. Nessa tabela se apresenta o

módulo de flexão em função do nível de adição de cimento Portland nos agregados.

Tabela 2.20: Classificação de materiais estabilizados com cimento em pavimentação (AUSTROADS,

1998)

Classificação Módulo na Flexão

(MPa)

Modificado

Levemente Cimentado 1.500 até 3.000

Fortemente Cimentado




3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1. MATERIAIS

Dentro dos objetivos desta pesquisa definiu-se o estudo da influência de diversos fatores, dentre

eles, a gênese dos agregados minerais que conformam a BGTC. Assim, selecionaram-se duas fontes

de agregados, uma do tipo granito e a outra do tipo basalto.

Cada fonte de agregados foi coletada em quatro frações usualmente encontradas em pedreiras

comerciais: Brita 2”, Brita 1”, Pedrisco e Pó de Pedra, para compor a mistura de BGTC.

3.1.1. Agregados graníticos

3.1.1.1. Granulometria

Na Tabela 3.1 são apresentados os resultados do ensaio de granulometria, realizados de acordo à

especificação DNER ME 080-94 “Análise granulométrica por peneiramento” das quatro frações de

agregados graníticos coletadas. Na Figura 3.1 também são apresentadas as curvas granulométricas

das frações Brita 2”, Brita 1”, Pedrisco e Pó de Pedra.

Tabela 3.1: Granulometria das frações coletadas do agregado granítico


(mm)

Porcentagem que passa em cada Fração

BRITA 2" (%)

BRITA 1" (%)

PEDRISCO (%)

PÓ DE PEDRA (%)

32,0 100 100 100 100 25,4 35,0 100 100 100 19,1 6,5 99,1 100 100 9,50 0,7 24,1 97,8 100 4,75 0,7 3,2 21,3 98,4 1,20 0,6 2,0 6,0 62,0 0,60 0,5 1,8 5,0 49,0 0,30 0,4 1,3 4,0 36,0

0,150 0,3 1,1 2,5 24,0




Figura 3.1: Curvas Granulométricas das frações coletadas dos agregados graníticos

3.1.1.2. Desgaste por abrasão

O ensaio de Abrasão “Los Angeles” foi realizado na fração de Brita 1” dos agregados graníticos, de

acordo com a especificação ABNT-NBR 6465. Os resultados foram satisfatórios, em torno de 31%

de desgaste por abrasão, inferior a 40%, que é o valor usualmente recomendado para emprego de

materiais em camadas mais superficiais em estruturas do pavimentos com elevada demanda de

tráfego.

3.1.1.3. Densidade real dos agregados

Na Tabela 3.2 são apresentados os resultados do ensaio de densidade real realizado para os

agregados de origem granítica.

Tabela 3.2: Densidade real dos agregados graníticos

Norma de Ensaio Utilizada Fração Densidade Real

AASHTO T-85 Brita 2" 2,650


AASHTO T-85 Pedrisco 2,655

AASHTO T-84 Pó de Pedra 2,662

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00

% P

ass

an

te


BRITA 2

BRITA 1

PEDRISCO

PÓ DE PEDRA




3.1.2. Agregados basálticos

3.1.2.1. Granulometria

Na Tabela 3.3 são apresentados os resultados do ensaio de granulometria, realizados de acordo à

especificação DNER ME 080-94 “Análise granulométrica por peneiramento” das quatro frações de

agregados basálticos coletadas. Na Figura 3.2 também são apresentadas as curvas granulométricas

das frações Brita 2”, Brita 1”, Pedrisco e Pó de Pedra.

Tabela 3.3: Granulometria das frações coletadas do agregado basáltico


(mm)

Porcentagem que passa em cada Fração

BRITA 2" (%)

BRITA 1" (%)

PEDRISCO (%)

PÓ DE PEDRA (%)

32,0 100 100 100 100 25,4 100 100 100 100 19,1 49,2 100 100 100 9,50 2,0 6,2 96,9 100 4,75 1,4 1,2 9,7 98,6 1,20 1,4 0,9 0,8 54,1 0,60 1,4 0,9 0,7 38,1 0,30 1,3 0,9 0,7 27,2

0,150 1,2 0,8 0,6 18,7




Figura 3.2: Curvas Granulométricas das frações coletadas dos agregados basálticos

3.1.2.2. Desgaste por abrasão

O ensaio de Abrasão “Los Angeles” foi realizado na fração de Brita 1” dos agregados basálticos, de

acordo à especificação ABNT-NBR 6465. Os resultados foram satisfatórios, em torno de 15% de

desgaste por abrasão, inferior a 40%, que é o valor usualmente recomendado para emprego de

materiais em camadas mais superficiais em estruturas do pavimentos com elevada demanda de

tráfego.

3.1.2.3. Densidade real dos agregados

Na Tabela 3.4 são apresentados os resultados do ensaio de densidade real realizado para os

agregados de origem basáltica.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00

% P

ass

an

te


BRITA 2

BRITA 1

PEDRISCO

PÓ DE PEDRA




Tabela 3.4: Densidade real dos agregados basálticos

Norma de Ensaio Utilizada Fração Densidade Real



AASHTO T-85 Pedrisco 2,932

AASHTO T-84 Pó de Pedra 2,947

3.1.3. Cimento Portland

O cimento selecionado foi do tipo CP II E-32, já que é um material de fácil acesso e custo

conveniente. As normas nacionais definem a BGTC como material estabilizado com teores de 3% a

5% de cimento. Contudo neste estudo foram selecionados os teores de 2%, 3% e 4% com o objetivo

de avaliar se seria possível obter resultados satisfatórios com 2% de cimento Portland na energia

modificada de compactação.

3.1.4. Composição granulométrica da BGTC

Para determinar a composição granulométrica dos agregados graníticos e basálticos foi utilizada a

faixa de BGTC usualmente utilizada no Grupo CCR, pela Especificação ENGELOG, apresentada na

Tabela 3.5. Nessa Tabela também são notadas as granulometrias obtidas para os agregados

graníticos e basálticos e na Figura 3.3 são apresentadas essas curvas granulométricas. Pode-se

observar que procurou-se obter uma granulometria próxima para as duas fontes de agregados para

evitar a influência desse fator nos resultados.




Tabela 3.5: Faixa granulométrica de BGTC empregada neste estudo e granulometrias obtidas para os agregados graníticos e basálticos


(mm)

Faixa CCR Engelog OBTIDA (%)

Limite Inferior

(%)

Limite Superior

(%) Granito Basalto

32,0 100 100 100,0 100,0 25,4 95 100 100,0 100,0 19,1 75 94 90,4 91,4 9,50 45 64 64,4 62,0 4,75 30 45 36,4 40,2 1,20 15 28 21,7 22,6 0,60 10 20 17,7 16,9 0,30 5 15 13,6 13,0

0,150 0 10 9,6 9,8

Figura 3.3: Granulometrias das misturas com agregados graníticos e basálticos

3.2. MÉTODOS

O objetivo deste estudo foi avaliar as propriedades mecânicas da brita graduada tratada com

cimento à luz dos parâmetros de resistência à compressão simples (RCS), resistência à tração (RT)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,01 0,10 1,00 10,00 100,00

% P

ass

an

te


Faixa CCR Engelog

Faixa CCR Engelog

Granito

Basalto




por compressão diametral e módulo de resiliência (MR) diametral. De forma adicional, a rigidez das

BGTC foi avaliada por meio do ensaio de compressão cíclica axial com carregamento sinusoidal.

Inicialmente foi executado o ensaio de compactação Proctor para determinação da massa específica

seca máxima e umidade ótima das misturas de BGTC. Obtidos esses parâmetros, os corpos de prova

para os ensaios mecânicos foram preparados de acordo com os procedimentos detalhados na

continuação.

3.2.1. Compactação Proctor

O ensaio de compactação Proctor foi executado nas misturas de BGTC na energia intermediária e na

energia modificada, de acordo com as recomendações da DNER-ME 162: Solos – Compactação

utilizando amostras trabalhadas – Método de Ensaio. As dimensões dos corpos de prova utilizados

foram de 100mm de diâmetro e 200mm de altura. Na composição granulométrica determinada

para as misturas estudadas 100% dos agregados passam da peneira de 25mm, portanto, essas

dimensões garantem uma relação de tamanho máximo do agregado e diâmetro do CP superior a

1:4, usualmente recomendada para ensaios laboratoriais.

A mistura de BGTC foi preparada individualmente para cada CP com a granulometria estabelecida

na Tabela 3.5, como mostra a Figura 3.4, incluindo a seco o teor de cimento Portland pré-

estabelecido. A quantidade de amostra preparada foi suficiente para permitir obter o teor de

umidade adicionado em cada CP de forma representativa.




Figura 3.4: Preparação individual da granulometria para cada corpo de prova

Para obtenção da curva de compactação, foram utilizados teores de umidade crescentes de 0,75%

com homogeneização realizada manualmente (Figura 3.5), sendo que para cada teor de umidade

foram compactados dois corpos de prova (Figura 3.6).

Figura 3.5: Adição de água na mistura de BGTC e homogeneização manual




Figura 3.6: Compactação dos corpos de prova com soquete Proctor grande

Após a compactação, os corpos de prova foram pesados para determinação de sua massa ao ar e

foram desmoldados após 24 horas de cura no molde em câmara úmida. Esses corpos de prova

também foram aproveitados para execução da ruptura por compressão simples aos sete dias de

cura.

3.2.2. Ensaio de compressão simples

O ensaio de compressão simples foi executado nas misturas de BGTC para determinação do

parâmetro de resistência por compressão simples. Para execução desse ensaio também foram

utilizados corpos de prova de 100mm de diâmetro e 200mm de altura compactados com o soquete

Proctor grande, garantindo um grau de compactação de 100±2% e desvio de umidade de ±0,3%.

Após a compactação, os CPs foram cobertos por filme plástico e mantidos em câmara úmida

durante 7 e 28 dias de cura.




Figura 3.7: Câmara úmida para cura dos CPs durante 7 e 28 dias

É interessante notar que após a compactação dos CPs é difícil obter uma superfície lisa que permita

a aplicação de carga homogênea, como mostra a Figura 3.8. Assim, foi utilizada pasta de cimento

para homogeneizar as superfícies planas do corpo de prova (Figura 3.9).




Figura 3.8: Superfície plana com acabamento irregular após a compactação

Figura 3.9: Aplicação de pasta de cimento para homogeneização da superfície plana do CP

Para a ruptura dos CPs após 7 e 28 dias de cura foi empregada uma prensa eletronicamente

controlada (Figura 3.10), na velocidade empregada para ruptura de concreto de cimento Portland,

conforme a ABNT NBR-5739. Vale salientar que foram utilizados três CPs para cada condição do

programa fatorial deste estudo.




Figura 3.10: Prensa utilizada para compressão simples dos corpos de prova de BGTC

3.2.3. Ensaio de compressão diametral estática

O ensaio de compressão diametral estática foi utilizado para determinação do parâmetro de

resistência à tração (RT) da brita graduada tratada com cimento. Os corpos de prova foram

compactados com o soquete Proctor grande nas dimensões de 100mm de diâmetro e 60mm de

altura, considerando os mesmos cuidados descritos para o ensaio de compressão simples. A

ruptura dos corpos de prova foi realizada conforme a normativa DNIT 136/2010, contudo a

velocidade de ruptura usada foi de 1,27mm/min, usualmente utilizada em outros materiais

rodoviários. A Figura 3.11 apresenta a execução de ensaio de ruptura por compressão diametral na

BGTC.




Figura 3.11: Ruptura por compressão diametral

3.2.4. Ensaio de compressão diametral cíclica

O ensaio de compressão diametral cíclico foi empregado para obter o módulo de resiliência das

misturas de BGTC, seguindo as recomendações da norma DNIT ME 135. Neste ensaio foi empregada

a prensa universal hidráulica para aplicar um carregamento diametral com formato haversine na

frequência de 1Hz, conforme mostra a Figura 3.12. O carregamento utilizado foi fixado em 1.000N e

o coeficiente de Poisson foi assumido em 0,20.




Figura 3.12: Carregamento haversine com frequência de 1Hz utilizado no ensaio de módulo de resiliência diametral

O deslocamento horizontal foi registrado com dois LVDTs (Linear Variable Differential Transformer)

posicionados no eixo horizontal do corpo de prova, na Figura 3.13 é apresentado um exemplo de

coleta de dados obtido no software UTS-03 da IPC-Global. Nessa figura nota-se que os

deslocamentos horizontais obtidos nos dois LVDTs são bastante próximos, sendo que neste estudo,

considerou-se satisfatório o ensaio de módulo de resiliência quando a diferença entre essas leituras

foi inferior a 30%. Nos casos em que esse critério não foi alcançado, o CP foi girado 90o para

repetição do ensaio e aqueles corpos de prova que não atenderam esse critério não foram

considerados nos cálculos dos valores médios. Na Figura 3.14 mostra-se a execução do ensaio de

compressão diametral cíclico na prensa universal hidráulica UTM-25 da IPC-Global.




