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IX SIMPÓSIO DE PRÁTICA DE ENGENHARIA GEOTÉCNCIA DA REGIÃO SUL - GEOSUL 2013CRICIÚMA - 12 A 14 DE SETEMBRO DE 2013

Desempenho da Reciclagem com Adição de Cimento da Rodovia SC 150,

Trecho BR 282 – CapinzalTrecho BR 282 – Capinzal

Glicério Trichês UFSCAntônio Santos ENGEVIX

rodoviasverdes.ufsc.br

1 - Cenário Brasileiro

2 - Revisão Bibliográfica – Reciclagem de Pavimentos

3 - Processo de Reciclagem da Rodovia SC

4 - Caracterização da mistura

Índice

5 - Avaliação do Desempenho

6 - Conclusões

INTRODUÇÃO – Cenário Brasil

Quilômetro de vias a cada 1000habitantes

Quilômetro de rodovias pavimentadas acada 1000 habitantes

Estados Unidos 22 França 15França 16 Estados Unidos 13Brasil 9 Itália 8Itália 8 Portugal 6Portugal 6 México 1,2México 3 Brasil <1,0

Densidade da malha viária de alguns países em diferentes estágios de desenvolvimento

México 3 Brasil <1,0

Pesquisa CNT 2012 (95.707 km)

Condições da Via PorcentagemÓtimo 49,0

Bom 5,1

Regular 33,4

Ruim 8,6

Péssimo 3,9

Consequências

- O custo operacional dos veículos: em 2011 o aumento médio foi de 23,0%;- Custos com acidentes rodoviários: em 2011 foi de R$ 15,7 bilhões (CNT, 2012)

- Com apenas 1km de rodovia pavimentada a cada 1000 habitante, o Brasil está atrás dagrande maioria dos países emergentes;

- Precisaria dobrar sua malha federal pavimenta em 10 anos, ou seja, construir cerca de9.000km de rodovias/ano;

- Deixar em ótimo estado pelo menos 9.000km/ano de rodovias existentes.

- Os investimentos necessários seriam da ordem R$ 54 bilhões/ano- Em 2012 foram investidos 11,5 bilhões (www.transparência.gov.br)


- Em 2012 foram investidos 11,5 bilhões (www.transparência.gov.br)- Em 2013 foram investidos 5,3 bilhões até 30/06 (www.transparência.gov.br)- O PAC 2 prevê a aplicação de 48,4 bilhões em 4 anos (2011-2014) e a construção decerca de 8.000km de rodovias

- CREMA I e II: prevê a revitalização de 30.000km (5anos)

Neste ritmo de investimentos e com aumento da carga nas rodovias e do número de veículos em circulação, nossos principais corredores de circulação de riqueza tenderão a se transformarem em grandes congestionamentos e com uma queda significativa nas condições das rodovias.

- O desenvolvimento econômico vivenciado pelo País a partir dos anos 2000;- Crescimento da frota e da carga transportada; - Falta de um Sistema de Gerenciamento da Manutenção dos Pavimentos;- Falta de controle das cargas atuantes.

- Necessidade de atualização no projeto de dimensionamento;- Necessidade de modernização na caracterização dos materiais de no projeto da mistura asfáltica;- Necessidade de aprimoração do processo construtivo;- Apagão de mão deobra qualificada.


- Apagão de mão deobra qualificada.

Deterioração acelerada destas rodovias

Figura 1 - Condições estruturais de duas rodovias catarinenses – 5 anos

• A reciclagem da base e revestimento com a adição de cimento não é uma solução nova;

• Após a segunda Guerra Mundial no Reino Unido e Alemanha - Recuperar as estradas secundárias;

• Nas décadas seguintes - baixo custo do petróleo e o deslocamento da produção do cimento para aconstrução civil, fizeram com que esta técnica permanecesse adormecida;

• Final da década de 1970 - limitações orçamentárias, aumentodo custo do petróleo associados àsrestrições impostas pela legislação ambiental para construção rodoviária estimularam o

2 - RECICLAGEM DE PAVIMENTOS

restrições impostas pela legislação ambiental para construção rodoviária estimularam odesenvolvimento e a aplicação de novas tecnologias envolvendo a reciclagem de pavimentos;

• Anos 80 - opção da reciclagem para reabilitação dos pavimentos ressurgiu e obteve um sucessonotável, principalmente devido aos seguintes fatores:

- Um melhor conhecimento das características mecânicas dos materiais tratados com cimento edo desempenho dos pavimentos semi-rígidos;

- A utilização de novos equipamentos mais potentes, tendo um melhor rendimento e maiorprofundidade de trabalho;

- Uma tomada de consciência decorrente das vantagens ambientais e a dificuldade para disporde novas fontes junto aos grandes centros urbanos.

RECICLAGEM DE PAVIMENTOS

Existem inúmeras técnicas disponíveis de reciclagem, que podem ser classificadas quanto:

- à composição original;

- ao local;

- a mistura reciclada;

- ao uso da mistura;

- aos materiais adicionados.

RECICLAGEM DE PAVIMENTOS

• No Brasil, destaque no início da década de 1990 e impulsionada a partir dos programas deconcessão de rodovias. Chegada e produção de equipamentos.

