UNIVERSIDADE DE BRASLIA

FACULDADE DE TECNOLOGIA

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E

AMBIENTAL

COMPORTAMENTO MECNICO DE UM

AGREGADO RECICLADO A PARTI R DE RESDUOS

DE CONSTRUO E DEMOLIO SUBMETIDO A

CARREGAMENTOS CCLICOS

ALEJANDRA MARA GMEZ JIMNEZ

ORIENTADOR: MRCIO MUNIZ DE FARIAS, PhD.

TESE DE DOUTORADO EM GEOTECNIA

PUBLICAO: GTD-117/16

BRASLIA / DF: 15 DE ABRIL / 2016

iii

FICHA CATALOGRFICA

GMEZ, ALEJANDRA MARA JIMNEZ

Comportamento Mecnico de um Agregado Reciclado a Partir de Resduos de

Construo e Demolio Submetido a Carregamentos Cclicos, Distrito Federal, 2016

xxviii , 185 p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Doutora, Geotecnia, 2016)

Tese de Doutorado - Universidade de Braslia. Faculdade de Tecnologia.

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

1. Agregados reciclados 2. Camada de base

3. Deformao permanente 4. Mdulo de resilincia

5. Densidade de poros 6. Shakedown

I. ENC/FT/UnB II. Ttulo (srie)

REFERNCIA BIBLIOGRFICA

GMEZ, A.M. J. (2016). Comportamento Mecnico de um Agregado Reciclado a Partir

de Resduos de Construo e Demolio Submetido a Carregamentos Cclicos. Tese de

Doutorado, Publicao GTD-117/16, Departamento de Engenharia Civil, Universidade de

Braslia, Braslia, DF, 185 p.

CESSO DE DIREITOS

NOME DO AUTOR: Alejandra Mara Gmez-Jimnez

TTULO DA TESE DE DOUTORADO: Comportamento Mecnico de um Agregado

Reciclado a Partir de Resduos de Construo e Demolio Submetido a Carregamentos

Cclicos.

GRAU / ANO: Doutora / 2016

concedida Universidade de Braslia a permisso para reproduzir cpias desta tese de

doutorado e para emprestar ou vender tais cpias somente para propsitos acadmicos e

cientficos. O autor reserva outros direitos de publicao e nenhuma parte desta tese de

doutorado pode ser reproduzida sem a autorizao por escrito do autor.

_____________________________

Alejandra Mara Gmez-Jimnez

SCLN 407 Bloco C Apto 211

Asa Norte

70855530 - Braslia/DF - Brasil

iv

A minha famlia pela confiana, suporte, apoio e amor .

Tudo o que Eu sou hoje por vocs. Os amo muito.

A pessoa que nunca me deixou desfalecer , IFO .

v

AGRADECIMENTOS

Deus por ter me permitido viver essa maravilhosa experincia e por todas as bnos

recebidas;

Aos meus pais, Raulito e Amparito pelo amor, apoio, confiana e pela fora quando houve

momentos difceis. Obrigada por estarem sempre ao meu lado. Eu os amo muito;

Ao meu esposo, companheiro de vida e aventuras. Porque sempre que eu duvido de mim, fica

do meu lado para me mostrar que tudo possvel;

todos os dias to perto apesar dos milhares de quilmetros que nos separam;

minha famlia toda por sempre ter-me presente nas suas oraes e enviarem energias

positivas;

Ao meu orientador, Professor Mrcio Muniz de Farias, pela pacincia e oportuna orientao;

Aos senhores Carlos Andrade e Pedro Cmara proprietrios da empresa Areia Bela Vista por

ter fornecido todo o material desta pesquisa;

Ao professor Doutor Diego Daro Prez Ruiz por me facilitar o laboratrio de Engenharia Civil

da Pontifcia Universidade Javeriana de Cali para fazer os ensaios de deformao permanente;

Ao professor Doutor Lus Eduardo Tobn Llano da Pontifcia Universidade Javeriana de Cali

pela ajuda com as rotinas no MatLab para ajustar corretamente os dados experimentais da

pesquisa;

Ao professor Doutor Ivn Fernando Otlvaro Calle da Pontifcia Universidade Javeriana de

Cali pela orientao sobre o comportamento hidromecnico do RCD e pelo projeto e construo

do equipamento de translao de eixos para a realizao dos ensaios de suco;

Ao grupo de professores do Programa de Ps-graduao em Geotecnia por ter contribudo na

minha formao doutoral;

professora Liedi Bernucci pelos questionamentos levantados na qualificao, realmente me

ajudaram a refletir sobre as anlises apresentadas;

Aos senhores Arthur Rocha e Gilson Ferrari pela disposio para consertar os equipamentos;

Aos meus amigos Janana e Marcus por me abrirem as portas de sua casa e me acolherem como

uma irm. Realmente, me sinto em famlia com vocs;

Aos meus amigos, Jorge Cormane, Claudia Ochoa, Claudia Gmez, Ivonne Gutirrez, Catalina

Mantilla, Esteban Alarcn, Juan Pablo Espaa y Edgar Rodrguez. Por fazer de nossa vida em

Braslia muito mais agradvel muito bom ter um pedacinho de casa por perto;

Aos meus colegas de doutorado Robinson Giraldo e Juan Gabriel Bastidas, pelos risos, os

almoos no RU, as ideias trocadas e pelo apoio moral;

Finalmente gostaria de agradecer CAPES pelo apoio financeiro.

vi

RESUMO

A pesquisa aqui apresentada foi desenvolvida baseada na premissa de que o resduo de

construo e demolio (RCD) pode substituir o agregado natural geralmente utilizado na

construo de camadas de base em pavimentos rodovirios.

Ensaios de mdulo de resilincia, deformao permanente e suco por papel filtro e

translao de eixos foram realizados no RCD a fim de caracterizar a resposta mecnica do

material sob diferentes solicitaes de carga e umidade.

Verificou-se que a maior degradao do material gerada durante o processo de

compactao e no durante a aplicao de cargas repetidas. Contudo, o incremento da tenso

desvio ou uma pequena variao de umidade, interferem diretamente na resposta mecnica do

tipo de RCD avaliado nesta pesquisa, sendo essa desfavorvel quando aplicado um incremento

na relao de tenses e no teor de umidade.

Os modelos matemticos empregados para ajustar os dados experimentais obtidos nos

ensaios laboratoriais, permitiram avaliar o comportamento mecnico do RCD desta pesquisa

em funo da variao do nvel de tenso aplicado e da umidade adotada no ensaio.

As curvas de reteno de gua permitiram verificar a variabilidade no comportamento

hidrulico do RCD empregado nesta pesquisa. Tambm possibilitaram a determinao da curva

de densidade de poros as quais definiram que o RCD avaliado apresentou trs tamanhos de poro

caractersticos.

A resistncia ao cisalhamento foi calculada indiretamente relacionando trs diferentes

ensaios de resistncia aplicados no RCD. Os parmetros da resistncia ao cisalhamento

saturados e no saturados foram apresentados.

Por fim, uma simulao numrica empregando o software M-EPDG permitiu comparar as

deformaes da estrutura do pavimento quando construda com materiais convencionais e

modificando a camada de base utilizando apenas RCD.

Os resultados obtidos, permitem aceitar a hiptese de que o RCD avaliado um material

adequado para ser usado na camada de base, visto que o material deste estudo apresenta

comportamento mecnico compatvel com o agregado convencional empregado habitualmente

no Distrito Federal na construo da camada de base.

vii

ABSTRACT

The hypothesis that the construction and demolition waste (CDW) can replace partially or

completely the commonly used granular pavement layers have been investigated in this

research.

Tests such as resilient modulus, permanent deformation and suction using filter paper and

axes translation methods were carried out to characterize the mechanical performance of the

CDW under different load requirements and moisture content.

It was verified that most of the degradation of the recycled aggregate is produced during

compaction stage and not during cyclic loading. However, the increase of the ratio between

deviatoric and confining stresses or slight changes in the moisture content affects directly the

mechanical response of the CDW. The effect is more critical when both variables are increased

simultaneously.

The mathematical models used to adjust the obtained experimental data from the tests

allowed to evaluate the mechanical performance of the CDW as a function of stress ratio and

moisture changes.

The water retention curves allowed verifying the variability in the hydraulic performance

of the CDW. Furthermore, the pores density curves defined that the tested material have three

characteristic pore sizes.

Finally, a numerical simulation using M-EPDG allowed comparing the deformations of a

pavement structure built with conventional materials and replacing the base with CDW.

Based on the fact that the CDW shows a better mechanical performance compared to the

conventional materials used in granular bases of pavements, the initial hypothesis is accepted.

viii

RESUMEN

Esta investigacin se desarroll con la hiptesis de que el residuo de construccin y demolicin

(RCD), puede substituir de manera parcial o total los materiales granulares empleados de forma

habitual en la construccin de las capas granulares de los pavimentos viales.

Ensayos de mdulo resiliente, deformacin permanente y succin por los mtodos de papel

filtro y traslacin de ejes, fueron aplicados en el RCD con el fin de caracterizar su respuesta

mecnica, bajo diferentes solicitaciones de carga y humedad.

Se verific que la mayor degradacin del agregado reciclado se presenta durante el proceso

de compactacin y no durante la aplicacin de cargas repetidas. Sin embargo, el incremento de

la tensin desvo o una pequea variacin en el contenido de humedad, interfieren directamente

en la respuesta mecnica del RCD. Siendo esta desfavorable cuando las dos condiciones crecen.

Los modelos matemticos empleados para ajustar los datos experimentales obtenidos en los

ensayos de laboratorio, permitieron evaluar el comportamiento mecnico del RCD en funcin

de la variacin de las tensiones e de la humedad evaluadas.