Figura 3.13: Aquisição de dados no UTS-03 no ensaio de compressão diametral cíclica




Figura 3.14: Realização do ensaio de módulo de resiliência diametral na BGTC

3.2.5. Ensaio de compressão axial cíclico

O ensaio de compressão axial cíclico também foi executado com o propósito de avaliar a rigidez das

misturas de BGTC. Nesse ensaio é determinado o módulo complexo E*, definido como um número

complexo que relaciona a tensão e a deformação de materiais viscoelásticos lineares submetidos a

carregamento sinusoidal. O valor absoluto do módulo complexo ǀE*ǀ é comumente referido como o

módulo dinâmico (MD).

Scullion et al (2008) avaliaram o uso desse ensaio para a Portland Cement Association (PCA) em

solos estabilizados com cimento Portland com o intuito de aproveitar uma metodologia usualmente

usada em laboratórios rodoviários dos Estados Unidos para determinação do módulo dinâmico de

misturas asfálticas.

O carregamento aplicado em corpos de prova cilíndricos é realizado axialmente de forma sinusoidal

(Figura3.15) sem confinamento. A amplitude da tensão aplicada (Equação 3.1) e os deslocamentos

axiais (Equação 3.2) no terço central do corpo de prova são registrados durante o ensaio.




Figura 3.15: Carregamento sinusoidal aplicado para determinação do módulo dinâmico

Equação 3.1

Onde:

0 = amplitude da tensão;

= frequência angular (radianos por segundo);

t = tempo (segundos).

Equação 3.2

Onde:

0 = amplitude da deformação recuperável;

= ângulo de fase (graus).

Equação 3.3

Onde:

ti = tempo de atraso entre o ciclo de carregamento e o ciclo de deformação (segundos);

tp = o tempo do ciclo de carregamento (segundos).




O módulo complexo E* é definido pela equação 3.4.

Onde:

refere-se à porção real do módulo complexo;

refere-se à porção imaginária do módulo complexo;

i = número imaginário.

Neste estudo o ensaio foi executado de acordo com as recomendações da AASHTO T 342-11,

contudo, os corpos de prova foram moldados nas dimensões de 100mm de diâmetro e 200mm de

altura com o emprego de soquete Proctor grande. O controle de compactação e a cura dos CPs

foram similares aos apresentados nos ensaios anteriormente citados. O ensaio foi executado na

temperatura de 21oC e as frequências de carregamento foram de 25; 10; 5; 1; 0,5 e 1Hz.

Na determinação dos deslocamentos foram utilizados três LVDTs colados na superfície do corpo de

prova. Vale notar os corpos de prova foram retirados um dia antes de realizar o ensaio da câmara

úmida para permitir uma boa aderência da cola epóxica utilizada para fixar os LVDTs (Figura 3.16a

e 3.16b).

Para o controle da qualidade dos dados adquiridos no ensaio, foram considerados os parâmetros

apresentados na Tabela 3.6, usualmente utilizados também para misturas asfálticas. Na Figura 3.17

é apresentado um bom exemplo de ensaio atendendo aos parâmetros adotados enquanto que na

Figura 3.18 são apresentados resultados de um ensaio que não atendeu a esses parâmetros. Nos

casos em que o ensaio em um determinado CP não atendeu aos parâmetros da Tabela 3.6, o ensaio

foi repetido após novo posicionamento do CP. Se após essa segunda tentativa os resultados se

apresentassem insatisfatórios quanto à qualidade, se realizou uma terceira tentativa mudando a

posição da fixação dos LVDTs. Finalmente, se a terceira tentativa apresentava resultados que não

atendessem aos apresentados na Tabela 3.6, o CP era descartado e não considerado para os cálculos

dos valores médios do parâmetro.




De forma geral, os corpos de prova com baixo conteúdo de cimento Portland (2%) e tempo de cura

de 7 dias apresentaram a maior dificuldade para atender aos critérios de qualidade adotados neste

estudo.

Figura 3.16: Processo de execução do ensaio de módulo dinâmico. a) Fixação dos pinos metálicos com cola metálica rápida. b) Detalhe de CP com os pinos metálicos. c) Detalhe da acomodação dos

LVDTs no CP. d) Corpos de prova após execução do ensaio




Tabela 3.6: Parâmetros utilizados no controle de qualidade do ensaio de módulo dinâmico

Load standard error < 10%

Average deformation standard error < 10%

Deformation uniformity < 30%

Phase Uniformity < 3%

Figura 3.17: Exemplo de um ensaio de módulo dinâmico com os parâmetros de qualidade satisfatórios




Figura 3.18: Exemplo de um ensaio de módulo dinâmico com os parâmetros de qualidade insatisfatórios




4. RESULTADOS DO PROGRAMA LABORATORIAL

Neste capítulo do relatório são apresentados os resultados dos ensaios realizados no programa

laboratorial. Inicialmente são apresentados os resultados das curvas de compactação para

determinação da umidade ótima e massa específica seca máxima, nas energias intermediária e

modificada, utilizados para compactação dos corpos de prova empregados na execução dos ensaios

mecânicos. Posteriormente são apresentados os resultados dos ensaios utilizados para avaliar as

características mecânicas da brita graduada tratada com cimento.

4.1. ENSAIO DE COMPACTAÇÃO

4.1.1 BGTC com Agregados Graníticos

As curvas de compactação na energia intermediária são apresentadas na Figura 4.1, para os teores

de 2%, 3% e 4% de cimento Portland adicionado às misturas. Vale notar que foram utilizados dois

CPs para cada teor de umidade e as curvas foram traçadas com no mínimo cinco teores de umidade.

Nota-se que, independente do conteúdo de cimento, os valores de massa específica seca foram

muito próximos nas misturas, apenas a mistura com 4% de cimento parece apresentar valores

maiores. Vale notar que as curvas traçadas são apenas curvas de tendência polinomiais de segundo

grau.

As curvas de compactação na energia modificada são apresentadas na Figura 4.2 para as misturas

com agregados graníticos e 2%, 3% e 4% de cimento Portland. Assim como foi observado na Figura

4.1, os resultados de massa específica seca foram muito próximos entre as misturas estudadas.




Figura 4.1: Curva de compactação na energia intermediária da BGTC com agregados graníticos e 2%, 3% e 4% de cimento Portland

Figura 4.2: Curva de compactação na energia modificada de agregados graníticos com 2%, 3% e 4% de cimento Portland

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2,300

2,350

2,400

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Mas

sa E

spec

ífic

a Se

ca (

g/cm

3)

Umidade (%)

2% E.Intermediária 3% E.Intermediária 4% E.Intermediária

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2,300

2,350

2,400

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Mas

sa E

spec

ífic

a Se

ca (

g/cm

3)

Umidade (%)

2% E.Modificada 3% E.Modificada 4% E.Modificada




Nota-se nas Figuras 4.1 e 4.2 que as curvas de compactação não apresentam o formato tradicional

de solos nos quais pode se diferenciar o ramo seco do ramo úmido. Contudo, não foi possível

utilizar teores de umidades superiores devido a que os teores máximos empregados produziram

materiais que visualmente pareciam com excesso de umidade e durante a compactação perdiam

bastante água. Nota-se que os maiores teores de umidade não produziram incrementos de massa

específica seca significativos, podendo ser considerados como o ramo úmido.

Assim, a determinação da massa específica seca máxima e da umidade ótima foi realizada de forma

convencional, por meio do traçado de retas no ramo seco e úmido. Esses resultados são

apresentados na Tabela 4.1 e na Figura 4.3. Nota-se na Figura 4.3a que o incremento de energia

praticamente não alterou a umidade ótima das misturas, contudo, obteve-se maiores valores de

massa específica seca máxima nas misturas compactadas com energia modificada, quando

comparadas com aquelas compactadas na energia intermediária (Figura 4.3b).

Tabela 4.1: Umidade ótima e massa específica seca máxima da BGTC com agregados graníticos

Energia de Compactação Intermediária Modificada

Teor de Cimento (%) 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0

Umidade Ótima (%) 6,1 6,1 6,6 6,2 6,3 6,3

Massa Específica Seca Máxima (g/cm3)

2,270 2,265 2,310 2,290 2,320 2,320

Figura 4.3: Resultados de umidade ótima e massa específica seca máxima da BGTC com agregados graníticos

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

2 3 4

Um

idad

e Ó

tim

a (%

)

Teor de Cimento (%)(a)

Intermediária Modificada

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2,300

2,350

2,400

2,450

2,500

2 3 4

Ma

ssa

esp

ecí

fica

se

ca m

áxi

ma

(g/c

m3

)

Teor de Cimento (%)(b)





Os corpos de prova utilizados na elaboração das curvas de compactação foram utilizados para

realizar a ruptura por compressão simples aos 28 dias e assim obter uma ideia de estabilização da

BGTC e confirmação dos parâmetros de compactação. Na Figura 4.4 é apresentada uma fotografia

da aparência dos corpos de prova após 1 dia de compactação, que foi o tempo utilizado para

desmoldagem dos corpos de prova e posterior cura em câmara úmida até a ruptura.

Figura 4.4: Corpos de prova com agregados graníticos após um dia de compactação

Na Figura 4.5 são apresentados os resultados de RCS para as misturas compactadas na energia

intermediária. Nota-se que, o incremento do teor de cimento nas misturas produziu um ganho

notório de resistência para todas as umidades ensaiadas. No caso das misturas de BGTC

compactadas na energia modificada observou-se a mesma tendência, o incremento de cimento

produziu ganhos significativos na resistência à compressão simples aos 28 dias de cura, como pode

se notar na Figura 4.6.




Figura 4.5: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura da BGTC com agregados graníticos na energia intermediária

Figura 4.6: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura da BGTC com agregados graníticos na energia modificada

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Res

istê

nci

a à

Co

mp

ress

ão S

imp

les

(MP

a)

Umidade (%)


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00

Res

istê

nci

a à

Co

mp

ress

ão S

imp

les

(MP

a)

Umidade (%)





Na Tabela 4.2 são apresentados os resultados de resistência à compressão simples aos 28 dias

estimados para a umidade ótima e as curvas de tendências das Figuras 4.6 e 4.7. Os valores dessa

Tabela são também mostrados na Figura 4.7, na qual observa-se que o incremento de energia de

compactação promoveu o aumento de RCS das misturas com 2% e 4% de cimento, apenas a mistura

com 3% de cimento apresentou valores de RCS inferiores na energia modificada, quando

comparada com os resultados obtidos na energia intermediária. Esse comportamento pode ser

atribuído a que o valor da resistência foi estimado das curvas de tendências e não em corpos de

prova compactados especificamente na umidade ótima.

Tabela 4.2: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura na umidade ótima para agregados graníticos


Teor de Cimento (%) 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0

Resistência à Compressão Simples (MPa)

2,1 3,7 4,2 2,3 3,5 4,9

Figura 4.7: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura na umidade ótima para agregados graníticos

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

4,00

4,50

5,00

2,00 3,00 4,00

Res

istê

nci

a à

Co

mp

ress

ão S

imp

les

(MP

a)

Teor de Cimento (%)





4.1.2. BGTC com agregados basálticos

Os resultados do ensaio de compactação na energia intermediária da BGTC com amostras basálticas

são apresentados na Figura 4.8. Nota-se que os resultados de massa específica seca (MES) foram

bastante próximos para as misturas com 2% e 3% de cimento e a mistura com 4% mostrou valores

de MES são levemente superiores.

Na Figura 4.9 são apresentadas as curvas de compactação da BGTC na energia intermediária, para

os teores de 2%, 3% e 4% de cimento Portland. Nota-se que as três misturas apresentaram valores

próximos entre si para as diversas umidades utilizadas no ensaio de compactação.

Os parâmetros umidade ótima e massa específica seca máxima são apresentados na Tabela 4.3 e na

Figura 4.10. Nota-se que o incremento da energia de compactação de intermediária para

modificada, reduziu a umidade ótima e aumentou a massa específica seca máxima das três misturas

(2%, 3% e 4% de cimento) de BGTC com agregados basálticos.

Figura 4.8: Curva de compactação na energia intermediária de agregados basálticos com 2%, 3% e 4% de cimento Portland

2,200

2,250

2,300

2,350

2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

Mas

sa E

spec

ífic

a Se

ca (

g/cm

3)

Umidade (%)





Figura 4.9: Curva de compactação na energia modificada de agregados basálticos com 2%, 3% e 4% de cimento Portland

Tabela 4.3: Umidade ótima e massa específica seca máxima da BGTC com agregados basálticos


Teor de Cimento (%) 2,0 3,0 4,0 2,0 3,0 4,0

Umidade Ótima (%) 6,5 6,7 6,9 6,0 6,1 6,7

Massa Específica Seca Máxima (g/cm3)

2,440 2,430 2,475 2,450 2,470 2,480

2,200

2,250

2,300

2,350

2,400

2,450

2,500

2,550

2,600

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

Mas

sa E

spec

ífic

a Se

ca (

g/cm

3)

Umidade (%)





Figura 4.10: Resultados de umidade ótima e massa específica seca máxima da BGTC com agregados basálticos

Na Figura 4.11 apresenta-se a aparência dos corpos de prova de BGTC com agregados basálticos

após um dia de compactação, no laboratório do Centro de Pesquisas Rodoviárias. Esses corpos de

prova foram conservados em câmara úmida durante 28 dias para ruptura por compressão simples.