• Há uma escassez de pesquisas e dados publicados no Brasil sobre o comportamento mecânico demateriais resultantes da reciclagem de pavimentos com adição de cimento bem como do seudesempenho em campo.Destacam-se os apresentados por OLIVEIRA et al (2002), SILVA et. al,(2003), SILVA E MIRANDA (1998), MIRANDA E SILVA (2000) e SACHET (2007);

• Na mistura recicladacom a incorporaçãodo revestimentoà camadade base,tem-se agregados

RECICALGEM DE PAVIMENTOS

Na mistura recicladacom a incorporaçãodo revestimentoà camadade base,tem-se agregadosvirgens e agregados parcialmente ou totalmente envolvidoscom ligante asfáltico. As ligações que seestabelecem entre o cimento e o agregado virgem e entre o cimento ou argamassa e o agregadoenvolto com o ligante levam a formação deum material capaz de suportar maiores deformações secomparado com um material cimentado.Para este material, não se tem no País modelos querepresentam o seu comportamento à fadiga.

• Em muitos Projetos Finais de Engenharia os consultores têm se utilizado dos trabalhos de BALBO(1993) e TRICHÊS (1993). Caracterização e o comportamento mecânico em laboratório de materiaiscimentados (com cerca de 60 a 120 quilos de cimento por metro cúbico), apresentam modelos defadiga que,numa primeira aproximação,poderiam ser utilizados na análise tensão e deformaçãonestas estruturas.

• Período de execução: de 2006 e 2007.- De fevereiro a outubro de 2006, foi reciclado o sub-trecho da BR

282 (Joaçaba) até Lacerdópolis, numa extensão de 15 km- De abril de 2007 até outubro do mesmo ano foi reciclado o sub-trecho

Lacerdópolis - Capinzal. - A obra foi inaugurada em 20 de novembro de 2007.

• Condições do trecho: comprometimento estrutural total do revestimentoe camada de base e acostamento com desnivelamento e processos

3 - PROCESSO DE RECICLAGEM DASC 150

e camada de base e acostamento com desnivelamento e processos erosivos intensos.

• A reciclagem contemplou:- adição de 15% de agregado virgem para composição da granulometria; - adição de 3% em peso de cimento; - trituração do revestimento (8,0cm) junto com parte da camada de base(12,0cm);

- execução de uma camada de tratamento superficial para liberação dotráfego (atuação do tráfego por cerca de 30 dias);

- execução de camada de massa fina com 2,0cm;- execução de revestimento em asfalto-borracha com 4,0cm de espessura.

- CONDIÇÕES SUPERFICIAIS DA RODOVIA

(>80% FC2+FC3)


- Medidas de deflexão80 a 120 x10-2 mm

- Sondagens - Retroanálise

- Camadas de base e sub-- Camadas de base e sub-base, com valores modulares entre 200 a 700 kgf/cm2

- Camada final de terraplenagem com valores modulares entre 1100 a 2200 kgf/cm2

- PROJETO DE RECICLAGEM

- Reciclagem: trituração do revestimento com parte da espessura da camada de base - Camada reciclada pronta com 20,0cm- Adição de 15% de agregado virgem- Resistência à compressão simples de 2,8 MPa- Adição de 3% de cimento- Execução de camada de massa fina (2,0cm)- Execução do revestimento de 4,0cm de asfalto-borracha- Execução do revestimento de 4,0cm de asfalto-borracha

- CORREÇÃO GRANULOMÉTRICADEFINIÇÃO DO TEOR DE CIMENTO

Correção da GranulometriaA granulometria resultante da trituração do revestimento ecamada debase exigiu uma adição de 15% de agregado virgem, composto de12% de pó de pedra (3/16”a 0) e 3% de brita 1” (25mm), para que agranulometria se encaixasse na faixa II do DEINFRA/SC (faixasgranulométricas para base – DEINFRA/SC).

A granulometriamédia da mistura apresentava85% de material

- CORREÇÃO GRANULOMÉTRICADEFINIÇÃO DO TEOR DE CIMENTO

A granulometriamédia da mistura apresentava85% de materialpassante na peneira 3/4”, 68% passante na 3/8”, 32% passantenapeneira10 e 9% de material passante na peneira 200.

Teor de cimentoForam moldados corpos de prova com energia do Proctor modificadocom diferentes teores de cimento.

- resistência à compressão definida em projeto (2,8MPa) ;- teor de cimento definido em campo = 3%.

- PROCESSO CONSTRUTIVO

- Ensaios de caracterização

4 - CARACTERIZAÇÃO DA MISTURA

Agosto de 2007

Teor de cimento

(%)

Idade(dias)

Resistência à Compressão

(MPa)

Resistência à Tração na Flexão

(MPa)

Resistênciaà Tração Indireta

(MPa)

3.03 0,97 0,24 0,21

7 1,63 0,34 0,34

28 2,49 0,50 0,527 2,06 0,36 0,37

-RESULTADOS DA CARACTERIZÇAÕ DAMISTURA

3.57 2,06 0,36 0,37

28 3,31 0,63 0,65

4.07 2,85 0,48 0,4528 4,30 0,70 0,71

4.57 3,33 0,52 -

28 4,84 0,82 -

Os resultados obtidos indicam que a resistência à tração na flexão é cerca de 0,15 a 0,24 da resistência à compressão simples. Indicam, também, que seria possível avaliar a resistência à tração na flexão através do ensaio de compressão diametral, o que representa uma redução significativa no trabalho de moldagem de corpos de prova durante o processo executivo.