Las curvas de retencin de agua permitieron verificar la variabilidad en el comportamiento

hidrulico del RCD. Adems, fue posible determinar la curva de densidad de poros las cuales

definieron que el material evaluado posee tres tamaos de poro caractersticos.

La resistencia al cizallamiento se calcul de forma indirecta usando tres ensayos de

resistencia. Los parmetros en el estado saturado y no saturado fueron presentados.

Por ltimo, una simulacin numrica empleando el software M-EPDG permiti comparar

las deformaciones de la estructura del pavimento construida con materiales convencionales y

reemplazando la base con RCD.

Los resultados obtenidos, permitieron aceptar la hiptesis inicial. Una vez que el RCD

presenta un comportamiento mecnico mejor que el agregado convencional empleado en la

construccin de bases granulares para pavimentos viales.

ix

NDICE

CAPTULO 1 INTRODUO ............................................................................................ 1

1.1. OS RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO (RCD). POR QUE US-LOS? 1 1.2. RELEVNCIA DA PESQUISA ....................................................................................... 3 1.3. OBJETIVOS....................................................................................................................... 5 1.4. ESTRUTURA DO TRABALHO ....................................................................................... 6

CAPTULO 2 REVISO BIBLIOGRFICA ..................................................................... 8

2.1. INTRODUO .................................................................................................................. 8 2.2. RECICLAGEM DE RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO ........................ 8

2.2.1 Normativas e Legislao ......................................................................................... 11

2.3. AGREGADO RECICLADO DE RCD COMO MATERIAL GRANULAR DE BASE OU SUB-BASE....................................................................................................................... 13

2.4. COMPORTAMENTO RESILIENTE DO MATERIAL GRANULAR .......................... 18 2.4.1. Fatores que afetam o mdulo resiliente (MR) ..................................................... 20

2.4.2. Modelos analticos usados na obteno do Mdulo de Resilincia ................... 21 2.5. DEFORMAO PERMANENTE EM MATERIAIS GRANULARES ........................ 26

2.5.1. Fatores que afetam a deformao permanente ................................................... 29

2.5.2. Teoria do Shakedown ......................................................................................... 34 2.5.3. Modelos empricos e analticos empregados na avaliao da deformao

permanente ............................................................................................................................ 38

2.6. IMPORTNCIA DA FORMA NOS MATERIAIS GRANULARES ............................ 40

2.6.1. Forma ................................................................................................................. 41 2.6.2. Angularidade ...................................................................................................... 41 2.6.3. Caracterizao da forma dos agregados utilizando Anlise Digital de Imangens

(AIMS) ............................................................................................................................ 42 2.7. AVALIAO DA DEGRADAO DOS MATERIAIS GRANULARES DEVIDO

QUEBRA ......................................................................................................................... 43 2.8. CURVA DE RETENO DE GUA WRC .................................................................. 46

2.8.1. Modelos para representar a curva de reteno de gua do solo ......................... 48

2.8.2. Distribuio e tamanho de poros ........................................................................ 50

2.9. RESUMO ......................................................................................................................... 52

CAPTULO 3 MATERIAIS E MTODOS ....................................................................... 54

3.1. INTRODUO ................................................................................................................ 54 3.2. SELEO DO MATERIAL ........................................................................................... 55

3.3. CARACTERIZAO DO RCD EMPREGADO NA PESQUISA ................................. 56 3.3.1. Caracterizao fsica .......................................................................................... 57 3.3.2. Caracterizao qumica ...................................................................................... 57

3.3.3. Caracterizao mecnica .................................................................................... 58 3.4. PROGRAMA EXPERIMENTAL ................................................................................... 59

3.4.1. Curva granulomtrica selecionada ..................................................................... 59 3.4.2. Caractersticas de compactao e moldagem ..................................................... 60 3.4.3. Medio do mdulo de resilincia (MR) no RCD .............................................. 65

3.4.4. Curva de reteno de gua (WRC) e avaliao da distribuio de poros do RCD

............................................................................................................................ 66

3.4.5. Avaliao da degradao do RCD devido quebra ........................................... 69 3.4.6. Determinao da deformao permanente do RCD ........................................... 73

3.5. ANLISE DOS DADOS EXPERIMENTAIS ................................................................ 75 3.6. RESUMO ......................................................................................................................... 76

x

CAPTULO 4 APRESENTAO E ANLISE DE RESULTADOS .............................. 78

4.1. INTRODUO ................................................................................................................ 78 4.2. COMPORTAMENTO RESILIENTE DO RCD .............................................................. 78

4.2.1. Influncia da energia de compactao ............................................................... 78

4.2.2. Influncia da cura na resposta resiliente do RCD .............................................. 82 4.2.3. Influncia da saturao na resposta resiliente do RCD ...................................... 86

4.3. RESULTADOS DA RETENO DE GUA E DA DISTRIBUIO DE POROS DO RCD .................................................................................................................................. 90 4.3.1. Medio de suco aplicando a tcnica do papel filtro ...................................... 90

4.3.2. Medio de suco aplicando a tcnica de translao de eixos ......................... 92 4.3.3. Caractersticas de reteno de gua .................................................................... 93

4.3.4. Tamanho e distribuio de poros ....................................................................... 98 4.4. CARACTERIZAO DA DEFORMAO PERMANENTE DO RCD ...................... 99

4.4.1. Influncia da tenso desvio aplicada ................................................................ 100 4.4.2. Influncia da umidade do corpo de prova ........................................................ 104 4.4.3. Aplicao da teoria do Shakedown .................................................................. 106

4.4.4. Modelao da deformao permanente a partir dos dados experimentais ....... 112 4.5. DEGRADAO DO RCD DEVIDO QUEBRA DURANTE COMPACTAO OU

APLICAO DE CARREGAMENTOS CCLICOS ................................................... 120 4.5.1. Variao da curva granulomtrica .................................................................... 120

4.5.2. Avaliao da degradao por anlise digital de imagens AIMS ...................... 125 4.5.3. ndices de quebra .............................................................................................. 130

4.6. CONSIDERAES FINAIS ......................................................................................... 135

CAPTULO 5 MODELO EMPRICO-MECANSTICO E SIMULAO DA

ESTRUTURA DO PAVIMENTO ......................................................................................... 142

5.1. CONSIDERAES DO MODELO ............................................................................... 142 5.2. FORMULAO DO MODELO .................................................................................... 143

5.3. AJSUTE DO MODELO PARA OS DADOS ................................................................. 145 5.4. RESISTNCIA AO CISALHAMENTO DO RCD ........................................................ 155

5.5. SIMULAO DA ESTRUTURA DO PAVIMENTO COM O RCD COMO MATERIAL

GRANULAR .................................................................................................................. 161 5.6. CONSIDERAES FINAIS .......................................................................................... 168

CAPTULO 6 ......................................................................................................................... 171

CONCLUSES E SUGESTES PARA PESQUISAS FUTURAS ..................................... 171

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................... 176

ANEXOS .......................................................................................................................... 182

ANEXO 1. DADOS EMPREGADOS NA SIMULAO COM O M-EPDG ..................... 182

xi

LISTA DE TABELAS

Tabela 2-1. Materiais tpicos que compem os RCD nos Estados Unidos (EPA, 2003). ....................... 9 Tabela 2-2. Ensaios para controle durante a construo da obra (GEAR, 2011). ................................. 10 Tabela 2-3. Quantidade total de RCD coletado no Brasil em 2011 e 2012 (ABRELPE 2012 apud

Sinisterra, 2014). ................................................................................................................................... 11 Tabela 2-4. Especificaes para agregados reciclados de RCD para aplicaes na pavimentao (Souza,

2015)...................................................................................................................................................... 12 Tabela 2-5. Ensaios e valores mnimos requeridos para o uso de RCD nos Estados Unidos (TRB, 2008).

............................................................................................................................................................... 13 Tabela 2-6. Constantes de regresso e mdulos de resilincia do RCD (Gmez, 2011). ..................... 23 Tabela 2-7. Resumo dos modelos numricos empregados para previso da deformao permanente de

materiais granulares (modificado de Lekarp et al., 2000b). .................................................................. 39 Tabela 3-1. Caracterizao fsica do RCD (Gmez, 2011). .................................................................. 57 Tabela 3-2. Caracterizao mecnica do RCD desta pesquisa (Gmez, 2011). .................................... 59 Tabela 3-3. Parmetros de resistncia ao cisalhamento do RCD (Gmez, 2011). ................................ 59 Tabela 3-4. Curva granulomtrica empregada no RCD utilizado nesta pesquisa. ................................ 60 Tabela 3-5. Energias de compactao empregadas na compactao dos CP de Mdulo. ..................... 61 Tabela 3-6. Resultado ANOVA para CP compactados no INFRALAB, na energia Intermediria,

considerando o ndice de vazios. ........................................................................................................... 62 Tabela 3-7. Resultado ANOVA para CP compactados no INFRALAB, na energia Modificada,

considerando o ndice de vazios. ........................................................................................................... 62 Tabela 3-8. Resultado da ANOVA considerando homogeneidade no e CP compactados manualmente

na PUJ. .................................................................................................................................................. 63 Tabela 3-9. Anlise de varincia simples aplicada sobre os ndices de vazios obtidos mediante duas

metodologias de compactao. .............................................................................................................. 64 Tabela 3-10. Energias de compactao empregadas para preparao de CP para ensaios de reteno de

gua. ...................................................................................................................................................... 65 Tabela 3-11. Anlise de varincia para os CP compactados na energia Proctor intermediria ............. 65 Tabela 3-12. Sequncia de carregamentos para materiais de base e sub-base (AASHTO T307-99). ... 66 Tabela 4-1. Coeficientes de ajuste empregados. ................................................................................... 79 Tabela 4-2. Comparao de mdulos de resilincia do RCD avaliado para diferentes perodos de cura e

energia de compactao. ........................................................................................................................ 84 Tabela 4-3. Porcentagem de variao do MR com relao a umidade e energia de compactao. ....... 89 Tabela 4-4. Parmetros de ajuste segundo equao empregada. ........................................................... 97 Tabela 4-5. Condies gerais dos ensaios de deformao permanente aplicados no RCD ................. 100 Tabela 4-6. Dissipao de energia por ciclo de carga aplicada. .......................................................... 101 Tabela 4-7. Evoluo da deformao permanente segundo a umidade do corpo de prova para um mesmo

estado de tenso (d/ 3 = 2,0). ............................................................................................................ 105 Tabela 4-8. Modelos analticos de deformao permanente empregados na pesquisa ........................ 112 Tabela 4-9. Parmetros de ajuste obtidos segundo o modelo de deformao permanente empregado.