Figura 4.11: Corpos de prova com agregados basálticos após um dia de compactação

Nas Figuras 4.12 e 4.13 são apresentados os resultados de RCS dos corpos de prova compactados

na energia intermediária e modificada, respectivamente. Assim como na BGTC com agregados

graníticos, notou-se que teores crescentes de cimento Portland produzem o incremento do valor da

resistência à compressão simples, seja a mistura compactada na energia intermediária ou

modificada.

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

5,0

6,0

7,0

2 3 4

Um

idad

e Ó

tim

a (%

)

Teor de Cimento (%)

(a)


2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2,300

2,350

2,400

2,450

2,500

2 3 4

Mas

sa e

spec

ífic

a se

ca m

áxim

a

(g/c

m3)

Teor de Cimento (%)

(b)





Figura 4.12: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura da BGTC com agregados basálticos na energia intermediária

Figura 4.13: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura da BGTC com agregados basálticos na energia intermediária

A estimativa de RCS na umidade ótima para a BGTC na energia intermediária e modificada é

apresentada na Tabela 4.4 e na Figura 4.14. Nota-se que a mistura com 2% de cimento apresentou o

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

Res

istê

nci

a à

Co

mp

ress

ão S

imp

les

(MP

a)

Umidade (%)


0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

7,00

8,00

3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00

Res

istê

nci

a à

Co

mp

ress

ão S

imp

les

(MP

a)

Umidade (%)





mesmo valor de resistência de 1,3MPa, tanto para a energia intermediária como para a energia

modificada de compactação. As misturas com 3% e 4% de cimento Portland apresentaram

importantes incrementos de resistência quando a energia foi aumentada de intermediária para

modificada. A mistura com 3% de cimento passou de 3,1MPa para 5,0MPa enquanto que a mistura

com 4% de 3,8MPa para 5,9MPa.

Dos resultados obtidos pode-se notar que, o emprego de uma mistura de BGTC com 3% de cimento

Portland compactada na energia modificada, apresentou uma resistência à compressão simples

superior à mistura com 4% de cimento, mas compactada na energia intermediária. Assim, o

emprego dessas quantidades inferiores poderia implicar na economia das quantidades de cimento

Portland empregadas.

Tabela 4.4: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura na umidade ótima para agregados basálticos


Teor de Cimento (%) 2 3 4 2 3 4


1,3 3,1 3,8 1,3 5,0 5,9

Figura 4.14: Resistência à compressão simples aos 28 dias de cura na umidade ótima da BGTC com agregados basálticos

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

2,00 3,00 4,00

Res

istê

nci

a à

Co

mp

ress

ão S

imp

les

(MP

a)

Teor de Cimento (%)





4.1.3. Comparativo entre a BGTC com agregados graníticos e a BGTC com agregados

basálticos

De modo geral, a BGTC com agregados graníticos apresentou valores de teor de umidade ótima que

oscilaram de 6,1% até 6,6% enquanto que com agregados basálticos a umidade ótima foi de 6,0%

até 6,9%. Na Figura 4.15 são apresentados os resultados de umidade ótima obtidos na BGTC com

agregados graníticos e basálticos.

Nota-se que as misturas de BGTC com agregados basálticos compactadas na energia intermediária

demandam maiores quantidades de água para alcançar a máxima densificação, quando comparados

com os agregados graníticos. Esse comportamento pode ser atribuído à maior absorção dos

agregados basálticos estudados.

Contudo, a compactação da BGTC com agregados basálticos na energia modificada produziu uma

redução do teor de umidade, até valores próximos aos obtidos na BGTC com agregados graníticos.

Figura 4.15: Umidade ótima das misturas de BGTC com agregados graníticos e basálticos

5,60

5,80

6,00

6,20

6,40

6,60

6,80

7,00

2,00 3,00 4,00

Um

idad

e Ó

tim

a (%

)

Teor de Cimento (%)

Granito Intermediária Granito Modificada

Basalto Intermediária Basalto Modificada




Na Figura 4.16 são apresentados os resultados de massa específica seca máxima das misturas de

BGTC com agregados basálticos e graníticos. Observa-se que os agregados basálticos produziram

misturas com massa específica seca máxima maior do que com agregados graníticos. Esses

resultados eram esperados, já que os agregados basálticos apresentaram maiores valores de

densidade real nos ensaios de caracterização.

Figura 4.16: Massa específica seca máxima da BGTC com agregados graníticos e basálticos

Finalmente, na Figura 4.17 é apresentada uma estimativa da resistência à compressão simples das

misturas de BGTC estudadas, obtidas nos corpos de prova da compactação Proctor. Nota-se que nas

misturas com 2% de cimento Portland, a BGTC com agregados graníticos apresentou maiores

valores de RCS, tanto na energia intermediária como na modificada.

Nas misturas de BGTC com 3% e 4% de cimento notou-se um comportamento diferente. Na energia

intermediária as misturas com granito apresentaram valores maiores aos das misturas com basalto.

Já na energia modificada de compactação, as misturas compostas por agregados basálticos

apresentaram valores superiores aos das misturas compostas por agregados graníticos.

2,200

2,250

2,300

2,350

2,400

2,450

2,500

2,00 3,00 4,00

Mas

sa E

spec

ífic

a Se

ca M

áxim

a (g

/cm

3)

Teor de Cimento (%)






Figura 4.17: Estimativa de resistência à compressão simples das misturas de BGTC com agregados graníticos e basálticos

4.2. RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES

Nas Tabelas 4.5 e 4.6 são apresentados os resultados de resistência à compressão simples (RCS) das

misturas de BGTC com agregados graníticos e basálticos, respectivamente, para as diferentes

condições avaliadas neste estudo:

Energias de compactação intermediária e modificada

Teores de cimento de 2%, 3% e 4%;

Na umidade ótima (Wot, representado por “0”), 1% acima da umidade ótima (Wot+1%,

representado por 1) e 1% abaixo da umidade ótima (Wot-1%, representado por -1);

Após cura dos CPs durante 7 e 28 dias em câmara úmida.

0,00

1,00

2,00

3,00

4,00

5,00

6,00

2,00 3,00 4,00

Res

istê

nci

a à

Co

mp

ress

ão S

imp

les

(MP

a)

Teor de Cimento (%)






Tabela 4.5: RCS média da BGTC com agregados graníticos

Energia de Compactação Teor de Cimento

(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

RCS Média (MPa)

Desvio Padrão

Intermediária 2 0 7 0,87 0,10


Intermediária 2 -1 7 1,41 0,06
















Modificada 2 0 7 1,70 0,17

Modificada 2 0 28 1,99 0,18

Modificada 2 -1 7 1,77 0,15

Modificada 2 -1 28 2,92 0,36

Modificada 2 1 7 1,46 0,07

Modificada 2 1 28 1,85 0,17

Modificada 3 0 7 3,39 0,33

Modificada 3 0 28 4,26 0,44

Modificada 3 -1 7 3,51 0,35

Modificada 3 -1 28 4,44 0,38

Modificada 3 1 7 3,02 0,09

Modificada 3 1 28 3,94 0,54

Modificada 4 0 7 4,86 0,08

Modificada 4 0 28 6,83 0,46

Modificada 4 -1 7 4,22 0,34

Modificada 4 -1 28 6,73 0,40

Modificada 4 1 7 3,42 0,51

Modificada 4 1 28 5,78 0,61




Tabela 4.6: RCS média da BGTC com agregados basálticos


(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

RCS Média (MPa)

Desvio Padrão



















Modificada 2 0 7 2,73 0,44

Modificada 2 0 28 4,38 0,35

Modificada 2 -1 7 3,32 0,37

Modificada 2 -1 28 4,29 0,26

Modificada 2 1 7 2,73 0,44

Modificada 2 1 28 4,64 0,30

Modificada 3 0 7 4,79 0,19

Modificada 3 0 28 7,09 0,47

Modificada 3 -1 7 5,04 0,48 Modificada 3 -1 28 6,53 0,37

Modificada 3 1 7 4,39 0,45

Modificada 3 1 28 7,09 0,47

Modificada 4 0 7 5,60 0,26

Modificada 4 0 28 9,37 0,48

Modificada 4 -1 7 6,29 0,06

Modificada 4 -1 28 8,90 0,10

Modificada 4 1 7 4,41 0,06

Modificada 4 1 28 8,07 0,24




Nas Figuras 4.18 e 4.19 também são apresentados os resultados de RCS da BGTC com agregados

graníticos e basálticos respectivamente. Nessas figuras foram traçadas curvas para os teores de

umidade ótima, Wot+1 (acima) e Wot-1 (abaixo) em função do teor de cimento Portland adicionado

na mistura. Dessas figuras podem ser realizadas as seguintes observações:

Verificou-se que maiores teores de cimento Portland aumentam a RCS; de 2% para 3% de

cimento promoveu-se um incremento médio de 60%; enquanto que de 3% para 4% de

cimento obteve-se um aumento médio de 30%;

Nota-se que o emprego de 2% de cimento na BGTC com agregados basálticos compactada na

energia modificada foi suficiente para alcançar valores superiores de 3,50MPa, atendendo ao

critério de dosagem recomendado pelas normativas nacionais. Esse comportamento não foi

observado na BGTC com agregados graníticos.

No tempo de cura de 28 dias obteve-se valores de RCS em torno de 50% superiores aos

obtidos aos 7 dias;

O emprego da energia modificada promoveu também um incremento da resistência à

compressão simples, na média de 50%, quando comparada com os valores de RCS obtidos

em corpos de prova compactados com a energia intermediária;

Com relação à umidade utilizada na compactação, a redução de 1% da umidade ótima

produziu CPs com resistências em torno de 5% superiores, enquanto que os CPs moldados

com 1% acima da umidade ótima apresentaram uma RCS 12% inferior, aproximadamente;

O emprego de agregados basálticos na composição da BGTC produziu corpos de prova com

RCS superior à obtida na BGTC preparada com agregados graníticos. O incremento de

resistência foi em torno de 52%.




Figura 4.18: RCS média da BGTC com agregados graníticos




Figura 4.19: RCS média da BGTC com agregados basálticos

4.3. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO POR COMPRESSÃO DIAMETRAL

Nas Tabelas 4.7 e 4.8 são apresentados os resultados médios de resistência à tração (RT) das

misturas de BGTC com agregados graníticos e basálticos, respectivamente, para as diferentes

condições avaliadas neste estudo. Esses resultados também são apresentados de forma gráfica nas

Figuras 4.20 e 4.21.




Tabela 4.7: RT média da BGTC com agregados graníticos


(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

RT Média (MPa)

Desvio Padrão



















Modificada 2 0 7 0,15 0,02

Modificada 2 0 28 0,26 0,01

Modificada 2 -1 7 0,14 0,00

Modificada 2 -1 28 0,26 0,01

Modificada 2 1 7 0,09 0,01

Modificada 2 1 28 0,22 0,02

Modificada 3 0 7 0,25 0,01

Modificada 3 0 28 0,60 0,08


Modificada 3 1 7 0,28 0,01

Modificada 3 1 28 0,59 0,09

Modificada 4 0 7 0,44 0,04

Modificada 4 0 28 0,74 0,11

Modificada 4 -1 7 0,52 0,09

Modificada 4 -1 28 0,77 0,05

Modificada 4 1 7 0,44 0,03

Modificada 4 1 28 0,74 0,09




Tabela 4.8: RT média da BGTC com agregados basálticos


(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

RT Média (MPa)

Desvio Padrão



















Modificada 2 0 7 0,28 0,01

Modificada 2 0 28 0,57 0,07

Modificada 2 -1 7 0,32 0,03

Modificada 2 -1 28 0,43 0,07

Modificada 2 1 7 0,27 0,03

Modificada 2 1 28 0,53 0,06

Modificada 3 0 7 0,42 0,03

Modificada 3 0 28 1,02 0,05


Modificada 3 1 7 0,30 0,09

Modificada 3 1 28 0,90 0,08

Modificada 4 0 7 0,40 0,01

Modificada 4 0 28 1,03 0,01

Modificada 4 -1 7 0,53 0,05

Modificada 4 -1 28 1,11 0,06

Modificada 4 1 7 0,38 0,03

Modificada 4 1 28 0,93 0,02




Os fatores avaliados neste estudo também influenciaram a resistência à tração de uma forma

similar à observada no parâmetro de resistência à compressão simples. Algumas observações são

citadas a seguir:

O incremento do teor de cimento Portland incrementou a resistência à tração, com ganhos

superiores a 100% quando o incremento do teor foi de 2% para 4%;

Aos 7 dias de cura alcançou-se, em média, 50% do valor da RT obtida aos 28 dias de cura;

A BGTC compactada na energia modificada apresentou valores de RT maiores, em torno de

55%, quando comparada com a BGTC compactada na energia intermediária;

O efeito da umidade de compactação não foi muito claro, como pode se notar nas Figuras

4.20 e 4.21. Os valores médios de RT mostram que os corpos de prova compactados na

umidade ótima e 1% abaixo da umidade ótima apresentaram valores de RT muito próximos,

mas o incremento da umidade de compactação reduziu a resistência em 14%;

De modo geral, a BGTC composta por agregados basálticos apresentou valores de resistência

superiores em 40% aos encontrados na BGTC com agregados graníticos.