Deflexões (D0) para as Diferentes Situações do Pavi mento no Trecho entre as Estacas 1182 e 1260

100

110

120

130

-SEGMENTO DE REFERÊNCIAMedida da deflexão com viga Benkelman

30

40

50

60

70

80

90

1182 1185 1192 1195 1200 1203 1208 1211 1216 1219 1224 1227 1232 1235 1240 1243 1248 1251 1256 1259 1260

Estacas

Def

lexõ

es (

0,01

mm

)

Antes da Reciclagem Após Reciclagem da Base - 3 Dias

Após Reciclagem da Base - 7 Dias Após Reciclagem da Base - 28 Dias

Após Reciclagem com Revestimento - 7 Dias Após Reciclagem com Revestimento - 28 Dias

Condição de medição das bacias Deflexões médias (x10-2mm)D0 D25 D50 D75 D100 D150 D200

Antes da reciclagem 95,82 63,74 31,18 11,81 5,62 3,50 1,70Após a reciclagem, com 3 dias de cura 52,14 36,24 21,76 12,38 6,52 4,05 1,86

Após a reciclagem, com 7 dias de cura 50,48 35,67 22,19 12,52 6,38 3,86 1,71

Após a reciclagem, com 28 dias de cura 48,47 35,52 23,33 13,54 6,67 3,62 1,52

Após a reciclagem, com revestimento (35 dias de cura)

42,38 32,33 21,05 12,14 6,48 4,38 1,71

- RETROANÁLISE DAS BACIAS

Após a reciclagem, com revestimento (60 dias de cura)

40,86 31,81 21,19 12,62 7,00 4,00 1,67

Módulos Antes da reciclagem (MPa) Módulos após a reciclagem com revestimento (35 dias) (MPa)

Camada Média Desvio Padrão

Camada Média Desvio Padrão

Revestimento 1.877,4 479,4 Revestimento 4.500,0* -

Base 50,1 17,6 Base 732,0 185,0

Base remanescente

74,0 18,3

Sub-base 21,5 7,7 Sub-base 32,5 15,7

Subleito 184,1 39,8 Subleito 184,1 39,8

- ESTIMATIVA DE VIDA ÚTIL DO SEGMENTOMONITORADO

A estrutura final do pavimento reciclado:

- Revestimento: espessura de 4,0 cm, módulo resiliente de 4.500,0 MPa e coeficiente de Poisson igual a 0,27. Este valor de módulo foi definido apartir de ensaios de laboratório (LabAsfalto);

- Camada de base reciclada: com espessura de 21,0 cm (considerou-se o - Camada de base reciclada: com espessura de 21,0 cm (considerou-se o tratamento superficial incorporado à espessura da camada reciclada), móduloresiliente médio de 732,0 MPa e coeficiente de Poisson igual a 0,2;

- Camada de base remanescente: espessura de 8,0 cm, módulo resiliente médio de 74,0 MPa e coeficiente de Poisson igual a 0,35;

- Camada de sub-base: com espessura de 20 cm, módulo resiliente médio de32,5 MPa e coeficiente de Poisson igual a 0,35;

- Camada final de terraplenagem: módulo resiliente médio de 184,0 MPa ecoeficiente de Poisson igual a 0,45.

Modelo de fadiga: Trichês (1993), para CCR:

N = 10(14,911 – 15,074 SR)

onde N - Número de ciclos de carregamento para a ruptura;SR - Tensão de tração na face inferior da camada.

- Tensão de tração obtida na face inferior da camada reciclada é de 0,26 MPa e a

- ESTIMATIVA DE VIDA ÚTIL DO SEGMENTOMONITORADO

- Tensão de tração obtida na face inferior da camada reciclada é de 0,26 MPa e adeflexão máxima da estrutura é 41 x10-2mm;

- Resistência à tração na flexão aos 28 dias da camada reciclada é de 0,5 MPa RelaçãoSR será igual a 0,52.

- Vida útil estimada para o pavimento reciclado 1,1x107 solicitações;

- O tráfego previsto 9,54x106 (USACE). É de se esperar que a intervenção executadapara a restauração da rodovia irá suportar o tráfego previsto no período de projeto, com uma certa folga.

5.1 CONDIÇÃO SUPERFICIAL DO PAVIMENTO(Levantamentos realizados em agosto de 2010 e julho de 2012)

• Segmento de Referência: está localizado entre os quilômetros 23,6 e 25,2 e tem extensão de1.600 metros (7,2 metros de largura).

• Restante da Rodovia : tem um comprimento de 28.400 metros (7,2 metros de largura) e mais 10.800 metros de terceiras faixas e alargamento de pista (3,6 metros de largura).

Metodologia Empregada no Cadastramento das Patologias e medida da trilha de roda- Segmento de Referência

5 - AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO

- Segmento de ReferênciaSeções Amostrais (6,0 x 3,6 metros). Além das patologias nas seções, também foram cadastradas todas as patologias que estavam fora das Seções Amostrais. No total foram cadastradas 132 Seções Amostrais em cada avaliação.

- Restante da Rodovia:• Cadastramento das patologias em Seções Amostrais:Seções Amostrais cada 200 metros na

mesma faixa de rolamento. Foram levantadas 269 seções em 2010 e 280 seções em 2012.• Cadastramento de todas as patologias existentes no trecho: Foram cadastradas todas as

patologias percebidas na superfície do pavimento entre duas Secções Amostrais (inclusive na terceira faixa) ao se deslocar com o veículo à velocidade entre 20 e 30 km/h. Os locais em que seidentificou a presença de patologias foram cadastrados como Seções Extras. Foram cadastradas 146 seções extras em 2010 e 505 em 2012.