............................................................................................................................................................. 119 Tabela 4-10. Dimetros representativos e porcentagem de finos no RCD. ......................................... 121 Tabela 4-11. Anlise estatstica do incremento da porcentagem de finos segundo o ensaio aplicado. 125 Tabela 4-12. Classificao do RCD segundo as propriedades de forma, angularidade, esfericidade e

textura. ................................................................................................................................................. 126 Tabela 4-13. Parmetros estatsticos obtidos a partir dos ensaios. ...................................................... 127 Tabela 4-14. ndices de quebra para diferentes energias de compactao e perodos de cura ............ 133 Tabela 4-15. Anlise de varincia considerando que os ndices de quebra so iguais sem importar o

ensaio aplicado no RCD. ..................................................................................................................... 135 Tabela 5-1. Parmetros de ajuste do modelo NCHRP1-37A (2004), modificado para N = 106. ........ 147 Tabela 5-2. Parmetros de ajuste do modelo NCHRP1-37A (2004). Relao de tenses d/ 3 = 6,0 para

w = 13,0 e 16,0%. ................................................................................................................................ 149

xii

Tabela 5-3. Parmetros de ajuste do modelo NCHRP1-37A (2004). Relao de tenses d/ 3 = 8,0 para

w = 13,0%. .......................................................................................................................................... 151 Tabela 5-4. Tenses principais no teor de umidade tima w = 13%, para os diferentes ensaios. ....... 156 Tabela 5-5. Parmetros da resistncia ao cisalhamento no saturada do RCD. .................................. 159 Tabela 5-6. Caractersticas fsicas e propriedades de resistncia ao cisalhamento de agregados

reciclados. ............................................................................................................................................ 161 Tabela 5-7. Idade na qual a estrutura atinge o afundamento de projeto. ............................................. 166

xiii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2-1. Aplicaes dos agregados reciclados (RCD) em estradas (Petkovic et al., 2004). ............ 14 Figura 2-2. Variao da tenso mxima na ruptura com o tempo de cura aps ensaio de MR (Gmez,

2011)...................................................................................................................................................... 15 Figura 2-3. Modelos de Mdulo de Resilincia secante e tangente (Theyse, 2007). ............................ 19 Figura 2-4. Variao do Mdulo de resilincia com relao tenso volumtrica: a) RCD pesquisa de

Gmez (2011); b) RCD pesquisa de Leite et al. (2011). ....................................................................... 21 Figura 2-5. Evoluo do mdulo de resilincia com o incremento da tenso confinante: a) Gmez (2011)

b) Gupta et al. (2009). ........................................................................................................................... 24 Figura 2-6. Deformao plstica gerada durante um ciclo de carga no RCD aplicando uma onda

Haversine. .............................................................................................................................................. 27 Figura 2-7. Tenses geradas pelo pneumtico sobre o pavimento (Lekarp & Dawson, 1998). ............ 28 Figura 2-8. Curvas granulomtricas ajuste Fuller para RCD e RCD inicial (modificado Gmez 2011).

............................................................................................................................................................... 30 Figura 2-9. Deformao permanente do agregado reciclado de RCD, para diferentes nveis de tenso

(Leite et al., 2011). ................................................................................................................................ 32 Figura 2-10. Estgios do Shakedown (Werkmeister et al., 2004). ........................................................ 35 Figura 2-11. Ilustrao dos tipos de deformao permanente descritos pela teoria do Shakedown

(Theyse, 2007). ...................................................................................................................................... 36 Figura 2-12. Conceito do Shakedown aplicado deformao axial permanente em RCD

(Leite et al., 2011). ................................................................................................................................ 37 Figura 2-13. Componentes da forma do agregado: forma, angularidade e textura (Masad, 2005). ...... 40 Figura 2-14. Variao do IDp considerando energia de compactao Proctor e teor de umidade

(Gmez, 2011). ...................................................................................................................................... 45 Figura 2-15. Forma da curva de reteno de gua do solo segundo a distribuio do tamanho dos poros

(Marinho, 2005). ................................................................................................................................... 47 Figura 2-16. Principais feies da curva de reteno de gua (Fredlund & Xing, 1994). ..................... 49 Figura 2-17. Analogia entre funo de densidade de poros e a curva de reteno (Otlvaro, 2013). ... 52 Figura 3-1. Metodologia adotada para a caracterizao do RCD avaliado nesta pesquisa. .................. 54 Figura 3-2. Processo de amostragem e britagem do RCD: a) armazenamento nos ptios da Areia Bela

Vista; b) Britadora Metso Nordberg; c) tamanho RCD aps britagem primria; d) britadora de

mandbulas empregada no processo de britagem secundrio; e) tamanho RCD aps britagem secundria

(Gmez, 2011). ...................................................................................................................................... 56 Figura 3-3. Materiais que compem o RCD segundo a sua natureza (Gmez, 2011). ......................... 56 Figura 3-4. Granulometria utilizada nesta pesquisa e efeito do teor de umidade na compactao (Gmez,

2011)...................................................................................................................................................... 60 Figura 3-5. Placa de presso com cermica de alto valor de entrada de ar e acoplada com uma Hanging

column. .................................................................................................................................................. 67 Figura 3-6. Corpos de prova em processo de secagem para ensaio de suco pelo mtodo do papel filtro.

............................................................................................................................................................... 68 Figura 3-7. Posicionamento do papel filtro para obteno das suces matricial e total. ..................... 69 Figura 3-8. AIMS, Sistema de medio de agregados atravs de imagens (PINE, 2011). .................... 71 Figura 3-9. Prensa triaxial cclica empregada nos ensaios de deformao permanente (PUJ). ............. 75 Figura 4-1. Variao do MR para diferentes perodos de cura: a) energia Proctor intermediria; b) energia

Proctor modificada. ............................................................................................................................... 79 Figura 4-2. Relao entre o mdulo de resilincia e a tenso octadrica: a) energia Proctor intermediria,

b) energia Proctor modificada. .............................................................................................................. 81 Figura 4-3. Relao entre o mdulo de resilincia e a tenso volumtrica : a) energia Proctor

intermediria, b) energia Proctor modificada. ....................................................................................... 81 Figura 4-4. Comparao entre os valores de mdulo obtidos no ensaio triaxial cclico vs. os previstos no

Modelo Universal: a) 15 dias de cura, b) 30 dias de cura. .................................................................... 82 Figura 4-5. Comparao entre os valores de mdulo obtidos no ensaio triaxial cclico vs. os previstos no

Modelo Universal: a) 60 dias de cura, b) 365 dias de cura. .................................................................. 83

xiv

Figura 4-6. Evoluo do mdulo de resilincia no tempo a) energia Proctor intermediria; b) energia

Proctor modificada. ............................................................................................................................... 83 Figura 4-7. Comparao entre MR do RCD e o agregado natural de Basalto. ...................................... 85 Figura 4-8. Comparao entre o MR do RCD e o agregado natural de Calcrio (BSB) ........................... 86 Figura 4-9. Mdulos de resilincia sobre corpos de prova saturados: a) compactados na energia Proctor

intermediria, b) compactados na energia Proctor modificada. ............................................................ 87 Figura 4-10. Variao do mdulo de resilincia com o aumento da tenso volumtrica, a energia de

compactao e o teor de umidade. ......................................................................................................... 88 Figura 4-11. Sensibilidade do mdulo de resilincia segundo a umidade e o mtodo de compactao

(modificado de Stolle et al., 2009). ....................................................................................................... 89 Figura 4-12. Variao do mdulo de resilincia em agregados naturais (Muoz & Zapata, 2015). ..... 90 Figura 4-13. Influncia da energia e umidade de compactao na suco matricial e total do RCD. a)

suco matricial e total, b) suco com variao da energia. ................................................................ 91 Figura 4-14. Influncia da umidade e a energia de compactao na suco medida pela tcnica de

translao de eixos................................................................................................................................. 92 Figura 4-15. Curvas de reteno de gua (WRC) do RCD compactado na energia intermediria. ...... 93 Figura 4-16. Curvas de reteno de gua (WRC) do RCD compactado na energia modificada. .......... 94 Figura 4-17. Curvas de reteno de agua do RCD com energia de compactao varivel e umidade de

compactao constante, = 13%. ......................................................................................................... 94 Figura 4-18. Diagrama de poros assumido: a) um poro dominante; b) dois poros dominantes; c) trs

poros dominantes. .................................................................................................................................. 96 Figura 4-19. Curvas de reteno de gua com variao na umidade de compactao: a) energia Proctor

intermediria, b) energia Proctor modificada. ....................................................................................... 97 Figura 4-20. Curvas de injeo de ar do RCD: a) energia Proctor intermediria; b) energia Proctor

modificada. ............................................................................................................................................ 98 Figura 4-21. Curvas de densidade de poros do RCD: a) energia Proctor intermediria; b) energia Proctor

modificada. ............................................................................................................................................ 99 Figura 4-22. Evoluo da dissipao da energia por ciclo de carga aplicado no RCD. ...................... 101 Figura 4-23. Deformao permanente versus o nmero de ciclos de carga para o RCD: a) w = 9,0%; b)

w =13,0%; c) w=16,0%. ...................................................................................................................... 103 Figura 4-24. Deformao axial permanente segundo a variao de umidade para do ensaio para

d/ 3 = 2,0, sendo d = 150 kPa e 3 = 60 kPa. .................................................................................. 105 Figura 4-25. Evoluo da deformao permanente segundo a umidade do ensaio para sd/s3 = 6,0, sendo

d = 350 kPa e 3 = 60 kPa. ................................................................................................................ 106 Figura 4-26. Evoluo da deformao permanente do RCD segundo o conceito do Shakedown de