Figura 4.20: RT média da BGTC com agregados graníticos




Figura 4.21: RT média da BGTC com agregados basálticos




4.4. MÓDULO DE RESILIÊNCIA DIAMETRAL

Os resultados do ensaio de módulo de resiliência diametral médio são apresentados nas Tabelas 4.9

e 4.10, para a BGTC com agregados graníticos e basálticos, respectivamente. Esses resultados

também são apresentados nas Figuras 4.22 e 4.23.

Nota-se nas Figuras 4.22 e 4.23 que os resultados de módulo de resiliência são bastante

heterogêneos. Essa variabilidade deve-se aos diversos fatores avaliados nesta pesquisa (tempo de

cura, teor de cimento, energia de compactação, umidade de compactação, fonte dos agregados).

Algumas considerações a respeito são apresentadas na continuação:

O teor de cimento Portland foi um fator bastante influente no MR da BGTC. O incremento do

teor aumenta consideravelmente a rigidez, quase duplicando os valores encontrados,

quando comparados aos resultados das misturas com 2% de cimento e com 4% de cimento;

O incremento do tempo de cura de 7 para 28 dias também significou um aumento da rigidez

em torno de 60%;

As misturas de BGTC compactadas na energia intermediária apresentaram valores de MR

inferiores aos obtidos nas misturas compactadas na energia modificada;

Com relação à umidade de compactação dos corpos de prova, notou-se de modo geral que, as

misturas compactadas na umidade ótima apresentaram os maiores valores médios de MR, e

o incremento ou redução da umidade diminuiu a rigidez;

A BGTC composta por agregado basáltico apresentou valores de MR em torno de 10%

superiores aos obtidos na BGTC com agregados graníticos.




Tabela 4.9: MR médio da BGTC com agregados graníticos


(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

MR Médio (MPa)

Desvio Padrão

Intermediária 2 0 7 9.906 900


Intermediária 2 -1 7 10.274 508

Intermediária 2 -1 28 10.585 2.363

Intermediária 2 1 7 899 81


Intermediária 3 0 7 13.810 3.673

Intermediária 3 0 28 22.798 1.630

Intermediária 3 -1 7 12.583 2.682

Intermediária 3 -1 28 19.610 3.610


Intermediária 3 1 28 17.010 2.720


Intermediária 4 0 28 24.062 1.918

Intermediária 4 -1 7 12.726 1.242

Intermediária 4 -1 28 26.107 1.630


Intermediária 4 1 28 19.756 2.125

Modificada 2 0 7 7.214 959

Modificada 2 0 28 15.101 621

Modificada 2 -1 7 7.600 2.207

Modificada 2 -1 28 15.138 152

Modificada 2 1 7 4.495 57

Modificada 2 1 28 10.768 901

Modificada 3 0 7 12.127 1.227

Modificada 3 0 28 17.038 1.833

Modificada 3 -1 7 11.304 2.956

Modificada 3 -1 28 17.747 520

Modificada 3 1 7 14.578 1.461

Modificada 3 1 28 19.575 1.633

Modificada 4 0 7 15.972 1.296

Modificada 4 0 28 18.235 1.002

Modificada 4 -1 7 16.960 1.225

Modificada 4 -1 28 17.502 638

Modificada 4 1 7 18.110 1.249

Modificada 4 1 28 23.492 1.673




Tabela 4.10: MR médio da BGTC com agregados basálticos


(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

MR Médio (MPa)

Desvio Padrão


Intermediária 2 0 28 11.924 1.349

Intermediária 2 -1 7 3.526 1.910






Intermediária 3 -1 7 11.035 1.170





Intermediária 4 0 28 25.352 2.123




Intermediária 4 1 28 23.189 1.413

Modificada 2 0 7 10.116 2.103

Modificada 2 0 28 16.768 1.518

Modificada 2 -1 7 12.589 1.539

Modificada 2 -1 28 11.989 2.398

Modificada 2 1 7 12.216 1.261

Modificada 2 1 28 16.479 985

Modificada 3 0 7 15.171 989

Modificada 3 0 28 24.587 2.101

Modificada 3 -1 7 18.084 744 Modificada 3 -1 28 21.624 1.699

Modificada 3 1 7 14.454 50

Modificada 3 1 28 24.000 1.842

Modificada 4 0 7 15.720 460

Modificada 4 0 28 25.633 3.220

Modificada 4 -1 7 16.881 2.960

Modificada 4 -1 28 21.379 3.485

Modificada 4 1 7 15.587 1.153

Modificada 4 1 28 24.720 255




Figura 4.22: MR médio da BGTC com agregados graníticos




Figura 4.23: MR médio da BGTC com agregados basálticos

4.5. MÓDULO DINÂMICO

Os resultados médios do ensaio de módulo dinâmico (MD) nas frequências de 25Hz, 10Hz e 1Hz são

apresentados nas Tabelas 4.11 e 4.12, para agregados graníticos e basálticos, respectivamente.

Esses resultados também são mostrados nas Figuras 5.24 a 5.29.




Tabela 4.11: MD médio com carregamento na frequência de 25Hz, 10Hz e 1Hz da BGTC com agregados graníticos

Energia de Compactação

Teor de Cimento

(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

MD 25Hz (MPa) MD 10Hz (MPa) MD 1Hz (MPa)

Média Desvio Padrão



Intermediária 2 0 7 3.063 727 2.595 594 1.555 542

Intermediária 2 0 28 5.078 130 4.223 41 2.894 221

Intermediária 2 -1 7 3.614 441 3.049 343 1.855 532

Intermediária 2 -1 28 6.355 1.911 5.384 1.583 4.155 1.721

Intermediária 2 1 7 2.700 1.007 2.197 829 1.299 576

Intermediária 2 1 28 3.386 978 2.409 696 1.797 578

Intermediária 3 0 7 6.764 337 5.636 90 4.713 46

Intermediária 3 0 28 7.458 225 5.493 468 4.742 485

Intermediária 3 -1 7 6.925 750 5.745 571 4.939 772

Intermediária 3 -1 28 8.945 760 7.391 876 6.667 901

Intermediária 3 1 7 5.246 680 3.229 488 2.188 357

Intermediária 3 1 28 6.325 225 4.320 638 3.557 788

Intermediária 4 0 7 8.436 112 7.622 320 7.073 385

Intermediária 4 0 28 13.284 901 10.082 1.689 8.961 1.796

Intermediária 4 -1 7 9.810 977 8.727 928 7.871 958

Intermediária 4 -1 28 13.824 547 12.134 742 11.129 690

Intermediária 4 1 7 6.084 186 4.983 297 4.276 410

Intermediária 4 1 28 9.958 122 7.492 46 6.665 26

Modificada 2 0 7 3.672 549 2.936 412 2.257 185

Modificada 2 0 28 4.843 183 4.312 51 3.647 44

Modificada 2 -1 7 4.252 334 3.549 396 2.966 412

Modificada 2 -1 28 7.104 468 5.574 424 4.778 532

Modificada 2 1 7 2.555 455 2.108 551 1.475 236

Modificada 2 1 28 3.833 177 3.014 180 2.579 148

Modificada 3 0 7 7.077 898 5.804 133 5.273 129

Modificada 3 0 28 10.308 52 6.069 333 4.867 303

Modificada 3 -1 7 6.282 1.511 4.810 991 3.909 606

Modificada 3 -1 28 10.433 463 7.242 1.302 6.060 1.439

Modificada 3 1 7 6.980 832 5.155 356 4.443 394

Modificada 3 1 28 8.535 1.834 5.042 2.322 4.164 2.270

Modificada 4 0 7 10.852 772 7.642 1.503 6.742 1.704

Modificada 4 0 28 16.232 432 13.664 241 12.394 23

Modificada 4 -1 7 10.416 462 8.257 445 7.312 588

Modificada 4 -1 28 17.067 811 15.034 466 13.961 445

Modificada 4 1 7 8.272 2.014 5.695 1.842 4.273 1.701

Modificada 4 1 28 14.235 1.801 11.106 1.872 10.121 1.857




Tabela 4.12: MD médio com carregamento na frequência de 25Hz, 10Hz e 1Hz da BGTC com agregados basálticos

Energia de Compactação

Teor de Cimento

(%)

Desvio Umidade

(%)

Cura (dias)

MD 25Hz (MPa) MD 10Hz (MPa) MD 1Hz (MPa)




Intermediária 2 0 7 3.771 177 1.401 521 1.103 441

Intermediária 2 0 28 7.094 428 3.659 85 2.632 126

Intermediária 2 -1 7 5.774 1.074 3.840 1.204 3.031 835

Intermediária 2 -1 28 10.452 881 6.726 1.287 5.306 1.194

Intermediária 2 1 7 2.496 831 1.303 229 1.010 222

Intermediária 2 1 28 4.991 367 2.243 131 1.517 118

Intermediária 3 0 7 6.301 936 4.954 699 4.342 829

Intermediária 3 0 28 11.523 963 9.408 1.221 8.506 1.300

Intermediária 3 -1 7 7.316 525 6.291 869 5.636 915

Intermediária 3 -1 28 13.945 239 12.831 1.220 11.893 1.356

Intermediária 3 1 7 4.529 1.130 3.129 768 2.490 736

Intermediária 3 1 28 9.077 378 5.373 586 4.737 522

Intermediária 4 0 7 8.682 819 7.418 391 6.744 295

Intermediária 4 0 28 14.900 801 12.797 848 11.914 917

Intermediária 4 -1 7 10.350 609 9.367 417 8.777 336

Intermediária 4 -1 28 17.492 1.250 16.038 1.372 15.018 1.281

Intermediária 4 1 7 6.193 949 4.232 177 3.624 131

Intermediária 4 1 28 10.474 832 7.451 138 6.624 42

Modificada 2 0 7 4.919 1.480 3.454 561 2.759 155

Modificada 2 0 28 4.825 206 4.503 319 3.602 121

Modificada 2 -1 7 5.889 1.041 4.628 749 3.967 662

Modificada 2 -1 28 6.884 367 5.385 380 4.566 544

Modificada 2 1 7 4.919 1.480 3.454 561 2.759 155

Modificada 2 1 28 3.833 177 3.014 180 2.579 148

Modificada 3 0 7 7.077 898 5.804 133 5.273 129

Modificada 3 0 28 9.398 342 8.591 337 8.644 363

Modificada 3 -1 7 7.072 905 5.382 72 3.909 606

Modificada 3 -1 28 14.272 638 11.012 2.437 11.774 1.038

Modificada 3 1 7 6.980 832 5.155 356 4.443 394

Modificada 3 1 28 9.630 1.114 6.498 779 5.553 698

Modificada 4 0 7 10.558 1.358 8.896 394 8.374 298

Modificada 4 0 28 18.740 1.394 17.293 1.261 16.387 918

Modificada 4 -1 7 12.789 46 10.374 1.565 9.768 1.659

Modificada 4 -1 28 21.092 724 19.749 719 18.685 658

Modificada 4 1 7 9.131 1.504 7.322 688 6.648 715

Modificada 4 1 28 14.931 2.329 13.896 1.595 13.348 1.397




Os resultados de módulo dinâmico observados nas Figuras 5.24 a 5.29 apresentam tendências

similares às notadas nos parâmetros de RCS, RT e MR. Algumas considerações sobre a influência

dos fatores avaliados neste estudo neste parâmetro são realizadas a seguir:

O incremento do teor de cimento Portland incrementou os valores de MD para todas as

frequências estudadas. Os valores de MD obtidos na BGTC com 4% de cimento foram, na

média, 150% superiores aos obtidos na BGTC com 2% de cimento;

Os maiores valores de módulo dinâmico foram obtidos após 28 dias de cura;

Os corpos de prova compactados na energia modificada apresentaram maiores valores de

MD quando comparados com os CPs compactados na energia intermediária;

A redução em 1% da umidade ótima para a compactação dos CPs promoveu um incremento

do MD, quando comparado com os resultados obtidos nos CPs compactados com a umidade

ótima. Já o incremento em 1% da umidade ótima reduziu a rigidez das misturas de BGTC.

De modo geral, as misturas preparadas com agregados basálticos apresentaram valores de

módulo dinâmico superiores aos obtidos na BGTC com agregados graníticos.




Figura 4.24: MD médio para o carregamento na frequência de 25Hz da BGTC com agregados graníticos




Figura 4.25: MD médio para o carregamento na frequência de 25Hz da BGTC com agregados basálticos





A Figura 4.30 apresenta os resultados de Módulo Dinâmico para todas as frequências empregadas:

25Hz, 10Hz, 5Hz, 1Hz, 0,5Hz e 0,1Hz. Nota-se nessa figura que, conforme a frequência de

carregamento é reduzida, o módulo dinâmico tende a diminuir. Esse comportamento é concordante

com o relatado na norma ASTM C469/C469M – 14 utilizada para determinação do módulo de

elasticidade do concreto. Nessa normativa indica-se que o módulo de concreto pode variar em

função da velocidade de aplicação do carregamento, para velocidades menores tende-se a obter

valores de módulos inferiores.