- Levantamento das patologias

- ANÁLISE DOS RESULTADOS OBTIDOSSegmento de Referência

Tipo de patologia Seção Amostral Porcentagem (%)

LD LE Total LD LE Total

Total de seções 69 63 132 100 100 100

Sem defeitos 52 48 100 75,4 76,2 75,8

Segregação 11 8 19 15,9 12,7 14,4

TrincasFC-1 8 6 14 11,6 9,5 10,6

FC-2 6 3 9 8,7 4,8 6,8

Condições superficiais do revestimento. Segmento de Referência, agosto 2010

Trincas FC-2 6 3 9 8,7 4,8 6,8

FC-3 2 0 2 2,9 0,0 1,5

FC-2 + FC-3 8 3 11 10,1 4,8 8,3

Buraco 0 0 0 - -

Trinca Transversal. Não propagou 1 1 2 - -

Trinca Transversal Propagou 0 0 0 - -

Trinca Longitudinal Instabilidade do talude 1 6 7 1,4 9,5 5,3

Trilha de RodaAté 2 mm 69 62 131 100 98,4 99,2

2 a 6 0 1 1 - 1,6 0,8

6 a 12 0 0 0 - - -

>12 mm 0 0 0 - - -

Remendo 0 0 0 - - -

Tipo de patologia Seção Amostral Porcentagem (%)

LD LE Total LD LE Total

Total de seções 69 63 132 100 100 100

Sem defeitos 50 45 95 72,5 71,4 71,9

Segregação 15 9 24 21,4 14,3 18,2

FC-1 8 6 14 11,1 9,5 10,6

Condições superficiais do revestimento. Segmento de Referência, julho 2012

- ANÁLISE DOS RESULTADOS Segmento de Referência

Trincas FC-2 4 4 8 5,8 6,4 6,1

FC-3 6 2 8 8,7 3,2 6,1

FC-2 + FC-3 10 6 16 14,5 9,5 12,1

Buraco 1 0 1 - -

Trinca Transversal. Não propagou 1 1 2 - -

Trinca Transversal Propagou 0 0 0 - -

Trinca Longitudinal Instabilidade do talude 1 6 7 1,4 11,1 5,3

Trilha de RodaAté 2 mm 61 62 123 88,4 98,4 93,2

2 a 6 2 1 3 2,9 1,5 2,3

6 a 12 6 0 6 8,6 0 4,6

>12 mm 0 0 0 - - -

Remendo 0 0 0 - - -

60

80

100

120

2010 2012

- ANÁLISE DOS RESULTADOSSegmento de Referência

0

20

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 - % de Seções sem Defeito 7 - FC-2+ FC-32 - % Seções com trilhas ≤2 mm 8 - Buracos3 - Segregação 9 - Trinca Transversal. Não propagou4 - Trincas tipo FC-1 10 - Trinca Transversal. Propagou5 - Trincas tipo FC-2 11 - Trinca longitudinal. Instabilidade talude

• Em 2010, após 3 anos de abertura ao tráfego: 24,2 % das Seções Amostrais com algum tipo depatologia. Destas, 8,3% das seções (11 no total) tem trincas tipo FC-2, FC-3 e buracos e 5,3% (7 no total) apresentam trincas longitudinais.

• Das 11 trincas FC-2 e FC-3 e buracos, 6 delas ocorrem em região que apresenta segregação damistura asfáltica. Portanto, teriam origem em um defeito executivo da mistura asfáltica e nãoestariam associadas ao trincamento da camada reciclada.

• De mesma forma verifica-se no arquivo de registro das patologias, que das 7 trincas


• De mesma forma verifica-se no arquivo de registro das patologias, que das 7 trincas longitudinais, 6 estão associadas à instabilidade do talude, e também não seriam decorrentesda execução da reciclagem.

• Em 2010 tinha-se 18,8 patologias por quilômetro de rodovia, ou uma patologia a cada 53,2 metros, e cerca de 60 m2 de remendos superficiais a serem feitos naquele momento.

• Em 2010, 99,2% das seções apresentavam trilha de roda menor ou igual a 2mm.

• Em 2012, após 5 anos de abertura ao tráfego, 28,9% das Seções Amostrais com algum tipo de patologia. Isto representa acréscimo de 4,7 pontos percentuais em 2 anos, o que é compatível com os valores observados por Marcon (1996) em rodovias catarinenses, notadamente ao se considerarque nos 3 primeiros anos de abertura ao tráfego já se tinha 24,2% das seções com patologias.

• Houve um acréscimo de 5 Seções Amostrais com trincas FC-2 e FC-3, passando de 8,3% para12,1% das seções com este tipo de patologia, representando um acréscimo de 3,9 pontos percentuais. Das 16 seções com FC-2 e FC-3, 8 estão associadas à segregação da mistura.


• Em 2012 tinha-se 23,8 patologias por quilômetro de rodovia, (ou uma patologia a cada 42,1 metros), e cerca de 338 m2 de remendos superficiais a serem feitos. Isto representa cerca de 2,9%a superfície total do pavimento ,o que indica um bom desempenho para o pavimento.