Werkmeister et al. (2004). ................................................................................................................... 107 Figura 4-27. Taxa de deformao permanente do RCD, utilizando o conceito do Shakedown. ......... 108 Figura 4-28. Variao da taxa de deformao permanente do RCD segundo a relao de tenses aplicada

e o teor de umidade de cada ensaio. .................................................................................................... 109 Figura 4-29. Previso da deformao permanente do RCD, para uma umidade de 9,0% e uma relao

de tenses: a) d/ 3=2; b) d/ 3=4; c) d/ 3=6; d) d/ 3=8. ............................................................... 113 Figura 4-30. Previso da deformao permanente do RCD, para uma umidade de 13,0% e uma relao

de tenses: a) d/ 3=2; b) d/ 3=4; c) d/ 3=8. .................................................................................. 114 Figura 4-31. Previso da deformao permanente do RCD, para uma umidade de 13,0% e uma relao

de tenses: a) d/ 3=2; b) d/ 3=6; c) d/ 3=8. .................................................................................. 115 Figura 4-32. Previso da deformao permanente do RCD desta pesquisa, empregando o modelo de

Lekarp & Dawson (1998). ................................................................................................................... 116 Figura 4-33. Deformao permanente do RCD ajustado com o modelo de Prez et al. (2006): a)

d/ 3=2,0; b) d/ 3=4,0; c) d/ 3=6,0; d) d/ 3=8,0. .......................................................................... 117 Figura 4-34. Variao da curva granulomtrica aps compactao, (Gmez, 2011). ......................... 122 Figura 4-35. Variao da curva granulomtrica aps mdulo de resilincia nas energias Proctor

intermediria e modificada. ................................................................................................................. 122 Figura 4-36. Representao grfica da especificao Superpave para o RCD em anlise. ................. 123

xv

Figura 4-37. Comparao das curvas granulomtricas do RCD aps ensaios de deformao permanente.

............................................................................................................................................................. 124 Figura 4-38. Montagem do agregado em anlise no AIMS. a) agregado grado, b) agregado mido.125 Figura 4-39. Distribuio da esfericidade (cubicidade) do RCD para cada tamanho de agregado grado

analisado, considerando o efeito da compactao. .............................................................................. 128 Figura 4-40. Razes de alongamento e achatamento do RCD: a) antes da compactao (AC), b) Proctor

intermediria (PI+MR), Proctor modificada (PM+MR). ...................................................................... 129 Figura 4-41. ndices de quebra obtidos em diferentes ensaios mecnicos dados tomados de

Gmez (2011). ..................................................................................................................................... 130 Figura 4-42. Iso-linhas de degradao segundo a energia de compactao e o teor de umidade (Gmez

et al., 2013). ......................................................................................................................................... 132 Figura 4-43. ndices de quebra aps ensaios de mdulo resiliente variando o tempo de cura: a) energia

Proctor intermediria; b) energia Proctor modificada. ........................................................................ 133 Figura 4-44. Variabilidade dos ndices de quebra Bg para nveis de tenso e umidade diferentes. ..... 134 Figura 4-45. Variao do ndice de quebra segundo o ensaio aplicado para umidade constante de 13,0%.

............................................................................................................................................................. 135 Figura 5-1. Deformao permanente tpica de um material granular, submetido a carregamentos

repetidos (NCHRP1-37A, 2004). ........................................................................................................ 143 Figura 5-2. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos e o teor de

umidade para um nvel de tenso d/ 3 = 2,0. ..................................................................................... 146 Figura 5-3. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos e o teor de

umidade para um nvel de tenso d/ 3 = 4,0. ..................................................................................... 146 Figura 5-4. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos para um teor de

umidade w = 9,0% e um nvel de tenso d/ 3 = 6,0. ......................................................................... 147 Figura 5-5. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos para um teor de

umidade w = 9,0% e um nvel de tenso d/ 3 = 8,0. ......................................................................... 148 Figura 5-6. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 6,0 para w = 13,0% versus o modelo.

............................................................................................................................................................. 149 Figura 5-7. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 6,0 para w = 16,0% versus o modelo.

............................................................................................................................................................. 150 Figura 5-8. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 8,0 para w = 13,0% versus o modelo.

............................................................................................................................................................. 151 Figura 5-9. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 8,0 para w = 16,0% versus o modelo.

............................................................................................................................................................. 152 Figura 5-10. Variao do parmetro com relao ao teor de umidade. ............................................ 153 Figura 5-11. Variao do parmetro 0 em funo do teor de umidade. ............................................. 153 Figura 5-12. Variao do mdulo de resilincia e deformao, segundo o teor de umidade avaliado.

............................................................................................................................................................. 154 Figura 5-13. Envoltria de ruptura do RCD para w = 13,0%. ............................................................. 157 Figura 5-14. Estruturas avaliadas na anlise emprico-mecanstica, de esquerda para a direita: a)

estrutura convencional; b) estrutura com base de RCD; c) estrutura com base e sub-base em RCD; d)

CBUQ e base em RCD; e) estrutura em RCD. .................................................................................... 162 Figura 5-15. Rodovia federal BR-020/DF (Fonte Wikipedia, 17/04/2016) ........................................ 163 Figura 5-16. Avaliao estrutural do pavimento convencional com o programa M-EPDG. .............. 164 Figura 5-17. Variao dos deslocamentos da base granular segundo o teor de umidade: a) estrutura com

base granular em RCD; b) estrutura com base e sub-base granular em RCD. .................................... 164 Figura 5-18. Variao dos deslocamentos da base granular segundo o teor de umidade: a) estrutura com

CBUQ+BG(RCD); b) estrutura completa em RCD. ............................................................................... 165 Figura 5-19. Afundamentos parciais e mximos das estruturas de pavimento avaliadas. ................... 166 Figura 5-20. Afundamentos previstos nas estruturas dos pavimentos simulados nesta pesquisa. ...... 167

xvi

LISTA DE SMBOLOS, NOMENCLATURA E ABREVIAES

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials;

ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas;

ABRELPE Associao Brasileira de Empresas de Limpeza Pblica e Resduos Especiais;

AC Antes de compactao;

AEV Air Entry Value;

AIC Air Injection Curve;

AIMS Aggregate Image Measurement System;

ANOVA Anlise de Varincia Simples;

apud Citado por;

AR Agregado reciclado;

ASCOLES Associao das Empresas de Coletores de Entulho de Obra e Similares de Braslia;

ASTM American Society for Testing and Materials;

ATT Axel Translation Test;

Bg ndice de quebra de Marsal;

CBR ndice de suporte de Califrnia;

CCR Concretos Compactados com Rolo;

CHN Anlise elementar;

CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente;

CP Corpo de prova;

CV Coeficiente de Variao;

DF Distrito Federal;

H Diferencial na altura do corpo de prova em um nmero dado de aplicaes de carga;

DNER Departamento Nacional de Estradas e Rodagem;

DNIT Departamento Nacional da Infraestrutura de Transportes;

DP Deformao Permanente;

DRX Difrao de raios X;

e ndice de vazios;

ea ndice de ar;

EICM Enhanced Integrated Climatic Model

EPA US Environmental Protection Agency;

et. al. E outros;

ETS Especificao Tcnica de Servio;

ew ndice de gua;

f ndice de forma;

F Distribuio de probabilidade Fisher;

FPM Filter Paper Methotd;

FRX Fluorescncia de raios X;

GEAR Gua Espaola de ridos Reciclados Procedentes de Residuos de Construccin y

Demolicin;

GERD Asociacin Espaola de Gestores de Residuos de Construccin y Demolicin;

H0 Altura inicial do corpo de prova;

Hz Hertz;

IDP ndice de degradao por compactao Proctor;

INFRALAB Laboratrio do Instituto de Infraestrutura da UnB;

IPC Instituto de Pesquisa Rodoviria;

k1 Coeficiente de regresso dependente da rigidez do material;

xvii

k2 Coeficiente de no linearidade dependente da tenso de confinamento;

k3 Coeficiente de no linearidade dependente da tenso desvio;

kN Quilo Newton;

kPa Quilo Pascal;

LET Laboratrio de Engenharia de Transportes da UFC;

m Metros;

m2 Metro cuadrado;

m3 Metro cbico;

Max Mximo;

M-EPDG Mechanistic Empirical Pavement Design Guide

Min Mnimo;

mm Milmetros;

m Micrmetro;

MPa Mega Pascal;

MR Mdulo de resilincia

MRi Mdulo de resilincia na energia Proctor intermediria;

MRm Mdulo de resilincia na energia Proctor modificada;

M t Mdulo de resilincia tangente

N Ciclos de carga;

n Porosidade;

NBR Norma Brasileira;

NCHRP National Cooperative Highway Research Program;

P Presso absoluta;

pa Presso atmosfrica;

Pa Pascal;

PCC Pressure Constant Confinant;

pF Coluna de gua;

PI Eenergia de compactao Proctor intermediria;

PM Energia de compactao Proctor modificada;

PMSP Prefeitura Municipal de So Paulo;

PNRS Poltica Nacional de Resduos Slidos;

PSD Pore Size Density;

PUJ Pontificia Universidad Javeriana - Cali, Colmbia;

PVC Policloreto de vinila

R2 Coeficiente de correlao linear;