Figura 4.30: MD médio obtido nas frequências de 25Hz, 10Hz, 5Hz, 1Hz, 0,5Hz e 0,1Hz, para os agregados graníticos e basálticos

Ener

gia

Mo

dif

icad

a

Agregados Basálticos

Ener

gia

Inte

rmed

iári

a

Agregados Graníticos

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2,0 3,0 4,0

Mó

du

lo D

inâm

ico

(MP

a)

Teor de cimento Portland (%)

25Hz 10Hz 5Hz 1Hz 0,5Hz 0,1Hz

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2,0 3,0 4,0

Mó

du

lo D

inâm

ico

(MP

a)



0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2,0 3,0 4,0

Mó

du

lo D

inâm

ico

(MP

a)



0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

2,0 3,0 4,0

Mó

du

lo D

inâm

ico

(MP

a)






5. ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS RESULTADOS

O objetivo principal deste estudo foi avaliar os principais fatores que podem influenciar nos

parâmetros mecânicos da brita graduada tratada com cimento. Para isso, foi elaborado um

programa laboratorial utilizando-se a técnica de planejamento e análise de experimentos fatoriais.

Dessa forma foi possível realizar variações nos fatores de entrada e avaliar os efeitos dessas

variações por meio dos ensaios laboratoriais. Na Tabela 5.1 é apresentado um resumo dos fatores

avaliados e nota-se que a combinação de seus níveis originou um total de 72 experimentos.

Tabela 5.1: Experimentos fatoriais estabelecidos para o estudo

Fator Níveis

Fonte de Agregados 2

Energia de Compactação 2

Teor de Cimento Portland 3

Umidade de compactação 3

Tempo de Cura 2

Total de Experimentos 72

Neste capítulo são apresentados os resultados da análise estatística dos resultados obtidos no

programa laboratorial. A ferramenta estatística utilizada foi análise de variância (ANOVA), para

auxiliar na estimativa da significância do efeito da variação de cada fator estudado e dos efeitos de

interação entre os fatores na variação dos parâmetros mecânicos. O software estatístico MINITAB

foi utilizado para auxiliar no cálculo nessas análises.

Ainda neste capítulo são propostos modelos matemáticos para estimar os parâmetros mecânicos

determinados em laboratório em função de dados usualmente conhecidos antes da elaboração dos

ensaios laboratoriais de dosagem.




5.1. ANÁLISE DE VARIÂNCIA DOS PARÂMETROS ESTUDADOS

5.1.1. Resistência á compressão simples

Na Tabela 5.2 são apresentados os resultados da ANOVA para a resposta RCS. Nota-se nessa tabela

que o fator que teve menor significância estatística foi a umidade, dado o baixo valor do F calculado.

Os demais fatores foram muito significativos, isto é, influentes na resistência à compressão simples.

Na Tabela 5.2 também observa-se as interações com significância estatística na RCS. Por exemplo, a

interação entre a fonte de agregados (A) e a energia de compactação (B), interação (A)x(B) é

significativa, isto é, a influência do fator (A) na RCS vai depender do nível do fator (B).

Tabela 5.2: Resultados da ANOVA para a RCS

Fatores e Interações Grau de

Liberdade Soma dos

Quadrados F

Calculado F

Tabelado P Significativo

Fonte de Agregados (A) 1 120,109 448,22 3,84 0,000 Sim

Energia de Compactação (B) 1 126,302 471,33 3,84 0,000 Sim

Teor de Cimento (C) 2 257,986 481,37 3,00 0,000 Sim

Umidade (D) 2 14,035 26,19 3,00 0,000 Sim

Dias de Cura (E) 1 107,005 399,32 3,84 0,000 Sim

(A)x(B) 1 3,774 14,08 3,84 0,000 Sim

(A)x(C) 2 0,113 0,21 3,00 0,810 Não

(A)x(D) 2 0,429 0,8 3,00 0,451 Não

(A)x(E) 1 9,446 35,25 3,84 0,000 Sim

(B)x(C) 2 16,79 31,33 3,00 0,000 Sim

(B)x(D) 2 0,297 0,55 3,00 0,576 Não

(B)x(E) 1 6,171 23,03 3,84 0,000 Sim

(C)x(D) 4 3,608 3,37 2,37 0,011 Sim

(C)x(E) 2 8,7 16,23 3,00 0,000 Sim

(D)x(E) 2 0,063 0,12 3,00 0,889 Não

Erro 189 50,646

Total 215 725,474

Nas Figuras 5.1 e 5.2 apresenta-se os gráficos obtidos no software estatístico MINITAB, nos quais

também pode ser notada a influência dos fatores avaliados e suas interações na resposta RCS.

Dessas figuras podem ser realizadas as seguintes afirmações:

a) Fonte de Agregados

o A BGTC com agregados graníticos apresentou valores inferiores aos obtidos na BGTC com

agregados basálticos e essa diferença foi mais notória na energia modificada. Esse




comportamento pode ser explicado devido à dureza dos agregados, já que o basalto

apresenta valores inferiores de Abrasão Los Angeles e, portanto, durante a compactação

mais enérgica sofre menor degradação dos grãos;

o O incremento do teor de cimento promoveu o aumento da RCS, de forma mais ou menos

similar na BGTC com agregados graníticos e basálticos;

o O incremento de umidade tende a reduzir a resistência, para a BGTC com ambos agregados;

o O ganho de resistência com o tempo de cura é mais acentuado para a BGTC com agregados

basálticos, dada a maior inclinação da reta na Figura 5.2.

b) Energia de Compactação

o Os maiores valores de resistência à compressão simples foram obtidos na BGTC compactada

na energia modificada, quando comparada com a BGTC compactada na energia

intermediária;

o O aumento da RCS com o acréscimo do teor de cimento é mais acentuado na BGTC

compactada na energia modificada;

o A redução da RCS devido ao incremento do teor de umidade foi similar para as duas energias

de compactação;

o O incremento do tempo de cura é levemente mais favorável na energia modificada.

c) Teor de cimento Portland

o O incremento do teor de cimento Portland aumenta a resistência à compressão simples,

como é bem relatado por inúmeros autores;

o A redução da RCS conforme aumenta o teor de umidade é mais acentuada na BGTC com 4%

de cimento Portland, principalmente na transição da umidade ótima para a umidade ótima

+1%;

o O ganho de resistência com o tempo de cura é similar para as três condições de umidade

analisadas.

d) Teor de umidade

o O incremento do teor de umidade de compactação dos corpos de prova reduz a resistência à

compressão simples. Esse comportamento é usualmente observado em materiais




cimentados, que precisam de apenas 25% a 30% de água com relação ao peso de cimento

para hidratar seus grãos;

o Os maiores valores de RCS foram observados na condição de umidade ótima -1% e os

menores valores nos casos em que se adicionou 1% a mais da umidade ótima determinada

no ensaio de compactação Proctor.

e) Tempo de cura

o Verificou-se que o incremento do tempo de cura de 7 para 28 dias aumenta a RCS;

o O emprego de 1% de umidade acima da ótima produziu misturas de BGTC com os menores

valores de RCS média aos 7 e 28 dias, mas a taxa de incremento de resistência foi similar à

observada na condição de umidade ótima e 1% abaixo da umidade ótima.

Figura 5.1: Efeitos principais dos fatores estudados na RCS




Figura 5.2: Efeitos principais dos fatores estudados e suas interações na RCS

5.1.2. Resistência à tração por compressão diametral

Na Tabela 5.3 são apresentados os resultados da ANOVA para a resposta resistência à tração.

Observa-se que todos os fatores foram significativos nesse parâmetro mecânico, sendo o tempo de

cura o que mais se destacou, dado o elevado valor de F calculado, seguido pelo teor de cimento e a

energia de compactação.




Tabela 5.3: Resultados da ANOVA para a RT


Liberdade Soma dos

Quadrados F

Calculado F


Fonte de Agregados (A) 1 1,11227 179,71 3,84 0,000 Sim

Energia de Compactação (B) 1 1,76765 285,6 3,84 0,000 Sim

Teor de Cimento (C) 2 4,43472 358,26 3,00 0,000 Sim

Umidade (D) 2 0,23866 19,28 3,00 0,000 Sim

Dias de Cura (E) 1 4,62882 747,89 3,84 0,000 Sim

(A)x(B) 1 0,07114 11,49 3,84 0,001 Sim

(A)x(C) 2 0,01056 0,85 3,00 0,428 Não

(A)x(D) 2 0,01208 0,98 3,00 0,379 Não

(A)x(E) 1 0,45559 73,61 3,84 0,000 Sim

(B)x(C) 2 0,13001 10,5 3,00 0,000 Sim

(B)x(D) 2 0,01523 1,23 3,00 0,295 Não

(B)x(E) 1 0,20659 33,38 3,84 0,000 Sim

(C)x(D) 4 0,0712 2,88 2,37 0,024 Sim

(C)x(E) 2 0,81952 66,21 3,00 0,000 Sim

(D)x(E) 2 0,01292 1,04 3,00 0,354 Não

Erro 189 1,16976

Total 215 15,1567

Nas Figuras 5.3 e 5.4 apresenta-se de forma gráfica a influência dos fatores avaliados e suas

interações na resposta RT. Dessas figuras podem ser realizadas as seguintes afirmações:

a) Fonte de Agregados

o O emprego de agregados graníticos originou misturas de BGTC com resistência à tração

inferior ao caso em que foram utilizados os agregados basálticos;

o Nota-se na Figura 5.4 que, na interação com a energia de compactação, os maiores ganhos

acontecem com o agregado basáltico na energia modificada;

o A interação dos agregados com o teor de cimento mostra que o ganho de resistência

conforme o nível desse fator aumenta é similar para as duas fontes de agregados estudados.

Esse comportamento se comprova na Tabela 5.3, já que a interação (A)x(C) não é

significativa;

o A BGTC com as duas fontes de agregados apresenta uma mesma taxa de redução de

resistência conforme o conteúdo de umidade aumenta, indicando a não significância dessa

interação (A)x(D);

o O ganho de resistência com o tempo de cura é mais acentuado para a BGTC com agregados

basálticos do que na BGTC com agregados graníticos.




b) Energia de Compactação

o Nota-se na Figura 5.3 que os maiores valores de resistência à tração foram obtidos na BGTC

com a energia modificada;

o O ganho de resistência com o incremento do teor de cimento é similar em corpos de prova

compactados com a energia intermediária e com a energia modificada;

o A interação da energia de compactação com a umidade de compactação tampouco é

significativa na resposta RT;

o A BGTC compactada na energia modificada apresentou um ganho de resistência superior

com o tempo de cura, quando comparada com a energia intermediária, indicando a

significância dessa interação.

c) Teor de cimento Portland

o O incremento do teor de cimento Portland também incrementa a resistência à tração das

misturas de BGTC. Os maiores valores desse parâmetro mecânico foram obtidos nas

misturas com adição de 4% de cimento;

o O ganho de resistência à tração não é similar nos níveis de umidade de compactação

analisados, como pode se observar na Figura 5.4, motivo pelo qual esta interação é

significativa estatisticamente;

o As misturas de BGTC com 4% de teor de cimento foram as que apresentaram um ganho mais

acentuado de resistência dos 7 aos 28 dias de cura, indicando a interação significativa destes

fatores.

d) Umidade

o A umidade também foi um fator influente na resistência à tração. Os maiores valores foram

obtidos, em média, para a condição de compactação dos corpos de prova com 1% abaixo da

umidade ótima;

o A interação desse fator com o tempo de cura não parece ser significativa, já que o ganho de

resistência dos 7 aos 28 dias de cura foi bastante similar para os três níveis estudados.

e) Tempo de cura




o Os maiores valores de RT foram obtidos aos 28 dias de cura, para todas as combinações de

fatores analisados neste estudo.

Figura 5.3: Efeitos principais dos fatores estudados na RT




Figura 5.4: Efeitos principais dos fatores estudados e suas interações na RT

5.1.3. Módulo de resiliência diametral

Na Tabela 5.4 são apresentados os resultados da ANOVA para a resposta módulo de resiliência.

Observa-se que todos os fatores foram significativos nesse parâmetro mecânico, sendo o tempo de

cura o que se mostrou mais significativo, dado o elevado valor de F calculado, seguido pelo teor de

cimento e a energia de compactação.