• Em 2012, 93,2% das Seções Amostrais apresentavam uma trilha de roda menor ou igual a 2mm, representando uma diminuição de 6,0% das Seções Amostrais com este nível de trilha de roda emrelação ao levantamento de 2010 (passaram para o próximo intervalo).

• Observa-se maior concentração das patologias no lado direito da rodovia (sentido BR282 –Capinzal). Isto está associado ao fato que a logística do transporte de insumos para o abastecimento do forte pólo produtor de carnes localizado na região de Capinzal se dá nestesentido da rodovia. A saída da carga frigorificada se dá por outra rodovia.

Tipo de patologia Seção Amostral Porcentagem (%) Seções Extras Total de patologiasLD LE Total LD LE Total LD LE Total

Total de seções 133 136 269 100 100 100 67 43 110 -Sem defeitos 103 106 209 77,4 77,9 78,8 - - - -Segregação 16 11 28 12,0 8,8 10,4 17 23 40 68

FC-1 16 15 31 12,0 11,0 11,5 26 21 50 78

Condições superficiais do revestimento. Restante da Rodovia, agosto 2010

- ANÁLISE DOS RESULTADOS Restante da Rodovia

Trincas FC-2 8 6 14 6,0 4,4 5,2 35 27 62 76FC-3 4 4 8 3,0 2,9 3,0 16 3 19 27FC-2 + FC-3 12 10 22 9,0 7,3 8,2 47 18 65 87

Buraco 1 0 1 - - - 1 0 1 2Trinca Transversal. Não propagou 3 14 17 - - - 11 104 114 131Trinca Transversal Propagou 1 8 9 - - - 6 4 10 19

Trinca Longitudinal Instabilidadedo talude

2 5 8 - - - 1 11 12 19

Trilha de RodaAté 2 mm 119 128 247 89,5 94,1 91,8 - - - -

2 a 6 6 4 10 5,0 2,9 3,7 6 2 8 186 a 12 2 1 3 1,5 0.7 1,1 7 3 10 13>12 mm 6 3 9 4,5 2,2 3,3 14 3 17 26

Remendo 0 0 0 - - 4 1 5 5

Tipo de patologia Seção Amostral Porcentagem (%) Seções Extras Total de patologiasLD LE Tota

lLD LE Total LD LE Total

Total de seções 140 140 280 50 50 100 - - - -Sem defeitos 95 107 202 67,9 76,4 72,1 - - - -Segregação 16 12 28 11,4 8,6 1 0,0 51 39 90 128

FC-1 12 11 23 8,6 7,9 8,2 26 89 131 154

Condições superficiais do revestimento. Restante da Rodovia, julho 2012


TrincasFC-1 12 11 23 8,6 7,9 8,2 26 89 131 154FC-2 9 8 17 6,4 5,7 6,1 60 56 116 133FC-3 20 8 28 14,3 5,7 10,0 100 51 150 178FC-2 + FC-3 29 16 45 18,5 20,7 16,1 160 107 267 312

Buraco 5 0 5 3,6 0,0 1,8 13 4 17 22Trinca Transversal. Não propagou 3 14 17 - - - 28 124 152 169Trinca Transversal Propagou 1 8 9 - - - 8 22 30 39Trinca Longitudinal Instabilidadedo talude

4 6 10 - - - 16 63 79 89

Trilha de RodaAté 2 mm 121 125 246 86,4 89,3 87,9 - - - -2 a 6 10 10 20 7,1 7,1 7,1 12 10 22 326 a 12 3 1 4 2,1 0,7 1,4 14 3 17 21>12 mm 6 3 9 4,3 2,1 3,2 29 7 36 45

Remendo 2 1 3 - - - 9 4 13 16

40

50

60

70

80

90

100

2010 2012

- ANÁLISE DOS RESULTADOS Restante da Rodovia – Seções Amostrais

0

10

20

30

40

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1 - % de Seções sem Defeito 7 - FC-2+ FC-32 - % Seções com trilhas <2 mm 8 - Buracos3 - Segregação 9 - Trinca Transversal. Não propagou4 - Trincas tipo FC-1 10 - Trinca Transversal. Propagou5 - Trincas tipo FC-2 11 - Trinca longitudinal. Instabilidade6 - Trincas tipo FC-3 12 - Patologias por quilômetro

150

200

250

300

350

2010 2012

- ANÁLISE DOS RESULTADOS Restante da Rodovia – Seções Extras

0

50

100

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

1 - Segregação 6 - Buracos2 - Trincas tipo FC-1 7 -Trinca Transversal. Não propagou3 - Trincas tipo FC-2 8 - Trinca Transversal. Propagou4 - Trincas tipo FC-3 9 -Trinca longitudinal. Instabilidade5 - FC-2 + FC-3 10 - Patologias por quilômetro

• Em 2010, após 5 anos de abertura ao tráfego, o pavimento apresentava 21,2 % das SeçõesAmostrais com algum tipo de patologia. Destas, 8,2% das seções têm trincas tipo FC-2 e FC-3, igualando-se ao Segmento de Referência. Entretanto, tinha-se 2,2 patologias a cada quilômetro (ou uma ocorrência a cada 454 metros). Considerando-se Seções Amostrais + SeçõesExtras, tinha-se 6,5 patologias a cada quilômetro (ou uma ocorrência a cada 154 metros) indicando que o Restante da Rodovia apresentava uma condição melhor do revestimento quanto a presença de patologias em relação ao Segmento de Referência.