RAP Agregado Reciclado de Pavimento Asfltico;

RAW Standard Road Specification;

RCA Agregado Reciclado de Concreto;

RCCP Agregado Reciclado de Concreto de Cimento Portland;

RCD Resduos de Construao e Demolio;

RCD-R Resduos de Construao e Demolio, Reciclados;

RS Rio Grande do Sul;

RSU Resduos Slidos Urbanos;

s Segundos;

Sat Saturado;

Sd Grau de solidez;

SLU Servio de Limpeza Urbana;

xviii

Sr Grau de saturao;

ton/ano Toneladas por ano;

TRB Transportation Research Board;

RCS Resistncia compreso uniaxial;

UFC Universidade Federal de Cear;

UnB Universidade de Braslia;

UNE-EM Norma Europia - Espaa;

UNI Norma Europia - Italia;

w Teor de umidade ou contedo de umidade;

WRC Water Retention Curve;

p Deformao axial permanente acumulada;

r Deformao resiliente;

% Porcentagem;

< Menor que;

> Maior que;

Menor ou igual que;

Maior ou igual que;

Parmetro de Bishop;

Diferencial de deformao;

ij Delta de Kronecker;

Diferencial de tenso;

H2O Tenso superficial da gua

Primer invariante de tenso ou tenso volumtrica;

ngulo de orientao dos pontos de borda das partculas;

Tenso volumtrica efetiva;

S Suco matricial;

Tenso axial;

Integral;

1 Tenso principal maior;

3 Tenso principal menor;

d Tenso desvio cclica;

d/ 3 Relao de tenses;

ij Tensor de tenses totais;

ij Tensor de tenses efetivas;

Tenso cisalhante;

oct Tenso cisalhante octadria;

u a-uw Suco matricial;

Suco osmtica ;

Somatria;

Suco total;

1

CAPTULO 1

INTRODUO

1.1. OS RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO (RCD).

POR QUE US-LOS?

Nos anos recentes, os pases desenvolvidos tm se preocupado com problemas sociais e

econmicos relacionados ao meio ambiente. A principal preocupao tem a ver com o

desenvolvimento sustentvel e a proteo dos recursos naturais limitados. O aumento da

populao a nvel mundial tem acrescentado demanda de materiais adequados para a

construo e manuteno da infraestrutura civil, com o consequente aumento dos custos de

construo.

Em segundo lugar, preocupa a gesto dos resduos produzidos por meio de processos

industriais ou pela construo e demolio de estruturas civis por causa da diminuio dos

espaos nos aterros sanitrios e aumento dos custos de disposio. Esses problemas levaram

a uma maior sensibilidade social e poltica para o meio ambiente, com consequncias

significativas especialmente na engenharia rodoviria. A necessidade de reduzir os custos e

o tempo de construo levou a considerar a reciclagem de resduos como uma alternativa

adequada para reduzir o uso de materiais virgens na construo de estradas e obras de

manuteno ou remodelao.

Uma das opes tecnolgicas consideradas, a nvel mundial, para a reduo de materiais

volumosos e poluentes a utilizao dos resduos de construo e demolio para a

construo de novas estruturas em lugar dos materiais no renovveis. A demanda por

construes e materiais sustentveis tem promovido o desenvolvimento de tcnicas para

reaproveitamento de resduos gerados pelos processos de construo e demolio

(Rahardjo et al., 2011). Como tal, o emprego dos RCD como agregados na construo de

camadas de base ou sub-base parece ser uma possibilidade vlida para resolver os problemas

descritos. Pesquisas desenvolvidas em pases como Holanda, Hong Kong, Espanha,

Alemanha, Estados Unidos e Brasil assim o confirmam (Park, 2003; Poon & Chan, 2006;

2

Gmez, 2011; Gngora, 2011; Leite et al., 2011; Amorim, 2013; Farias et. al., 2013;

Sinisterra, 2014).

A quantidade de resduos gerada em nvel mundial e local significativa e o incremento

de volume cada vez maior devido construo de diferentes infraestruturas e renovao

das atuais. Segundo o reportado por Gmez (2011) na Unio Europeia, so gerados em torno

de 300 milhes de toneladas/ano. Nos Estados Unidos, em 2003, a produo de RCD chegou

a um total de 170 milhes de toneladas provenientes das diferentes fontes ou atividades da

construo (EPA, 2003). Em Hong Kong a produo de resduos era de 19,6 milhes de

toneladas/ano em 2004. Segundo (Tam et al., 2008), na Austrlia a produo de RCD 44%

dos resduos slidos urbanos (RSU) o que equivale a seis milhes de toneladas/ano. No

Brasil, no ano 2012 a quantidade de RCD coletado por dia foi 112.248 toneladas indicando

uma produo de 41 milhes de toneladas por ano (ABRELPE, 2012 apud Sinisterra, 2014).

Na Colmbia especificamente na cidade de Cali localizada no Sul oeste do pas, a quantidade

de resduos gerados no perodo compreendido entre os anos 2010 e 2014 tiveram um

incremento de 33% passando de 800.000 toneladas/ano para 1.054.587 toneladas/ano, devido

construo de infraestrutura rodoviria e obras pblicas conhecidas na regio como Mega

Obras (Embus & Quintero, 2015).

Na cidade de So Paulo, eram gerados seis milhes de toneladas/ano

(Kazmierczak, 2001). A estimativa da Associao das Empresas de Coletores de Entulho de

Obra e Similares de Braslia (ASCOLES) que 70% dos Resduos Slidos Urbanos (RSU)

gerados no Distrito Federal (DF) so constitudos por RCD, com uma carga de 6000

toneladas por dia o que equivale a 2,2 milhes de toneladas por ano (Farias, 2009; Gmez,

2011; Souza, 2013) considerando apenas resduos coletados pelo Servio de Limpeza Urbana

(SLU).

Alguns usos potenciais para os RCD so: agregado para concreto de baixa resistncia,

pavimentao de rodovias, material para drenos ou para preenchimento de estruturas de

conteno, produo de blocos de cimento, fabricao de blocos pr-moldados para

pavimentao e construo de caladas. A eficincia da reciclagem dos RCD pode ser

melhorada caso exista um conjunto de instrues acompanhadas de avanos tecnolgicos e

3

de procedimentos cientificamente testados (Arm, 2001; Bakoss & Ravindrarajah, 1999;

Brito-Filho, 1999; Franois & Jullien, 2009; Kartam et al., 2004).

O uso do RCD em pavimentao depender das caractersticas da sua composio e das

condies locais que incluem: intensidade das cargas mecnicas induzidas pelo trfego

rodovirio, temperatura ambiente, umidade e a reao a vrios produtos. Por outro lado, a

localizao do material alternativo e o custo para transport-lo so fundamentais para

viabilizar seu uso em pavimentao.

Para aceitar o uso de materiais alternativos na fabricao de concretos ou na construo

de camadas de base e sub-base diversas pesquisas tem se centrado no estudo desses materiais.

Os diversos pesquisadores Nataatmadja, A. (2001); Carpenter et al. (2007); Leite et al.

(2011); Cerni et al. (2012); Amorim (2013); Arulrajah et al. (2013); Gmez et al. (2013);

Li (2013); Gmez et. al. (2014); Sinisterra (2014) tm avaliado parmetros de composio,

resistncia, degradao devido quebra de partculas, graduao, mdulo de resilincia,

deformao permanente, tempo de cura, variabilidade do comportamento do RCD com a

umidade, ou quanto adicionado solo, viabilidade do seu uso na fabricao de concreto

asfltico, entre outros. Os resultados dessas pesquisas confirmam que os RCD podem ser

empregados como materiais granulares das camadas de base, sub-base ou revestimento

asfltico em pavimentos rodovirios.

1.2. RELEVNCIA DA PESQUISA

No Brasil e na Amrica Latina, a reciclagem de resduos ainda incipiente, apesar do avano

do nmero de obras no ramo da construo civil e da escassez de agregados naturais prximos

dos grandes centros urbanos. A diferena na porcentagem da reciclagem se d em funo da

disponibilidade de recursos naturais, da situao econmica e tecnolgica de cada nao, das

densidades populacionais existentes e da distncia de transporte entre a obra e os materiais

naturais (Sinisterra, 2014). Por outro lado, a possibilidade do uso dos resduos de construo

e demolio nos centros urbanos depender da qualidade do material, da quantidade

disponvel e da distncia a qual se encontra a fonte do material da obra.

A partir da publicao da resoluo CONAMA N307 (CONAMA, 2002), vrias

pesquisas tm sido desenvolvidas no Brasil na rea de pavimentao, caracterizando resduos

de construo fsica, qumica e mecanicamente. Cidades como Belo Horizonte, Rio de

4

Janeiro, So Paulo, Goinia, Uberlndia, Salvador, Joo Pessoa, Braslia, entre outras, j

tiveram experincias em pavimentao com esses tipos de materiais alternativos, chegando

concluso que os RCD apresentam boas condies de utilizao desde que sejam

convenientemente reciclados (Balzan et.al., 2003; Motta & Fernandes, 2003; Dias et.al.,

2006; Gmez, 2011; Gngora 2011).

Os materiais granulares esto submetidos a diferentes estados de carga, em resposta a

esses carregamentos, apresentam deformaes resilientes e permanentes. As deformaes

resilientes so relacionadas com as caractersticas de rigidez do material granular a qual deve

ser elevada a fim de evitar a apario de fissuras por fadiga na camada de revestimento

asfltico.