Tabela 5.4: Resultados da ANOVA para o MR


Liberdade Soma dos

Quadrados F

Calculado F


Fonte de Agregados (A) 1 103458153 13,06 3,84 0,000 Sim

Energia de Compactação (B) 1 405813280 51,21 3,84 0,000 Sim

Teor de Cimento (C) 2 2590741986 163,46 3,00 0,000 Sim

Umidade (D) 2 66225388 4,18 3,00 0,017 Sim

Dias de Cura (E) 1 2435617844 307,34 3,84 0,000 Sim

(A)x(B) 1 164936042 20,81 3,84 0,000 Sim

(A)x(C) 2 37480873 2,36 3,00 0,097 Não

(A)x(D) 2 105031611 6,63 3,00 0,002 Sim

(A)x(E) 1 879751 0,11 3,84 0,739 Não

(B)x(C) 2 8584511 0,54 3,00 0,583 Não

(B)x(D) 2 134726042 8,5 3,00 0,000 Sim

(B)x(E) 1 27810301 3,51 3,84 0,063 Não

(C)x(D) 4 92907209 2,93 2,37 0,022 Sim

(C)x(E) 2 138066477 8,71 3,00 0,000 Sim

(D)x(E) 2 33373815 2,11 3,00 0,125 Não

Erro 189 1497782856

Total 215 7843436138

Nas Figuras 5.5 e 5.6 apresenta-se de forma gráfica a influência dos fatores avaliados e suas

interações na resposta MR. Dessas figuras podem ser realizadas as seguintes afirmações:

a) Fonte de agregados

o Os valores de módulo de resiliência foram maiores nas misturas de BGTC com agregados

basálticos, como mostra a Figura 5.5;

o Na Figura 5.6 observa-se que na energia intermediária os valores médios de MR foram muito

próximos para a BGTC com os dois tipos de agregados, contudo, na energia modificada os

agregados basálticos apresentaram maior valor de MR, o que indica a significância dessa

interação;

o Com relação à interação com o teor de cimento, o comportamento foi similar para a BGTC

com as duas fontes de agregados. O maior ganho acontece de 2% para 3% de cimento, dada

a maior inclinação da reta nesse segmento, quando comparada com a reta de 3% para 4% de

cimento na Figura 5.6;




o Na BGTC com basalto o maior valor de MR médio foi obtido nos CPs compactados na

umidade ótima, enquanto que na BGTC com granito o maior valor é na condição de umidade

ótima -1%. Esse comportamento denota a significância estatística dessa interação;

o O ganho de rigidez com o tempo de cura foi similar para a BGTC com agregados graníticos e

basálticos.

b) Energia de compactação

o Nota-se na Figura 5.5 que os maiores valores de MR médio foram obtidos em corpos de

prova compactados com a energia modificada;

o O incremento de rigidez conforme aumenta o teor de cimento é similar para as duas

energias de compactação utilizadas;

o Observa-se na Figura 5.6 que o emprego de umidades crescentes afetou pouco a BGTC

compactada na energia modificada, mas na energia intermediária a umidade ótima produziu

os CPs com maior MR médio;

o O aumento do MR com o tempo de cura é similar para as duas energias de compactação

utilizadas.

c) Teor de Cimento

o Verificou-se também neste parâmetro que o incremento do teor de cimento Portland

aumenta o MR médio da BGTC (Figura 5.5);

o As misturas de BGTC com 2% e 3% de cimento apresentaram os maiores valores de MR nos

CPs compactados na umidade ótima, enquanto que na energia modificada os máximos

valores médios foram obtidos na umidade ótima +1%;

o Com relação à interação do teor de cimento com o tempo de cura, nota-se na Figura 5.6 que

os maiores ganhos dos 7 aos 28 dias de cura foi obtido na BGTC com 3% e 4%.

d) Teor de umidade

o Na Figura 5.5 observa-se que, o maior valor médio de MR foi obtido na condição em que os

CPs foram moldados na umidade ótima. O emprego de 1% acima ou abaixo da umidade

ótima produziu misturas de BGTC que, na média, apresentaram menores valores de MR;

o A interação com o tempo de cura mostra que o ganho de resistência com o decorrer do

tempo foi muito parecido para as três condições de umidade.




e) Tempo de cura

o Os valores médios de módulo de resiliência mostram que a cura dos CPs durante 28 dias

promoveu um incremento notável nesse parâmetro, quando comparados com os valores

obtidos aos 7 dias de cura.

Figura 5.5: Efeitos principais dos fatores estudados no MR




Figura 5.6: Efeitos principais dos fatores estudados e suas interações no MR

5.1.4. Módulo dinâmico

A análise realizada nesta seção para o módulo dinâmico foi restrita aos resultados obtidos com

carregamento na frequência de 25Hz, já que para as outras frequências o comportamento foi

similar. Na Tabela 5.5 são apresentados os resultados da ANOVA para a resposta módulo dinâmico

obtido na frequência de 25Hz. Assim como foi notado nos parâmetros mecânicos de RCS, RT e MR,

todos os fatores estudados foram significativos na resposta MD, com destaque para o teor de

cimento e o tempo de cura.




Tabela 5.5: Resultados da ANOVA para o MD na frequência de 25Hz


Liberdade Soma dos

Quadrados F

Calculado F





Umidade (D) 2 324350868 82,41 3,00 0,000 Sim

Dias de Cura (E) 1 828006874 420,75 3,84 0,000 Sim

(A)x(B) 1 1770542 0,9 3,84 0,344 Não

(A)x(C) 2 128917 0,03 3,00 0,968 Não

(A)x(D) 2 21486172 5,46 3,00 0,005 Sim

(A)x(E) 1 29418156 14,95 3,84 0,000 Sim

(B)x(C) 2 78730875 20 3,00 0,000 Sim

(B)x(D) 2 26688744 6,78 3,00 0,001 Sim

(B)x(E) 1 1305423 0,66 3,84 0,416 Não

(C)x(D) 4 29976491 3,81 2,37 0,005 Sim

(C)x(E) 2 189440656 48,13 3,00 0,000 Sim

(D)x(E) 2 42774989 10,87 3,00 0,000 Sim

Erro 189 371942794

Total 215 4111704182

Os resultados apresentados na Tabela 5.5 também podem ser visualizados nas Figuras 5.7 e 5.8.

Dessas figuras podem ser realizadas as seguintes afirmações:

a) Fonte de agregados

o O emprego de agregados basálticos na BGTC promoveu misturas com maiores valores

médios de MD, quando comparados com os agregados graníticos. Foi citado anteriormente

neste relatório que, esse comportamento pode ser atribuído à menor degradação desses

agregados durante a compactação dos CPs com o soquete Proctor grande;

o O incremento da energia de compactação, da intermediária para a modificada, produziu

ganhos muito similares na BGTC com as duas fontes de agregados;

o O ganho de rigidez devido ao incremento de cimento Portland nas misturas foi igual na

BGTC com agregados graníticos e basálticos;

o O incremento do teor de umidade reduziu o valor do módulo dinâmico médio, com maior

notoriedade na BGTC com agregados basálticos;

o O tempo de cura promoveu maior ganho de rigidez nas misturas com agregados basálticos,

quando comparados com os agregados graníticos.




b) Energia de compactação

o A energia modificada produziu misturas de BGTC com os maiores valores médios de MD,

como mostra a Figura 5.7;

o A interação da energia de compactação com o fator teor de cimento mostra, na Figura 5.8, o

maior ganho de rigidez nas misturas de BGTC compactadas na energia modificada, conforme

aumenta o teor de cimento;

o A rigidez da BGTC decresce conforme aumenta o teor de umidade de compactação, e essa

redução é mais notória nos CPs compactados na energia intermediária;

o O aumento do MD médio com o tempo de cura é similar nos corpos de prova compactados

na energia modificada e intermediária, indicando a não significância estatística dessa

interação.

c) Teor de Cimento

o A Figura 5.7 comprova que o incremento do teor de cimento na BGTC aumenta o valor médio

do módulo dinâmico, quase triplicando o valor, quando comparada a BGTC com 2% e com

4% de cimento Portland;

o A perda de rigidez devido ao incremento do teor de umidade é mais acentuada na BGTC com

4% de cimento, quando comparada com as misturas com 2% e 3%;

o O tempo de cura é mais favorável no incremento do módulo dinâmico nas misturas de BGTC

com 4% de cimento.

d) Teor de umidade

o Nota-se na Figura 5.7 que, conforme se incrementa o teor de umidade, o módulo dinâmico

médio é reduzido;

o Com relação ao tempo de cura, as misturas com menor conteúdo de umidade (abaixo da

ótima), apresentaram maior ganho de rigidez dos 7 aos 28 dias de cura, indicando a

significância estatística dessa interação de fatores.

e) Tempo de cura

o Comprovou-se também no parâmetro mecânico de módulo dinâmico que conforme o tempo

de cura é incrementado, a rigidez das misturas de BGTC tende a aumentar.




Figura 5.7: Efeitos principais dos fatores estudados no MD na frequência de 25Hz

Figura 5.8: Efeitos principais dos fatores estudados e suas interações no MD na frequência de 25Hz




Nas Tabelas 5.6 e 5.7 também são apresentados os resultados da ANOVA para a resposta módulo

dinâmico na frequência de 10Hz e 1Hz, respectivamente. Esses resultados também são

apresentados graficamente das Figuras 5.9 a 5.12. De modo geral, as tendências e comportamento

dos fatores e suas interações são similares às observadas para o módulo dinâmico na frequência de

25Hz.

Tabela 5.6: Resultados da ANOVA para o MD com carregamento na frequência de 10Hz


Liberdade Soma dos

Quadrados F

Calculado F





Umidade (D) 2 389510369 108,81 3,00 0,000 Sim

Dias de Cura (E) 1 566172719 316,33 3,84 0,000 Sim

(A)x(B) 1 8434279 4,71 3,84 0,031 Sim

(A)x(C) 2 25865383 7,23 3,00 0,001 Sim

(A)x(D) 2 20125729 5,62 3,00 0,004 Sim

(A)x(E) 1 35805097 20 3,84 0,000 Sim

(B)x(C) 2 55447233 15,49 3,00 0,000 Sim

(B)x(D) 2 32081906 8,96 3,00 0,000 Sim

(B)x(E) 1 11585836 6,47 3,84 0,012 Sim

(C)x(D) 4 45348782 6,33 2,37 0,000 Sim

(C)x(E) 2 194510077 54,34 3,00 0,000 Sim

(D)x(E) 2 48925719 13,67 3,00 0,000 Sim

Erro 189 338273734

Total 215 3618594437




Tabela 5.7: Resultados da ANOVA para o MD com carregamento na frequência de 1Hz


Liberdade Soma dos

Quadrados F

Calculado F





Umidade (D) 2 340596589 92,27 3,00 0,000 Sim

Dias de Cura (E) 1 499694130 270,73 3,84 0,000 Sim

(A)x(B) 1 7344800 3,98 3,84 0,047 Sim

(A)x(C) 2 27173259 7,36 3,00 0,001 Sim

(A)x(D) 2 15743006 4,26 3,00 0,015 Sim

(A)x(E) 1 29219650 15,83 3,84 0,000 Sim

(B)x(C) 2 49557814 13,43 3,00 0,000 Sim

(B)x(D) 2 32677731 8,85 3,00 0,000 Sim

(B)x(E) 1 11430540 6,19 3,84 0,014 Sim

(C)x(D) 4 54889034 7,43 2,37 0,000 Sim

(C)x(E) 2 188118392 50,96 3,00 0,000 Sim

(D)x(E) 2 38776428 10,5 3,00 0,000 Sim

Erro 189 348840958

Total 215 3488989263






5.2. MODELAGEM DOS PARÂMETROS MECÂNICOS

Nesta seção do relatório são apresentadas algumas modelagens dos parâmetros mecânicos de RCS,

RT, MR e MD. Os modelos apresentados permitem estimar esses parâmetros em função de

propriedades dos materiais e características de produção da brita graduada tratada com cimento.

5.2.1. Modelos para estimar a resistência à compressão simples (RCS)

Para estimar a RCS da brita graduada tratada com cimento é proposto o modelo linear apresentado

na Equação 5.1, em função dos fatores avaliados neste estudo: energia de compactação, densidade

dos agregados, teor de cimento, tempo de cura e desvio do teor de umidade da mistura de BGTC.

Nota-se que o modelo tem um elevado coeficiente de determinação (R2), indicando o bom ajuste do

modelo aos valores observados nos ensaios laboratoriais.




(R2=0,93) Equação 5.1

Onde:

RCS = Resistência à compressão simples em MPa;

E = energia de compactação em kgfcm/cm3, (Energia Intermediária = 12,9 kgfcm/cm3;

Energia Modificada 27,2 kgfcm/cm3);

= massa específica real dos agregados em kgf/cm3;

C = teor de cimento (%);

T = tempo de cura em dias;

W = desvio de umidade em porcentagem (0% para a umidade ótima).

Na Figura 5.13 é apresentado um gráfico que confronta os valores de RCS de ensaio com os valores

de RCS estimado. Nota-se que os valores estão muito próximos da linha de igualdade, o que se

traduz como um bom ajuste do modelo proposto.




Figura 5.13: RCS obtido nos ensaios de laboratório versus o RCS estimado pela Equação 5.1

Para o caso em que não se introduza como variável o desvio da umidade para estimar a RCS,

propõe-se o modelo potencial da Equação 5.2, também com um R2 excelente. Na Figura 5.14

observa-se os valores de RCS estimados são muito próximos aos observados nos ensaios

laboratoriais.

(R2=0,92) Equação 5.2

Onde:

RCS = Resistência à compressão simples em kPa;





T = tempo de cura em dias.