• Consultando o arquivo de registro das patologias, verifica-se que do total de 87 trincas FC-2 eFC-3 cadastradas, 21 delas ocorrem em região que apresenta segregação da mistura asfáltica


FC-3 cadastradas, 21 delas ocorrem em região que apresenta segregação da mistura asfáltica(restritas a áreas isoladas) e 16 delas estão associadas a problemas executivos.

• Nas Seções Amostrais, 91,8% delas apresentam trilhas de roda ≤ 2mm. Esta diferença significativa em relação ao Segmento de Referência deve-se ao fato que no Restante daRodovia tinha-se, em 2010, pelo menos 4 locais em que houve problemas no processo executivo da reciclagem ou na forma como foi executado o pavimento onde houvealargamento da pista. Para a recuperação destes locais, seriam necessário a execução de cercade 2.440 m2 de remendos profundos e para a recuperação das demais áreas com trincamentoseriam necessários 1.850 m2 de remendos superficiais, totalizando 1,8 % da área total do pavimento.


pavimento.

Alargamento de pista Reciclagem sem adição de cimento

• Em 2010 foram cadastradas131 trincas transversais que não se propagaram e 19que se propagaram.


• Em 2012 foram cadastradas169 trincas transversais que não se propagaram e 39que se propagaram.

ENSAIO DE PROPAGAÇÃO DE TRINCAS

THIVES, 2009

Vida relativa IBCbB CBCbP BBB

Ensaios laboratoriais de propagação de fendas

8,0 11,6 1,0

Colocação de Geossintético (km 19+800 e 20+000)Para Retardar a propagação da trincas

Colocação de geossintético onde foi observado trincas de retração na camada reciclada em 2007.Km 19,8

Condição do revestimento em agosto de 2012.

• Verifica-se que 90,1% das trincas de retração que não se propagaram localizam-se no lado esquerdo da rodovia (sentido Capinzal – BR 282). Acredita-se que o maior sombreamento nolado direito da rodovia tenha contribuído para compensar uma possível deficiência noprocesso de cura da camada reciclada.


Sombreamento da rodovia devido à vegetação. Fotos tiradas no lado esquerdo da rodovia, sentido BR 282

• Verifica-se que 84,2% das trincas longitudinais (de instabilidade) localizam-se no lado esquerdoda rodovia. - Rodovia desenvolve-se a meia encosta predominantemente no lado esquerdo. - Boa parte do lado esquerdo da rodovia margeia a calha do rio Peixe.



• No levantamento de 2012, observa-se um grande incremento das patologias cadastradas nasSeções Amostrais bem como no número de Seções Extras com patologias. As Seções Amostrais com trincas FC-2 e FC-3 passaram de 22 para 45 e as Seções Extras de 65 para 267,representando um incremento de 104,5% e 310,8%, respectivamente.

• O total de trincas longitudinais cresceu de 20 para89, representando um aumento de 345%. A grande maioria destas trincas se manifestou emgrande maioria destas trincas se manifestou em2011 e estão associadas à grande precipitação ocorrida naquele ano, elevando em mais de 12 metros o nível d´água no Rio do Peixe. Emfunção do aparecimento destas instabilidades e também dos problemas executivos detectados em 2010 houve um aumento significativo deseções em que a trilha de roda está acima de 12 mm.

• Em 2012, o número de patologias por quilômetro subiu de 6,5 para 19,5 (ou caiu de 1 patologiaa cada 154 metros para 1 patologia a cada 51 metros). Isto representa um crescimento aceleradoda degradação da estrutura indicando que ela não vai atingir a vida útil de projeto.

• No levantamento de 2012, detecta-se um crescimento significativo de buracos, passando de 2 para 22. A Figura 8 ilustra um destes buracos. Observando-se com detalhe este buraco, verifica-se que a camada de base reciclada está intacta e não apresenta qualquer vestígio de trincamento.Observa-se, todavia, que a mistura asfáltica está desagregando e que há uma forte contribuição da segregação da mistura para este comportamento. Assim, acredita-se que é factível assumir


que as trincas FC-2 e FC-3 em região de segregação da mistura estão associadas a problemas executivos da mistura asfáltica e não à técnica da reciclagem em si.

Evolução da área necessária de remendos superficiais e profundo

10000

15000

20000

25000

2010

2012

Necessidade de remendos

Segmento de Referência

Restante da Rodovia

Ano 2010 2012 2010 2012Remendo Superficial

(m2)60

(0,5%)338

(2,8%)2440

(1,0%)23446(9,6%)


0

5000

1 2 3 4

1 - Área necessária de remendo superficial no Segmento Referência2 - Área necessária de remendo profundo no Segmento Referência3 - Área necessária de remendo superficial no Restante da Rodovia4 - Área necessária de remendo profundo no Restante da Rodovia

Remendo profundo(m2)

0,0 0,0 1850(0,8%)

4320(1,8%)

SEGMENTO LD LE Ambos os lados

Média Desvio Média Desvio Média DesvioOPP- 1180 26,7 13,9 22,4 8,8 24,5 11,7Segmentode 24,5 11,7 21,8 11,9 23,9 11,4

Medidas de deflexão (x10-2 mm)

5.2 DEFLEXÃO

Em agosto de 2012, foram feitas medidas de deflexões comFWD, modelo Kuab, espaçadas a cada 200, na mesma faixa.