Materiais granulares alternativos como o resduo de construo e demolio reciclado

(RCD-R); o agregado reciclado de pavimento asfltico (RAP); o agregado reciclado de

concreto (RCA); e o agregado reciclado de concreto de cimento Portland (RPCC), tem sido

objeto de diferentes pesquisas visando o seu uso em estruturas de pavimento. Indraratna &

Salim (2002); Gmez (2011); Leite et al. (2011); Li (2013); Guimares (2001) mostraram

que os materiais reciclados tm caractersticas fsicas e mecnicas comparveis com os

agregados convencionais. No Brasil os materiais comumente empregados para pavimentao

so o granito, basalto, cascalho latertico e o calcrio. Nesta pesquisa pretende-se caracterizar

o comportamento mecnico de um RCD de Braslia mediante as propriedades de reteno de

gua, resilincia e deformao permanente tendo em vista o uso potencial do agregado

reciclado para a construo de bases granulares para pavimentos.

Considerando essas perspectivas e tendo-se em conta a capacidade instalada do

Laboratrio de Infraestrutura (INFRALAB) da Universidade de Braslia (UnB) em termos

de recursos fsicos e humanos, esta pesquisa foi desenvolvida dentro do marco do projeto

, no qual foram

considerados diversos materiais alternativos, abordando a possibilidade de re-uso na

pavimentao. Dentre os materiais avaliados encontram-se resduos de fosfogesso, lodos

residuais de plantas de tratamento de guas, borracha produzida a partir de pneus descartados

e resduos de construo e demolio da cidade de Braslia, os quais no desenvolvimento

desta pesquisa sero chamados de RCD.

5

O material empregado no desenvolvimento desta pesquisa foi utilizado em vrios outros

trabalhos relacionados ao referido projeto PRONEX. Gmez (2011), autora da presente tese,

caracterizou o RCD utilizado a partir de ensaios fsicos, qumicos e mecnicos e estudou seu

comportamento mecnico com especial nfase no mecanismo de quebra de gros e na

determinao de mdulos de resilincia. Sinisterra (2014) avaliou a aplicabilidade do RCD

do estdio Man Garrincha como agregado na elaborao do concreto asfltico e estudou

cenrios de aplicao rodovia BR-020/DF, com o emprego de modelos mecansticos do

guia M-EPDG e avaliaes econmicas baseadas no programa HDM-4. Souza (2015)

utilizou o RCD desta pesquisa em um prottipo de estrutura de pavimento em verdadeira

grandeza, totalmente instrumentado e sujeito a cargas cclicas de um eixo padro, com o

intuito de inferir o comportamento do material em campo.

O problema analisado no desenvolvimento da pesquisa foi como o carregamento cclico

na estrutura do pavimento influencia no comportamento mecnico da camada de base

construda com RCD.

A hiptese base da pesquisa foi que o comportamento mecnico da camada de base

construda com RCD, quando submetida a carregamentos cclicos, apresenta deformaes

permanentes compatveis com as observadas para agregados naturais. Tendo em vista o

problema e a hiptese, foram formulados os objetivos a seguir.

1.3. OBJETIVOS

Avaliao do desempenho em laboratrio do comportamento mecnico da base do pavimento

flexvel sob carregamentos cclicos usando agregados reciclados a partir de resduos de

construo e demolio.

Para atender a este objetivo, so propostos os seguintes objetivos especficos:

Determinao da influncia da variao de umidade e o estado de tenso nas deformaes

permanentes e nos mdulos de resilincia na camada de base construda com RCD sujeita

a carregamentos cclicos;

Caracterizao das propriedades de reteno de gua e da densidade de poros do RCD

utilizando a tcnica de suco capilar;

6

Ajuste dos parmetros do modelo mecanstico-emprico de previso da deformao

permanente do RCD considerando o estado de tenses aplicado e a variao de umidade.

1.4. ESTRUTURA DO TRABALH O

O presente trabalho foi estruturado nos captulos que se descrevem a seguir:

Captulo 1 Introduo

Apresenta uma breve descrio sobre os RCD, o histrico do tema, a relevncia do

trabalho, o objetivo geral e os especficos que foram necessrios para o desenvolvimento da

pesquisa.

Captulo 2 Reviso Bibliogrfica

Recolhe diferentes pesquisas apresentadas por investigadores sobre agregados reciclados

gerados a partir de resduos de construo e demolio (RCD), e o uso desses em

pavimentao. As propriedades fsicas e mecnicas dos RCD. A degradao por

compactao. A mudana de comportamento devido variao da suco. Os conceitos de

deformao permanente, e shakedown e alguns modelos matemticos que intentam prever o

comportamento dos materiais granulares.

Captulo 3 Materiais e Mtodos

Apresenta a descrio detalhada do RCD empregado nesta pesquisa. Os mtodos de

caracterizao fsica e mecnica empregados. A normativa e os equipamentos utilizados. Os

estados de tenso que foram aplicados e as trajetrias de suco.

Captulo 4 Apresentao e Anlise de Resultados

A partir dos dados experimentais obtidos nos ensaios de laboratrio, se discutem os

resultados mediante o uso de artigos tcnicos.

Captulo 5 Calibrao do Modelo Emprico

O captulo apresenta a aplicao do modelo mecanstico emprico proposto pela

NCHRP1-37A (2004) nos resultados obtidos para o RCD avaliado nesta pesquisa. O modelo

que considera a variao do teor de umidade e do estado de tenses foi empregado para

determinar a resposta mecnica do material frente a deformao permanente. A resistncia

ao cisalhamento do material tambm considerada nesse captulo.

7

Captulo 6 Concluses e Sugestes para Pesquisas Futuras

Apresenta as concluses mais relevantes obtidas a partir dos dados experimentais e das

anlises numricas desta pesquisa. Adicionalmente deixa inquietudes sobre alguns itens no

avaliados durante o desenvolvimento do trabalho os quais podero ser estudados no futuro.

Por ltimo sero apresentadas as Referncias Bibliogrficas utilizadas.

8

CAPTULO 2

REVISO BIBLIOGRFICA

2.1. INTRODUO

A reviso bibliogrfica forneceu informao relevante sobre a produo dos RCD no Brasil

e no Mundo, as diferentes aplicaes desses materiais na engenharia e os aspectos do

comportamento fsico e mecnico dos RCD. As pesquisas consultadas permitiram relacionar

o comportamento do RCD avaliado com materiais granulares convencionais. O captulo

ilustra a aplicao dos resduos de construo e demolio nas camadas de base e sub-base

para pavimentos. Alm disso, apresenta os diversos fatores que afetam o comportamento das

deformaes permanentes e resilientes dos materiais granulares. O mdulo de resilincia, a

degradao devido quebra durante a compactao ou aplicao de carregamentos, e as

caractersticas de reteno de gua sero discutidas ao longo do captulo.

2.2. RECICLAGEM DE RESD UOS DE CONSTRUO E DEMOLIO

Nas ltimas duas dcadas a explorao dos recursos naturais visando construo tem se

tornado uma grande preocupao devido ao impacto ambiental envolvido, uma vez que os

materiais extrados no so renovveis e parte deles so resduos que chegam sem controle

aos aterros sanitrios. Por isso, diversas pesquisas tm se desenvolvido com o intuito de

analisar as propriedades fsicas e mecnicas dos RCD, resultando na possibilidade de

reciclagem desses resduos.

Conforme a US Environment Protection Agency (EPA, 2003) os RCD so gerados

quando estruturas novas so construdas ou quando estruturas existentes so reformadas ou

demolidas. Dentro das estruturas se incluem todos os prdios residenciais e no residenciais,

tanto os projetos de obras pblicas quanto estradas, rodovias, pontes, peres e barragens. Os

diferentes materiais que constituem o RCD variam de estado a estado e depende das tcnicas

construtivas de cada pas. As componentes mais comuns encontradas nesses resduos so

apresentadas na Tabela 2-1.

9

Em 2011 a Associao Espanhola de Gestores de Resduos de Construo e Demolio

(GERD siglas em espanhol) apresentou o Gua Espaola de ridos Reciclados Procedentes

de Residuos de Construccin y Demolicin (GEAR, 2011).

Tabela 2-1. Materiais tpicos que compem os RCD nos Estados Unidos (EPA, 2003).

Materiais constituintes Exemplo da composio

Madeira Formas de madeira, tocos de madeira/rvores.

Drywall Lajes de gesso acartonado.

Metais Tubos, barras e cabos de ao.

Plsticos Revestimentos de vinil, portas, janelas, pisos, tubos e embalagens.

Cobertura Madeira, telhas de ardsia e azulejos, mantas asflticas.

Alvenaria Blocos de concreto, tijolos, alvenaria de cimento.

Vidro Janelas, espelhos, luzes.

Diversos Carpetes, luminrias, isolamento, telhas cermicas.

Papelo Geralmente usado para proteo de itens a serem instalados.

Concreto Fundaes, estacionamentos, caladas de pedestres, pisos, superfcies de

pavimento rgido.

Fresado de revestimento

asfltico

Caladas para pedestres e estruturas de pavimentos feitas com Concreto

asfltico.

O GEAR recompila os resultados das pesquisas desenvolvidas por diferentes

Universidades e instituies de pesquisa reconhecidas na Espanha. O conjunto de

recomendaes tcnicas inclui diretrizes orientadas ao uso potencial dos RCD em aterros

para muros de arrimo, aterros para rodovias, elementos pr-fabricados de concreto, concretos

compactados com rolo (CCR) e concretos em massa. O guia estabelece os requisitos mnimos

e os controles de qualidade que se devem levar em considerao para cada uma das aplicaes

acima nomeadas. Segundo o GEAR (2011) as caractersticas fsicas mais relevantes na hora

de empregar o RCD na construo de bases rodovirias so: granulometria, forma,

composio, lamelaridade, plasticidade, resistncia abraso, limpeza, sanidade. Para a

caracterizao qumica deve-se considerar a quantidade de enxofre e a solubilidade de

sulfatos. No que se refere ao comportamento mecnico compactao Proctor na energia

modificada e o ndice de suporte Califrnia (CBR). A Tabela 2-2 apresenta a relao de

ensaios e a frequncia com que se deve verificar a qualidade do RCD durante a construo

da obra.