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

RC

S es

tim

ado

(M

Pa)

RCS de ensaio (MPa)




Figura 5.14: RCS obtido nos ensaios de laboratório versus o RCS estimado pela Equação 5.2

5.2.2. Modelos para estimar a resistência à tração (RT)

Para o parâmetro de resistência à tração da BGTC também são propostos modelos em função das

características dos materiais e da produção da mistura, apresentados nas Equações 5.3 e 5.4. Nas

Figuras 5.15 e 5.16 são apresentados gráficos para comparar os resultados de laboratório com os

resultados estimados nos modelos propostos. Nota-se que existe um bom ajuste dos modelos, o que

pode indicar uma boa correlação dos fatores aqui estudados com a resposta RT.

(R2=0,92) Equação 5.3

Onde:

RT = Resistência à tração em MPa;




0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

RC

S es

tim

ado

(M

Pa)

RCS de ensaio (MPa)






W = desvio de umidade em porcentagem (0% para a umidade ótima).

Figura 5.15: RT obtido nos ensaios de laboratório versus o RT estimado pela Equação 5.3

(R2=0,88) Equação 5.4

Onde:

RT = Resistência à tração em kPa;






0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

RT

esti

mad

o (

MP

a)

RT de ensaio (MPa)




Figura 5.16: RT obtido nos ensaios de laboratório versus o RT estimado pela Equação 5.4

Na Equação 5.5 também é apresentado um modelo para estimar a resistência à tração em função da

resistência à compressão simples, que é um ensaio usualmente utilizado na dosagem da BGTC.

Nesse modelo nota-se que a RT é aproximadamente 11% da RCS, valor muito próximo ao sugerido

por Balbo (1993). Na Figura 5.17 pode-se observar o bom ajuste dessa correlação entre a RT e a

RCS.

(R2=0,86) Equação 5.5

Onde:

RT = Resistência à tração em MPa;

RT = Resistência à compressão simples em MPa;

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

RT

esti

mad

o (

MP

a)

RT de ensaio (MPa)




Figura 5.17: Previsão da RT em função da RCS

5.2.3. Modelos para estimar o módulo de resiliência (MR)

O parâmetro módulo de resiliência poderia ser estimado também em função dos fatores

investigados neste estudo. Na Equação 5.6 propõe-se um modelo linear que correlaciona a rigidez

da BGTC com a energia de compactação, massa específica real dos agregados, teor de cimento,

tempo de cura e desvio da umidade.

(R2=0,96) Equação 5.6

Onde:

MR = Módulo de Resiliência em MPa;





y = 0,1114x R² = 0,8593

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Res

istê

nci

a à

Traç

ão (

MP

a)






W = desvio de umidade em porcentagem (0% para umidade ótima).

Na Figura 5.18 apresenta-se a confrontação dos resultados de MR obtidos no programa

experimental de laboratório com os valores de MR estimados pelo modelo da Equação 5.6.

Novamente, a aproximação dos pontos da linha de igualdade indica o bom ajuste do modelo

proposto.

Figura 5.18: MR obtido nos ensaios de laboratório versus o MR estimado pela Equação 5.6

Também é proposto um modelo potencial sem a inclusão do desvio de umidade na Equação 5.7. O

coeficiente de determinação e a proximidade dos pontos da linha de igualdade da Figura 5.19

indicam um bom ajuste desse modelo.

(R2=0,98) Equação 5.7

Onde:


0

10.000

20.000

30.000

0 10.000 20.000 30.000

MR

est

imad

o (

MP

a)

MR de ensaio (MPa)









Figura 5.19: MR obtido nos ensaios de laboratório versus o MR estimado pela Equação 5.7

Nas Figuras 5.20 e 5.21 são apresentadas as correlações da RCS e da RT com o MR,

respectivamente. Nota-se que não há uma boa correlação entre esses parâmetros usualmente

utilizados na dosagem da BGTC com sua rigidez. Contudo, na equação 5.8 é apresentado um modelo

linear para estimar o MR em função da RCS, com um coeficiente de determinação (R2) regular. Na

Figura 5.22 apresenta-se a comparação dos valores estimados por esse modelo com os valores

obtidos em ensaios de laboratório.

0

10.000

20.000

30.000

0 10.000 20.000 30.000

MR

est

imad

o (

MP

a)

MR de ensaio (MPa)




Figura 5.20: Correlação da resistência à compressão simples com o módulo de resiliência

Figura 5.21: Correlação da resistência à tração com o módulo de resiliência

y = 3576,7x R² = 0,3624

0

7.500

15.000

22.500

30.000

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

Mó

du

lo d

e R

esili

ênci

a (M

Pa)

RCS (MPa)

y = 31367x R² = 0,3023

0

7.500

15.000

22.500

30.000

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20

Mó

du

lo d

e R

esi

liên

cia

(MP

a)

Resistência à Tração (MPa)




(R2=0,58) Equação 5.8

Onde:


RCS = Resistência à compressão simples em MPa.

Figura 5.22: Previsão do MR em função da RCS

Na Equação 5.9 é apresentado um modelo para estimar o módulo de resiliência em função da

resistência à tração. O R2 desse modelo e a Figura 5.23 indicam um ajuste regular desse modelo

proposto.

(R2=0,71) Equação 5.9

Onde:


RT = Resistência à tração em MPa.

y = 2311,5x + 5984,6 R² = 0,5753

0

10.000

20.000

30.000

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0

Mó

du

lo d

e R

esili

ênci

a (M

Pa)





Figura 5.23: Previsão do MR em função da RT

É possível estimar o MR em função da RCS e da RT de forma simultânea com o modelo proposto na

Equação 5.10. Esse modelo apresenta um ajuste regular (R2=0,68), como mostra também a Figura

5.24.

(R2=0,68) Equação 5.10

Onde:


RCS = Resistência à compressão simples em kPa;

RT = Resistência à tração em kPa;

y = 19033x + 6972,2 R² = 0,7105

0

10.000

20.000

30.000

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20

Mó

du

lo d

e R

esili

ênci

a (M

Pa)





Figura 5.24: Previsão do MR em função da RCS e RT (Equação 5.10)

5.2.3. Modelos para estimar o módulo dinâmico (MD)

O módulo dinâmico da BGTC também pode ser estimado em função das propriedades dos materiais

e das características da mistura, como mostra o modelo apresentado na Equação 5.11. Esse modelo

apresenta um excelente ajuste com elevado coeficiente de determinação e, como mostra a Figura

5.25, com os pontos muito próximos à linha de igualdade.

(R2=0,96) Equação 5.11

Onde:

MD = Módulo Dinâmico com 1Hz em MPa;






0

10.000

20.000

30.000

0 10.000 20.000 30.000

MR

est

imad

o (

MP

a)

MR de ensaio (MPa)




W = desvio de umidade, (0% para a umidade ótima).

Figura 5.25: MD 25Hz obtido nos ensaios de laboratório versus o MD 25Hz estimado pela Equação 5.11

O módulo dinâmico na frequência de 25 Hz também poderia ser estimado em função da resistência

à compressão simples que é o parâmetro mais comumente determinado em laboratório. Na

Equação 5.12 apresenta-se um modelo com ajuste regular, como mostra a Figura 5.26.

(R2=0,73) Equação 5.12

Onde:


RCS = Resistência à compressão simples em MPa.

0

10.000

20.000

0 10.000 20.000

MD

25

Hz

est

imad

o (

MP

a)

MD 25Hz de ensaio (MPa)




Figura 5.26: Previsão do MD 25Hz em função da RCS

A resistência à tração também poderia ser utilizada para prever o MD na frequência de 25Hz, como

mostra o modelo apresentado na Equação 5.13. Esse modelo apresenta um ajuste regular conforme

indica seu coeficiente de determinação e a Figura 5.27.

(R2=0,70) Equação 5.13

Onde:


RT = Resistência à tração em MPa.

y = 1902,3x + 1166,8 R² = 0,7266

0

10.000

20.000

30.000

0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00

Mó

du

lo D

inâm

ico

25

Hz

(MP

a)





Figura 5.27: Previsão do MD 25Hz em função da RT

É também possível utilizar tanto a RCS e a RT simultaneamente para estimar o módulo dinâmico,

como mostra o modelo apresentado na Equação 5.14. O modelo apresenta um ajuste bom, como

mostra a Figura 5.28.

(R2=0,75) Equação 5.14

Onde:


RCS = Resistência à compressão simples em kPa.

RT = Resistência à tração em kPa.

y = 13871x + 2720,3 R² = 0,7038

0

10.000

20.000

30.000

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20

Mó

du

lo D

inâm

ico

25

Hz

(MP

a)





Figura 5.28: Previsão do MD 1Hz em função da RCS e RT (Equação 5.14)

Nas Figuras 5.29 e 5.30 apresentam-se correlações entre o módulo de resiliência e módulo

dinâmico na frequência de 25Hz e 1Hz, respectivamente. Nota-se que a correlação é de regular a

má, sendo que os valores obtidos no ensaio de módulo dinâmico são menores aos obtidos no ensaio

de módulo de resiliência, principalmente para o módulo dinâmico com frequência de 1Hz. Essa

diferença pode ser atribuída principalmente à forma de aplicação do carregamento e às dimensões

diferentes dos corpos de prova.

0

10.000

20.000

30.000

0 10.000 20.000 30.000

MD

25

Hz

esti

mad

o (

MP

a)

MD 25Hz de ensaio (MPa)




Figura 5.29: Correlação entre o MR e MD para 25Hz de Frequência

Figura 5.30: Correlação entre o MR e MD para 1Hz de Frequência

y = 0,5654x R² = 0,5344

0

10.000

20.000

30.000

0 10.000 20.000 30.000

Mó

du

lo D

inâm

ico

25

Hz

(MP

a)

Módulo de Resiliência (MPa)

y = 0,4068x R² = 0,457

0

10.000

20.000

30.000

0 10.000 20.000 30.000

Mó

du

lo D

inâm

ico

1H

z (M

Pa)

Módulo de Resiliência (MPa)




6. CONCLUSÕES

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de algumas variáveis no comportamento mecânico

da brita graduada tratada com cimento (BGTC) por meio de um programa laboratorial utilizando-se

a técnica de planejamento e análise de experimentos fatoriais. As variáveis de análise selecionadas

foram: a fonte de agregados, o teor de cimento Portland, o tempo de cura, o teor de umidade e a

energia de compactação. A combinação dessas variáveis originou um total de 72 experimentos.

Para avaliar o comportamento mecânico da BGTC foram empregados os parâmetros: resistência à

compressão simples (RCS), resistência à tração por compressão diametral (RT), módulo de

resiliência (MR) e módulo dinâmico (MD).

Na continuação são apresentadas algumas observações realizadas com relação ao emprego dos

ensaios laboratoriais empregados para caracterizar o comportamento mecânico da BGTC neste

estudo. Também apresentam-se as principais conclusões desenhadas a partir dos resultados

obtidos no programa laboratorial e dos modelos aqui propostos para estimar os parâmetros

mecânicos.

6.1. ENSAIOS LABORATORIAIS

O ensaio de compressão simples é tradicionalmente utilizado para fixar o teor de cimento Portland

necessário para atender aos critérios de resistência da BGTC. Neste estudo foram utilizados corpos

de provas com as dimensões de 100mm de diâmetro e 200mm de altura, compactados com soquete

Proctor grande. De modo geral foi fácil trabalhar com estes CPs e praticamente não houve

necessidade de repetição de ensaios além dos planejados. Os resultados de resistência à

compressão simples foram consistentes com os CPs nestas dimensões e o desvio padrão obtido foi

baixo na maioria das combinações de variáveis.

Os CPs empregados no ensaio de módulo dinâmico foram iguais aos utilizados no ensaio de

compressão simples. Nesse ensaio de carregamento axial cíclico também obtiveram-se resultados

satisfatórios no que diz respeito à repetibilidade dos valores e houve necessidade de repetir poucos

ensaios. De modo geral, o ensaio foi realizado com certa simplicidade por meio da fixação de LVDTs




no corpo de prova em curto período de tempo. Os valores mais elevados foram obtidos nas

frequências mais altas e, conforme a frequência foi reduzida, os valores de módulo dinâmico

também diminuíram, indicando a dependência da BGTC com a frequência de carregamento,

conforme também é citado na ASTM C469 para o concreto de cimento Portland.

No ensaio de compressão diametral para determinação da resistência à tração foram utilizados

corpos de prova de 100mm de diâmetro e 60mm de altura compactados com soquete Proctor

grande. De modo geral a compactação desses CPs foi rápida, mas, obtiveram-se valores de desvio

padrão elevados, motivo pelo qual em certas combinações de variáveis da BGTC houve necessidade

de moldar mais réplicas do que as planejadas para obter resultados consistentes.

O módulo de resiliência foi determinado em corpos de prova iguais aos utilizados no ensaio de

resistência à tração por compressão diametral. Assim como foi observado no ensaio de RT, no

ensaio de MR foi necessário repetir várias vezes algumas combinações de BGTC para poder obter

resultados consistentes. Os valores de rigidez obtidos neste ensaio foram superiores aos obtidos no

ensaio de módulo dinâmico. De modo geral, os valores de MD obtidos na frequência de 25Hz foram

os que mais se aproximaram aos valores de MR. Contudo vale salientar que este ensaio foi realizado

de forma mais rápida e simples, quando comparado com a moldagem dos CPs e execução do ensaio

de módulo dinâmico.