SegmentodeReferência

24,5 11,7 21,8 11,9 23,9 11,4

1260 - 1501 19,1 4,4 19,8 5,6 19,0 4,9

Deflexão no Segmento de Referência em agosto de 2007, medidas com viga espaçadas a cada 20 m, na mesma faixa.

Condição de medida Deflexões médias (x10-2mm)

Antes da reciclagem 95,8Após a reciclagem, com 3 dias de cura 52,1Após a reciclagem, com 7 dias de cura 50,4Após a reciclagem, com 28 dias de cura 48,4Após a reciclagem, com revestimento (35 dias de cura) 42,3Após a reciclagem, com revestimento (60 dias de cura) 40,8

Comparando-se as deflexões medidas em 2012 com os dados de deflexão do Segmento de Referência medidos em 2007 (deflexão média de 40,8x10-2mm), observa-se que há um redução significativa da deflexão média do neste segmento, indicando um possível aumento na rigidez da camada reciclada. Há que ressaltar, todavia, que em 2007 as deflexões foram medidas com viga

Os dados do quadro mostram um baixo nível deflectométrico da estrutura, condizente com pavimentos com camadas cimentadas. Mostram, também, que no segmento 1260 – 1501 (final do trecho) a deflexão medida é menor, indicando, provavelmente, uma melhora no processo construtivo da reciclagem.

camada reciclada. Há que ressaltar, todavia, que em 2007 as deflexões foram medidas com viga Benkelman e em 2012, com FWD.

Entretanto, segundo Borges (2001), que estudou a correlação entre deflexões medidas com viga e com FWD em rodovias de Santa Catarina, no intervalo de deflexão entre 30 e 50 x10-2mm, não há diferenças significativas entre medidas deflexão feitas com viga ou com FWD.

Segmento LD LE Ambos os ladosMédia Desvio Média Desvio Média Desvio

OPP- 1181 2,4 1,5 2,5 1,5 2,5 1,5

Em setembro de 2012 foram feiras medidas de trilha de roda com emprego de um perfilômetro a laser. A cada 10 metros foi feito uma média dos valores medidos.

Trilha de roda (mm)

5.3 TRILHA DE RODA

Segmento dereferência

1,9 1,1 2,5 1,2 2,3 1,3

1260 - 1501 2,0 1,4 1,8 1,2 1,9 1,3

Segmento Intervalo Medida com perfilômetro Medida com treliçaLD (%) LE (%) LD (%) LE (%)

Restante daRodovia

Tr ≤ 2,0mm 66,9 60,9 86,4 89,32,0 < TR≤ 6,0mm 31,2 37,1 7,1 7,1≥ 6,0 mm 1,9 2,0 6,4 2,8

Segmentode referência

Tr ≤ 2,0mm 77,1 55,4 88,4 98,42,0 < TR≤ 6,0mm 22,2 43,9 2,9 1,5≥ 6,0 mm 0,7 0,7 8,6 0

Distribuição das trilhas de roda segundo 3 níveis de profundidades

Os mostram que a trilha de roda é baixa (98% do trecho ela é inferior a 6,0 mm) indicando que a camada cimentada encontra-se íntegra quanto ao trincamento por fadiga.

Mostram também uma diferença significativa entre os valores da porcentagem de seções em cada um dos 3 níveis de profundidade de trilha medidos com o perfilômetro e a treliça.

Todas a seções em que se fez levantamento com treliça foram fotografadas, com a treliça posicionada para a leitura. Consultando-se o banco de dadas, definitivamente não se tem cerca de 34% das seções com trilhas entre 2 e 6mm. Este valor é inferior. Por outro lado, certamente se 34% das seções com trilhas entre 2 e 6mm. Este valor é inferior. Por outro lado, certamente se tem mais de 3% da seções com trilha de roda acima de 6mm.

Acredita-se que o perfilômetro em uma seção com segregação como a ilustrada na figura ao lado vai indicar um valor de trilha de roda, enquanto que com a treliça, não necessariamente vai se medir trilha de roda (ou menor que 2mm).

Em setembro de 2012 também foi medida a irregularidade com o perfilômetro à laser. As medidas foram feitas em cada trilha de rodagem, de forma contínua, e a cada 200 metros foi calculado um valor médio da irregularidade no intervalo.

5.3 IRREGULARIDADE

Segmento LD LEMédia Desvio Média Desvio

OPP- 1180 2,11 0,46 2,07 0,46Segmento de 2,29 0,57 2,13 0,52

Irregularidade (m/km)Perfil medido

massa do veículo

suspensão e amortecedores

eixo

pneu

IRIPerfil medidomassa do veículo

suspensão e amortecedores

eixo

pneu

IRI

Segmento dereferência

2,29 0,57 2,13 0,52

1260 - 1501 2,07 0,35 2,02 0,51

Algoritmo computacionalAlgoritmo computacional

Segundo a AASHTO, o padrão de aceitação de irregularidade para rodovias interestaduais americanas corresponde a um IRI de 2,69m/km.

A ARTESP - Agência Reguladora de Serviços Públicos Delegados de Transporte do Estado de São Paulo, estabelece que as concessionárias devem manter as vias em condições para garantir que, durante a vida útil do pavimento, o IRI seja ≤ 2,69 m/km.