Segundo a Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT, 2004), na NBR 15116 o

resduo de construo pode ser dividido em resduos de construo civil e agregado reciclado.

O resduo inclui resduos que provm de reformas, reparos e demolies de obras da

construo civil como tijolos, blocos, argamassa, gesso, telhas, cermicos e concreto. O

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agregado reciclado um material granular que provm do beneficiamento de resduos de

construo e demolio e que apresenta caractersticas tcnicas para sua aplicao em obras

de edificao e infraestrutura (ABNT, 2004).

Tabela 2-2. Ensaios para controle durante a construo da obra (GEAR, 2011).

Ensaio Norma Frequncia

Equivalente de areia UNE-EN 933-8

A cada 1.000 m3, ou cada dia se uma quantidade menor de

material for produzida. O controle deve ser aplicado sobre

duas amostras uma pela manh e outra tarde.

Azul de metileno UNE-EN 933-9

A cada 5.000 m3 de material produzido, ou uma vez por

semana se a produo for menor.

Granulometria UNE-EM 933-1

Composio UNE-EM 933-11

Limite de liquidez UNE 103103

ndice de plasticidade UNE 103104

Proctor modificado UNE 103501

Partculas alongadas UNE-EN 933-3

Partculas trituradas UNE-EN 933-5

Umidade natural UNE-EN 1097-5

Abrao Los ngeles UNE-EN 1097-2 A cada 20.000 m3 de material produzido, ou uma vez por

ms se a produo for menor.

Como citado por Gmez (2011) a classificao dos resduos de construo civil no Brasil,

includos na norma NBR 15116, obedece aos critrios definidos na Resoluo CONAMA n

307/2002 . Nessa resoluo so definidas as seguintes classes:

Classe A: Resduos reutilizveis ou reciclveis como agregados empregados na

fabricao de concreto, reformas e reparos de pavimentao, demolio e obras de

infraestrutura como solos provenientes de terraplenagem. Incluem-se tambm os resduos

gerados por reformas e reparos de edificaes como componentes cermicos, tijolos, blocos,

telhas, placas de revestimento, argamassa e concreto. Abrange tambm o grupo os resduos

obtidos pelo processo de fabricao ou demolio de peas pr-moldadas.

Classe B: Resduos reciclveis para outras destinaes, tais como plsticos, papel,

papelo, metais, vidros madeiras e gesso.

Classe C: Resduos para os quais no foram desenvolvidas tecnologias ou aplicaes

economicamente viveis que permitam a sua reciclagem e recuperao.

Classe D: Resduos perigosos oriundos do processo de construo, tais como tintas,

solventes e leos, ou aqueles contaminados oriundos de demolies, reformas e reparos de

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clnicas radiolgicas e instalaes industriais. A partir da expedio da resoluo

CONAMA n348 de 2004 o amianto foi includo nesta classe.

A lei 12.305 de 2010 que instituiu a Poltica Nacional de Resduos Slidos (PNRS) deixa

claro que os RCD so de responsabilidade do gerador dos mesmos. Contudo, so os

municpios os encarregados da coleta de tais resduos de obras sob sua responsabilidade e

aqueles lanados em ruas ou locais pblicos aumentando o gasto pblico de saneamento

urbano. A Associao Brasileira de Empresas de Limpeza Pblica e Resduos Especiais

(ABRELPE, 2012 apud Sinisterra, 2014) registrou a quantidade total aproximada de RCD

coletado no Brasil no perodo compreendido entre 2011 e 2012. A Tabela 2-3 permite

observar um acrscimo superior a 5% na quantidade coletada, sendo o Centro-Oeste a regio

com maior quantidade de RCD coletado no Brasil por habitante e por dia, nestes dois anos.

Tabela 2-3. Quantidade total de RCD coletado no Brasil em 2011 e 2012 (ABRELPE 2012 apud

Sinisterra, 2014).

Regio

2011 2012

RCD Coletado (t/dia) ndice

(kg/hab./dia)

Populao Urbana

(hab.)

RCD Coletado

(t/dia)

ndice

(kg/hab./dia)

Norte 3.903 / 0,330 12.010.233 4.095 0,341

Nordeste 19.643 / 0,502 39.477.754 20.932 0,530

Centro-

Oeste 12.231 / 0,966 12.829.644 12.829 1,000

Sudeste 55.817 / 0,742 75.812.738 59.100 0,780

Sul 14.955 / 0,638 23.583.048 15.292 0,648

BRASIL 106.549 / 0,656 163.713.417 112.248 0,686

2.2.1 Normativas e Legislao

De forma geral, cada pas tem desenvolvido uma legislao que permite controlar a

disposio dos resduos slidos da construo civil, visando proteo do meio ambiente, e

a incluso de materiais alternativos nos processos construtivos.

Na Holanda, por exemplo, os requisitos para que agregados reciclados sejam usados em

sub-base de pavimentos foram publicados desde 1995, na Standard Road Specifications

(RAW). A Itlia segue a UNI Standard 10006, e no Reino Unido as especificaes dos

materiais esto no documento Specification for Highway Works. Na Austrlia, a qualidade

dos resduos reciclados regulada por Guidelines for Recycled Buildings Materials

(Poon, 1997; Hendriks & Janssen, 2001). Espanha segue as recomendaes tcnicas

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estipuladas no Gua Espaola de ridos Reciclados Procedentes de Resduos de

Construccin y Demolicin (GEAR) que entrou em vigncia em 2011.

No Brasil no que se refere ao tema de pavimentao existem basicamente duas normas:

a ETS-001 da PMSP/SP (2003), e a norma, NBR 15115 da ABNT (2003). Esta ltima

especifica a utilizao de agregado reciclado RCD em camadas de base, sub-base e reforo

do subleito de pavimentos rodovirios. A Tabela 2-4 apresenta os valores mnimos requeridos

nestas duas especificaes brasileiras para o uso dos RCD em diferentes camadas da estrutura

do pavimento.

Tabela 2-4. Especificaes para agregados reciclados de RCD para aplicaes na pavimentao

(Souza, 2015).

Parmetros PMSP/SP 001

(2003) NBR 15115 (2003)

Dimenso mxima caracterstica

(mm) 50,0 63,5

Frao menor que 0,42mm (%)

Coeficiente de uniformidade > 10 > 10

Coeficiente de curvatura no consta

Porcentagem de materiais

indesejveis

mesmo grupo no consta 2,0%

grupos distintos no consta 3,0%

Forma dos gros (% de gros

lamelares) no consta Mximo 30%

ndice de suporte Califrnia (CBR%)

base (b) (a)

sub-base

Ref. de subleito

Expanso

base

sub-base

Ref. de subleito (a) permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de trfego com N 106 repeties

do eixo- padro de 80 kN no perodo do projeto; (b) permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de trfego com N 105 repeties

do eixo-padro de 80 kN no perodo do projeto.

Nos Estados Unidos mediante o relatrio NCHRP 598 (TRB, 2008) se determinou que

os agregados reciclados de concreto (RCP) e os agregados reciclados de concreto asfltico

(RAP) podem ser empregados na construo de bases e sub-bases granulares para volumes

de trfego pesado, mdio e baixo. Segundo a Transportation Research Board (TRB, 2008) o

comportamento mecnico dos agregados reciclados depende no s das tenses aplicadas,

mas tambm das condies de saturao e do clima. A Tabela 2-5 apresenta os valores de

referncia, os ensaios mnimos recomendados e as condies de trfego e clima que devem

ser levados em considerao na hora de trabalhar com agregados reciclados de concreto ou

de asfalto.

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Tabela 2-5. Ensaios e valores mnimos requeridos para o uso de RCD nos Estados Unidos

(TRB, 2008).

Ensaio

(Parmetro de

ensaio)

Trfego H M H L M L

Umidade H L H L H L H L

Temperatura F NF F NF

Micro-Deval (porcentagem perdido) < 5% < 15% < 30% < 45%

Suco capilar (constante dieltrica) 7 20

Triaxial esttico

(Tenso desviomax)

opt, c = 34,5 kPa 689,5 kPa 413,68 kPa 172,40 kPa N.A.

sat, c = 103,4 kPa 1241,05 kPa 930,80 kPa 413,68 kPa N.A.

Triaxial cclico

(Tenso desvio na

falha)

opt, c = 103,4 kPa 1241,05 kPa 1.103,2 kPa 620,53 kPa N.A.

sat, c = 103,4 kPa 1241,05 kPa 1.103,2 kPa 413,68 kPa N.A.

Mdulo de resilincia 413,68 MPa 275,80 MPa 172,40 MPa N.A.

H: Alto volume de trfego ou umidade; M: trfego mdio NF: No congelado

L: Baixo volume de trfego ou umidade N.A.: No aplica

F: Congelado opt: umidade tima, sat: umidade de saturao

2.3. AGREGADO RECICLADO DE RCD COMO MATERIAL GRANULAR DE

BASE OU SUB-BASE

Os materiais reciclados esto sendo cada vez mais utilizados em pavimentao para as

camadas de base / sub-base. Essa prtica ajuda a reduzir custos e impactos ambientais da

construo da estrutura. No entanto, as variaes em misturas originais e a histria do servio

destes materiais reciclados geram incertezas no seu desempenho quando empregados nas

diferentes camadas do pavimento. Para validar o uso dos RCD se faz necessrio estudar suas

caractersticas e compar-las com os materiais granulares convencionais (Gmez, 2011;

Cerni et al., 2012a; Arulrajah et al., 2013; Li, 2013).

Petkovic et al. (2004) afirmaram que possvel utilizar agregados reciclados em todas as

estruturas envolvidas em uma obra rodoviria, incluindo alm da base, a sub-base, o

revestimento asfltico e o reforo do subleito, as drenagens sub-superficiais e as barreiras

antirrudo como observa-se na Figura 2-1, porm, esses usos dependeram da quantidade e

qualidade do material disponvel.