Com relação à umidade utilizada na compactação dos corpos de prova, apenas os corpos de prova

na umidade ótima alcançaram grau de compactação satisfatório, sendo que nas umidades 1% acima

e abaixo da ótima, o grau de compactação foi sempre inferior.

6.2. INFLUÊNCIA DOS FATORES AVALIADOS

A ferramenta estatística análise de variância (ANOVA) foi utilizada para auxiliar na análise da

influência dos fatores e suas interações na avaliação dos parâmetros mecânicos. Dessa análise,

foram realizadas as seguintes conclusões.

Teor de cimento Portland

De modo geral, verificou-se que o incremento do teor de cimento promoveu o aumento da

resistência à compressão simples, da resistência à tração, do módulo de resiliência e do módulo

dinâmico. Assim, este fator foi estatisticamente significativo para todos os parâmetros avaliados.




As normativas nacionais especificam o emprego da BGTC com teores de cimento de 3% a 5% de

cimento Portland, contudo, neste estudo optou-se por avaliar os teores de 2% a 4%. O intuito foi

verificar se, com 2% de cimento Portland seria possível atender os valores mínimos de resistência à

compressão simples (>3,50MPa) na energia modificada de compactação. Essa hipótese foi

constatada na BGTC com agregados basálticos, mas não para a BGTC com agregados graníticos. Já

no parâmetro resistência à tração, as combinações de BGTC com 2% apresentaram valores médios

que oscilaram de 0,20 a 0,30MPa e nas combinações de BGTC com 4% de cimento a RT média

oscilou de 0,60 a 0,70MPa.

Com relação aos parâmetros de rigidez determinados por esforços de tração diametral e de

compressão axial, observaram-se valores elevados de módulo de resiliência e módulo dinâmico, até

alcançar valores superiores a 18.000MPa e 12.000MPa, respectivamente, nas combinações com 4%

de cimento Portland.

Teor de umidade

As misturas de BGTC foram compactadas na umidade ótima e também 1% abaixo e acima desse

valor determinado no ensaio de compactação Proctor. Observou-se que essa variação no fator é

significativamente influente para todos os parâmetros mecânicos estudados.

De modo geral, o emprego de até 1% abaixo da umidade ótima promoveu o incremento dos

parâmetros mecânicos, quando comparados com os resultados obtidos na BGTC compactada na

umidade ótima e 1% acima da umidade ótima.

Tempo de cura

Os ensaios realizados neste estudo foram executados após 7 dias e 28 dias de cura da BGTC em

câmara úmida. Verificou-se que, conforme o tempo de cura aumenta, a resistência e a rigidez da

BGTC tende a se incrementar, para todas as condições e combinações testadas.

Energia de compactação

As normas nacionais indicam a compactação da brita graduada tratada com cimento na energia

intermediária, equivalente a 12,9kgfcm/cm3. Neste estudo avaliou-se o ganho que poderia ser




obtido pelo incremento da energia de compactação para a modificada, equivalente a

27,2kgfcm/cm3.

De modo geral, os resultados do programa laboratorial comprovaram que o incremento da energia

de compactação aumenta as características de resistência e rigidez da BGTC, de forma mais notória

nos casos em que é utilizado o agregado basáltico.

Fonte de agregados

Os agregados estudados nesta pesquisa para compor a BGTC foram o granito e o basalto. Este fator

também foi significativamente influente no comportamento mecânico da BGTC. A BGTC com

agregados basálticos apresentou valores de resistência e rigidez superiores aos observados na

BGTC com agregados graníticos.

6.3. MODELOS PROPOSTOS

No Capítulo 5 deste relatório foram apresentados modelos para estimar os parâmetros mecânicos

de RCS, RT, MR e MD. Os modelos foram desenvolvidos com base nos resultados do programa

laboratorial executado neste estudo.

Os modelos construídos em função dos fatores avaliados neste estudo (teor de cimento, energia de

compactação, teor de umidade, fonte de agregados, tempo de cura) apresentaram bons ajustes para

os dados obtidos experimentalmente, para todos os parâmetros mecânicos.

Os parâmetros RCS e RT também foram utilizados para estabelecer correlações com os parâmetros

de MR e MD. Contudo, essas correlações apresentaram um ajuste regular para estimar a rigidez da

brita graduada tratada com cimento.

Conclui-se, portanto, que os modelos em função das variáveis estabelecidas no programa

experimental são válidos para estimar os parâmetros de RCS, RT, MR e MD. Esses modelos

poderiam ser utilizados para estimar, por exemplo, a quantidade necessária de cimento para se

iniciar um programa de dosagem da BGTC, ou em projetos de dimensionamento preliminares para

estimar as tensões e deformações em uma análise mecanicista.




6.4. CONCLUSÕES FINAIS

Neste estudo comprovou-se que o comportamento mecânico da brita graduada tratada com

cimento é influenciado pelas variáveis analisadas e suas interações. O teor de cimento, como era de

se esperar, é o fator mais influente quando comparado com os outros fatores estudados. Verificou-

se também que, conforme o tempo de cura aumenta a resistência e rigidez da BGTC também se

incrementam.

A fonte de agregados também influencia significativamente no comportamento mecânico, sendo

que os resultados de resistência e rigidez são mais elevados nas misturas de BGTC com agregados

basálticos.

A redução do teor de umidade, em torno de 1% abaixo da ótima, tende a incrementar a resistência e

rigidez da BGTC, enquanto que o incremento da umidade reduz esses parâmetros mecânicos. Esse

comportamento aponta a influência desse fator na dosagem da BGTC.

As misturas de BGTC compactadas na energia modificada apresentaram valores de resistência e

rigidez superiores àquelas moldadas na energia intermediária. Assim, conclui-se que empregar

energia de compactação mais elevada pode-se traduzir em ganhos no comportamento mecânico da

BGTC.

Finalmente, conclui-se que o comportamento mecânico da brita graduada tratada com cimento é

uma mistura muito sensível aos materiais utilizados e ao processo de sua produção, na usinagem e

na sua compactação. Essa sensibilidade evidencia a importância do controle de qualidade na

execução das obras que empregam a BGTC para, assim, atender satisfatoriamente aos critérios

especificados em projetos estruturais de pavimentos.




REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AASHTO – American Association of State Highway and Transportation Officials. AASHTO T 342-11.

Determining Dynamic Modulus of Hot Mix Asphalt (HMA). Washington D.C. Estados Unidos.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12261. Dosagem de brita graduada tratada

com cimento. Rio de Janeiro 1991.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 12261. Dosagem de brita graduada tratada

com cimento. Rio de Janeiro 1991.

ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 5769. Concreto – Ensaio de compressão de

corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro 1994.

ARNOLD, G.; STUBBS, A.; HUTCHISON, D.; CRICHTON, D. New method for the design of stabilized

pavements. Artigo online. Disponível em:

http://roadscience.co.nz/uploads/papers/Road_Science_TechPaper_Stabilised_Pavements.pd

f. Acessado em: 25/11/2014.

ASTM. C469/469M – 14. Stantard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio

of Concrete in Compression. Estados Unidos.

AUSTROADS (1998). Guide to Stabilisation in Roadworks. Association of Australian road transport

and traffic agencies. Sydney. Australia.

AUSTROADS (2008). Fatigue performance of cemented materials under accelerated loading –

Influence of vertical loading on the performance of unbound and cemented materials. Relatório

técnico AP-T102/08. Sidney, Austrália.

BALBO, J. T. (1993).

BALBO, J. T. (1993). Estudo das propriedades mecânicas das misturas de brita e cimento e sua

aplicação aos pavimentos semirrígidos. Tese de Doutrado. Escola Politécnica. Universidade de

São Paulo. São Paulo

http://roadscience.co.nz/uploads/papers/Road_Science_TechPaper_Stabilised_Pavements.pdf

http://roadscience.co.nz/uploads/papers/Road_Science_TechPaper_Stabilised_Pavements.pdf




BALBO, J. T. (2002). Pavimentação – Materiais, suas propriedades e Técnicas Construtivas. Editora

USP.

BALBO, J. T. (2007). Pavimentação Asfáltica, materiais, projeto e restauração. Livro. Oficina de

Textos. São Paulo, SP.

BALBO, J. T. (2013). Relações entre resistências à tração indireta e à tração na flexão em concretos

secos e plásticos. Revista IBRACON. Estruturas Materiais. Vol. 6 No. 6. ISSN 1983-4195. São

Paulo.

BELL, F. G. (1993). Engineering treatment of soils. Primeira Edição. Londres: E & FN Spon.

BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G. DA; CERTATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. (2008). Pavimentação

asfáltica. Livro. PETROBRAS: ABEDA. Rio de Janeiro, RJ.

DER-SP – Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo. ET-DE-P00/009/2005.

Sub-base ou base de brita graduada tratada com cimento BGTC. São Paulo, SP.

DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. (2006). Manual de Pavimentação.

Rio de Janeiro, RJ.

DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. ME 135-10. Pavimentação

asfáltica – Misturas asfálticas – Determinação do módulo de resiliência – Método de ensaio. Rio

de Janeiro, RJ.

DNIT – Departamento Ncaional de Infraestrutura de Transportes. ME 136-10. Pavimentação

Asfáltica – Misturas asfálticas – Determinação da resistência à tração por compressão diametral

– Método de ensaio. Rio de Janeiro, RJ.

LCPC. (2003). Catalogue des structures de chausses. Guide tecnhnique pour l’utilisation des

materiaux d’Ile-de-France.

LUHR, D, R. (2007). Innovative Applications of Cement and Concrete for Public Works. Disponível em:

http://www.secement.org/PDFs/TTAP%202007%20-%20RCC.pdf

MOTTA, L. M. G. E UBALDO, M. O. (2014). Discussão sobre valores de módulo de resiliência de brita

graduada tratada com cimento (BGTC). Em: Anais da 43ª RAPv, Reunião Anual de

Pavimentação. Maceió Alagoas.

NITRR. (1986). Cementitious stabilizers in road construction. (No. TRH 13). Pretória, África do Sul.

Committee of State Road Authorities, National Institute for Transport and Road Research.

http://www.secement.org/PDFs/TTAP%202007%20-%20RCC.pdf




OHD L-53. Method of test for Cement Treated Base Mix Desig.nOklahoma Department of

Transportation (2013). Estados Unidos de América.

PCA. (2005). Soil-Cement Technology for Pavements: Different Products for Different Applications.

Portland Cement Associations. Pavements, 205, Illinois, Estados Unidos.

PRETORIUS, P. C.; BRUINETTE, K., STOFFBER, H.; MONISMITH, C. L. (1972). Fatigue Crack formation

and Propagation in pavements containing soil-cement bases. Highway Research Record 407:

102-150. Washington D.C. Estados Unidos.

SCULLION, T.; UZAN, J.; HILBRICH, S.; CHEN, P. (2008). Thickness design systems for pavements

containing soil-cement bases. SN2863, 95pp. Portland Cement Association, Skokie, Illinois,

USA.

SUZUKI, C.Y. (1992). Contribuição ao estudo de pavimentos rodoviários com estrutura invertida (sub-

base cimentada). Tese de Doutorado, Escola Politécnica da USP, São Paulo.

THOM, N. (2010). Principles of Pavement Engineering. University of Nottingham. Thomas Telford

Publications, 2010. Londres, Reino Unido.

U.S. Department of Transportation. (2013-DRAFT). Advisory Circular. Standards for Specifying

Construction of Airports. AC No. 150/5370-10G.

WEN, H.; MUHUNTHAN, B.; EDIL, T.; TINJUM, J. M. (2012). Characterization of cementitiously

stabilized layers for use in pavement design and analysis. Final Report NCHRP Project 04-36.

Estados Unidos.

XUAN, D.; MOLENAAR, A. A. A.; HOUBEN, L. J. M.; SHUI, Z. (2011). Prediction of the mechanical

properties of cement treated mix granulates with recycled masonry and concrete.

YEO, R. E. Y. (2008). The development and evaluation of the load damage exponent of unbound

granular materials under accelerated loading. Austroad research report.

YEO, Y. S. AND JITSANGIAM.; PEERAPONG AND NIKRAZ, HAMID. (2011). Mix Design of Cementitious

Basecourse. International Conference on Advances in Geotechnical Engineering (ICAGE 2011),

Nov 7-9 2011. Pp 379-385. Perth, W.A.: Curtin University, Department of Civil Engineering.

http://espace.library.curtin.edu.au/R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-

era02&object_id=168856

YODER, E. E WITCZAK, M. (1975). Principles of pavement design. 2a Edição: John Willey & Sons, New

York.

http://espace.library.curtin.edu.au/R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-era02&object_id=168856

http://espace.library.curtin.edu.au/R?func=dbin-jump-full&local_base=gen01-era02&object_id=168856




YUAN, D.; NAZARIAN, S.; HOYOS, L. R.; PUPPALA, A. J. (2010). Cement treated RAP mixes for

roadway bases. FHWA/TX-10/0-6084-1. Texas Department of Transportation. Texas. Estados

Unidos.

1. relatório número - antt · teor de cimento e o tempo de cura também são fatores signific 1....

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