CONCLUSÕES

No início da obra, deve ser executado um “segmento treinamento” para que se possa ajustar equipe de trabalho , avaliar a adequação dos equipamentos disponíveis, ajustar a dosagem da mistura, estabelecer o processo de execução, sistematizar o controle de qualidade do serviço e definir a logística do transporte dos insumos necessários. O ajuste da mistura deve ser contínuo, com pelo menos 1 semana a frente da recicladora, tendo-se em conta a possível variabilidade dos materiais.

A reciclagem do pavimento com adição de cimento contemplando a incorporação do revestimento na camada de base propicia uma redução significativa na deflexão do pavimento existente já no terceiro dia de cura da camada reciclada, além de homogeneizar a sua capacidade estrutural. A quantidade de energia de compactação é determinante para se atingir esta redução na deflexão e se atingir a resistência à tração na flexão de projeto. A medida da deflexão logo nos primeiros dias de cura da camada reciclada, deve ser vista flexão de projeto. A medida da deflexão logo nos primeiros dias de cura da camada reciclada, deve ser vista como uma medida quantitativa da qualidade do serviço que está sendo executado , sobrepondo-se à avaliação do grau de compactação.

Nos segmentos onde o acostamento está erodido e se tem um grande desnível entre pista e acostamento, é provável que o atual processo executivo venha propiciar que a mistura reciclada tenha uma maior rigidez no acostamento, propiciando o aparecimento de trincas de retração hidráulica a partir do bordo do acostamento. Este tema deve ser pesquisado para especificação do processo construtivo nestes segmentos.

Cuidados especiais devem ser tomados no controle da água na recicladora no início e encerramento dos trabalhos (recicladora parada). Juntamente com este cuidado, o processo de cura da camada reciclada tem um papel fundamental em minimizar a formação de trincas por retração hidráulica. Antes da execução do revestimento, o engenheiro supervisor deverá percorrer a camada reciclada pra detectar a presença destas trincas. Nestes locais deverá ser colocado um geossintético (“curativo”) para retardar a propagação das trincas para o revestimento.

Recomenda-se que a camada reciclada seja submetida à atuação do tráfego para a sua consolidação e para avaliar a eficiência da reciclagem. Deve-se aplicar um tratamento superficial simples para protegê-la da ação direta do tráfego e a posterior execução de uma camada de massa fina (2,0cm de espessura) antes da execução da camada de rolamento. Este procedimento aumenta o desempenho desta técnica de restauração.

A segregação da mistura asfáltica é um fator potencial para iniciar patologias no revestimento. Em buracos existentes na rodovia, verificou-se que a camada reciclada não apresenta vestígios de trincamento. Assim, associando-se esta constatação ao fato de que a trilha de roda é baixa, a de trincamento. Assim, associando-se esta constatação ao fato de que a trilha de roda é baixa, a tendência é de se esperar que a camada reciclada venha alcançar a vida útil projetada.

Em 2012, o número de patologias por quilômetro subiu de 6,5 para 19,5 (ou caiu de 1 patologiaa cada 154 metros para 1 patologia a cada 51 metros). Detecta-se um crescimento significativo de buracos, passando de 2 para 22.

Após 5 (a 6) anos de abertura ao tráfego, 11,3% do revestimento precisa ser recuperado. É um valor elevado, indicando que a rodovia não atenderá ao período de projeto pelo critério de porcentagem de área trincada. Todavia, em 98% do trecho, a trilha de roda é inferior a 6,0mm, indicando que a camada reciclada está em boas condições e atendendo aos critérios de projeto.

O levantamento deflectométrico realizado em 2012 mostrou que houve uma redução do nível deflectométrico em relação ao levantamento de 2007 (abertura ao tráfego) e que os valores são baixos, indicando que a camada reciclada estaria íntegra, isto é, sem desenvolvimento de trincas por fadiga.

O nível de irregularidade média é baixo e, de acordo com a ARTESP, a rodovia estaria atendendo a condição funcional exigida para as rodovias concessionadas do estado de São Paulo. Entretanto, haveria alguns segmentos com necessidade de correção.

O pavimento no Segmento de Referência apresenta um desempenho significativamente melhor que o restante da rodovia. É possível que com o treinamento da equipe no início da obra e um controle mais apurado do processo construtivo se venha a ter uma maior durabilidade do pavimento restaurado com esta técnica.

De acordo com o DEINFRA/SC, a economia obtida foi de 2,5% em relação ao projeto original, o qual previa uma solução convencional para a restauração da rodovia.

Esta rodovia está sendo objeto de uma pesquisa cujo objetivo é avaliar o desempenho a longo prazo desta técnica de restauração para que se possa estabelecer critérios de projeto, do processo executivo e controle tecnológico com vista à sua aplicação em outras rodovias do Estado e do País.

Execução dos cerca de 28.000 m2 de remendos.

Selagem de todas as trincas longitudinais decorrentes da instabilidade do corpo de aterro.

Roçada e limpeza das sarjetas.

Controle de cargas.

RECOMENDAÇÕES (manutenção)

AGRADECIMENTOS

rodoviasverdes.ufsc.br

AGRADECIMENTOS

DEINFRA/SCENGEVIX

Glicério Trichês UFSCAntônio Santos ENGEVIX

OBRIGADO

desempenho da reciclagem com adição de cimento da … · cimento da rodovia sc 150, trecho br 282...

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