Motta (2005) analisou, em laboratrio, aspectos fsicos e mecnicos de um agregado

reciclado da cidade de So Paulo, Brasil, utilizado para confeco de camadas de base e sub-

base. Com o intuito de avaliar o desempenho do material, a autora executou ensaios de:

compactao, ndice de suporte Califrnia (CBR), resistncia trao por compresso

diametral, resistncia compresso simples e mdulo de resilincia. O estudo envolveu a

anlise do agregado reciclado in natura, alm de misturas RCD + 4% de cal ou RCD + 4%

14

de cimento Portland, com o intuito de melhorar a resistncia do material. Entre as concluses

obtidas pela autora se tem que o agregado reciclado de resduo slido da construo civil tem

uma perspectiva promissora como insumo para a construo de camadas de bases e sub-bases

em vias de baixo volume de trfego, e podem ser usados em substituio aos materiais

convencionais para as condies referidas.

Figura 2-1. Aplicaes dos agregados reciclados (RCD) em estradas (Petkovic et al., 2004).

Gmez (2011) avaliou as propriedades fsicas e o comportamento resiliente do RCD

proveniente da demolio do estdio Man Garrincha da cidade de Braslia, Brasil. O

material foi testado aplicando as normas de ensaio para os agregados brasileiros

convencionais. Os resultados mostraram que o agregado reciclado apresentava propriedades

fsicas e mecnicas comparveis s dos agregados de calcrio utilizados na capital brasileira

para a construo de bases granulares. O ensaio de compactao Proctor mostrou que para as

diferentes energias empregadas no h uma curva bem definida, porm, a umidade tima de

compactao foi estabelecida em 13% j que para esse teor de umidade o material apresentou

a melhor trabalhabilidade. A partir de curvas granulomtricas de RCD a autora definiu a

quebra produzida durante a compactao. O ndice de quebra de Marsal Bg foi calculado com

base na variao das curvas granulomtricas aps ensaios de compactao. Os ndices de

quebra obtidos variaram entre 9, 13 e 18% para as energias de compactao normal,

intermediria e modificada respectivamente. Ainda Gmez (2011) avaliou as caractersticas

pozolnicas do agregado fino do RCD mediante o procedimento estabelecido na norma

15

NBR - 7215 (ABNT, 1996). O RCD no atingiu o valor mnimo requerido (30,2 MPa) para

ser considerado como uma pozolana pura. Contudo, a resistncia compresso simples

alcanou um valor razovel (15,7 MPa).

Motta (2005) avaliou o comportamento de resduos de construo e demolio coletados

na cidade de So Paulo. Estes agregados foram misturados com cal ou cimento Portland com

o intuito de melhorar sua resistncia mecnica. Gmez (2011) avaliou um agregado reciclado

gerado durante a demolio do estdio Man Garrincha da cidade de Braslia.

Diferentemente dos resduos avaliados por Motta (2005), o RCD brasiliense apresentou

um ganho de at 23% com o aumento do tempo de cura, sem precisar adio de materiais

pozolnicos. Essa variao foi medida a partir da tenso mxima na ruptura obtida no ensaio

de cisalhamento rpido aplicado aps o ensaio de mdulo de resilincia, para uma tenso de

confinamento s3 = 35 kPa, como se pode observar na Figura 2-2.

Figura 2-2. Variao da tenso mxima na ruptura com o tempo de cura aps ensaio de MR

(Gmez, 2011).

Gngora (2011) analisou o comportamento de brita de calcrio e RCD da remodelao

do Palcio de Planalto da cidade de Braslia, como materiais de aterro para estradas no

pavimentadas mediante ensaios laboratoriais de carregamento cclico. A ideia era simular a

carga produzida por um semi-eixo padro. Uma carga de 18 kN foi aplicada a uma frequncia

de 1 Hz mediante uma placa circular. Quando a estrutura de pavimento atingia 25 mm de

16

deslocamento vertical o teste era parado. O material de aterro que apresentou melhor

comportamento em termos de resistncia ao nmero de ciclos de carga foi de forma geral o

arranjo feito com RCD, chegando a 1.710 ciclos de carga contra os 1.630 ciclos do pavimento

construdo com brita de calcrio.

Delongui (2012) caracterizou os RCD-R produzidos no municpio de Santa Maria RS,

Brasil. Os resultados demonstraram que os agregados reciclados atendem as especificaes

normativas at mesmo para altos volumes de trfego. No geral, os agregados reciclados

alaram melhores resultados quando submetidos energia de compactao intermediria,

comportando-se semelhantemente s britas.

Amorim (2013) analisou a viabilidade de uso do RCD e solo na construo de bases em

obras virias. O resduo e o solo avaliados na pesquisa foram obtidos em Campo Verde

Mato Grosso, Brasil. A pesquisa incluiu ensaios de campo e laboratrio. O autor verificou

que o incremento do RCD ao solo elevou a resistncia compresso simples e o mdulo de

resilincia de modo que produziu um material com um comportamento mecnico melhorado.

No caso das deflexes obtidas no trecho experimental em estudo, realizadas com a viga

Benkelman, observaram-se valores dentro dos limites aceitveis para o trfego atuante.

Souza (2015) avaliou o comportamento do RCD caracterizado por Gmez (2011) como

material de base de um pavimento flexvel. O foco da pesquisa foi avaliar o RCD em

condies de servio. Dessa maneira, o autor utilizou um modelo fsico de verdadeira

grandeza que permitiu simular a estrutura do pavimento. A estrutura foi submetida a

carregamentos cclicos. Quanto avaliao do desempenho da estrutura do modelo fsico o

autor concluiu que apesar do controle de compactao apresentar deficincias, os valores das

instrumentaes apontaram para um bom comportamento da estrutura do modelo fsico. Com

os deslocamentos plsticos iguais a 2,75 mm determinados no ponto de aplicao da carga e

para um nmero de ciclos igual a 1 x 106 se verificou o bom comportamento da estrutura em

relao ao limite crtico de afundamento para um pavimento. O comportamento dos

deslocamentos plsticos a partir de 1 x 105 ciclos indica que a taxa de deformao decresce

at um valor nulo evidenciando a ocorrncia do comportamento de Shakedown plstico. Para

os deslocamentos elsticos obtidos na superfcie do revestimento foi possvel verificar que a

estrutura do pavimento para o nmero total de ciclos do ensaio estaria em condies

17

estruturais ainda boas segundo o critrio da norma DNER-PRO 011 (DNER, 1979). As taxas

de acrscimos de tenso se estabilizam para valores acima de 1 x 105 ciclos onde a partir

desse nmero de ciclos os acrscimos so relativamente constantes. As tenses registradas

na parte inferior da camada de base foram 82% menores que a tenso aplicada na superfcie

do revestimento o que demonstra o bom desempenho do revestimento e base para reduo

das tenses a serem transmitidas para o subleito.

Li (2013) avaliou o comportamento resiliente e a deformao permanente de diferentes

materiais granulares, entre os quais se encontram o agregado de calcrio, agregado reciclado

de asfalto e agregado reciclado de concreto. O estudo permitiu concluir que a deformao

permanente se incrementa com o aumento da tenso desvio; tenses desvio baixas (68,9 kPa)

e densidades relativas entre 85 e 95% no afetam significativamente o comportamento da

deformao permanente dos materiais testados; um contedo de finos alto (12,4 - 12,6%)

gera uma deformao permanente menor do que uma quantidade de finos pequena

(0,8 - 2,2%), indicando que a resposta resiliente dos materiais granulares funo no s da

distribuio granulomtrica, mas tambm da resistncia ao cisalhamento do material

avaliado.

As pesquisas de Motta (2005); Gmez (2011) e Delongui (2012) mostraram que os

resduos gerados em diferentes cidades do Brasil tm caractersticas fsicas e mecnicas

comparveis aos materiais convencionais empregados. Todas essas pesquisas apontam que

os agregados reciclados poderiam passar a ocupar o espao que os materiais granulares

convencionais, sempre que tenham adequadas prticas de reciclagem. Porm, o fato de esses

materiais alternativos serem pouco homogneos, diminui a viabilidade de seu uso. A

variabilidade devido procedncia do resduo, e uma alta absoro associada sua

porosidade (superior aos 2% das britas comuns) demandam controles de obra mais rigorosos,

e do conhecimento em profundidade das propriedades fsicas e mecnicas dos RCD, j que

resduos que provm da mesma regio podem ter uma composio diferente e, portanto, tero

uma resposta mecnica distinta.

Dentre as propriedades que devem ser avaliadas antes de viabilizar o uso de um RCD

encontram-se a distribuio granulomtrica, a sua composio, isso quantidade de concreto,

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brita ou cermicos, resistncia ao cisalhamento, rigidez, deformao permanente entre

outros. Vrios dos aspectos sero abordados nos itens seguintes.

2.4. COMPORTAMENTO RESILIENTE DO MATERIAL GRANULAR

O termo resilincia significa energia armazenada num corpo deformado elasticamente, a qual

devolvida quando cessam as tenses causadoras das deformaes, correspondendo

energia potencial de deformao (Medina & Motta, 2015).

At a dcada de 70, os mtodos de dimensionamento, usualmente empregados no Brasil,

caracterizavam-se por enfocar, basicamente, a capacidade de suporte dos pavimentos em

termos de ruptura plstica sob carregamento esttico, retratada pelo valor de CBR. No

entanto, observou-se que boa parte da malha rodoviria vinha apresentando uma deteriorao

prematura, que era atribuda fadiga dos materiais gerada pela contnua solicitao dinmica

do trfego atuante. Essa realidade acabou por dar ensejo introduo de estudos da resilincia

de materiais empregveis em pavimentos, permitindo avaliar comportamentos estruturais at

ento no explicveis pelos procedi