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HISTÓRICO ESTRUTURAL DE CAMADA DE BASE RECICLADA COM CIMENTO – EXPERIENCIA NO GRUPO ARTERIS

Igor Amorim Beja¹; Diogo Bento Morais¹; José Mario Chaves¹; Kamilla Vasconcelos²; Liedi Légi Bariani Bernucci²

¹ Arteris - Centro de Desenvolvimento Tecnológico ²EPUSP – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

2

• Crescimento do tráfego de cargas circulantes (2004 a 2014)

• Crescimento da malha pavimentada nacional

• Volume de tráfego pedagiado

Introdução

Aumento absoluto de 300% (Portal ABCR) 116%

12%

Crescimento do tráfego de cargas nacional / Malha pavimentada (CNT, 2013)

3

Introdução

• Aumento dos veículos pesados em concessões (2003 a 2013): 265%

• Necessidade de tecnologias e técnicas para aumento de vida útil a menor

custo

• Camadas de base recicladas com cimento

Brita graduada tratada com

cimento (R$/m³)

Brita graduada simples (R$/m³)

Reciclagem in situ com cimento (R$/m³)

365 185 330

Autopista Fernão Dias (2015)

4

Introdução

ECO

NÔ

MIC

O

TÉC

NIC

O

AM

BIE

NTA

L

5

Introdução

• Full Deep Reclamation (FDR) – Reciclagem profunda

Aglomerante hidráulico

6

Introdução

• Reciclagem profunda in situ com cimento

MR (≠ cimentada convencional): 5.000 – 12.000 MPa;

Espessura convencionalmente utilizada: 20,0 cm;

Aplicada convencionalmente como base de pavimentos;

7

Introdução

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

Rel

ação

en

tre

ten

sõe

s (R

T)

Nf (Ciclos a fadiga)

solo cimento NA' solo cimento LA solo cimento LA'

solo cimento LG' CCR (200kg/m³) BGTC (75kg/m³)

É convencionalmente avaliada segundo equações de desempenho de materiais

convencionais cimentados: BGTC

8

Objetivos

• Avaliação por histórico estrutural: camadas recicladas com cimento

• Extração de corpos de prova: ensaios de ruptura no tempo

• Analise de deflexões e retroanálise de bacias deflectométricas

9

• Segmentos construídos em agosto de 2011;

• Extensão: 250 m;

• Foco na variação de espessura de camada reciclada;

Concepção dos Segmentos

10

• Processo construtivo;

Reciclagem com WR 2400

Correção do teor de umidade com uso de

caminhão pipa

Compactação da camada com uso rolo

corrugado

Pintura de emulsão para proteção da camada

Concepção dos Segmentos

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• Coleta de testemunhos de pista com o tempo após execução;

Avaliação estrutural destrutiva

Reciclado com

cimento H=20 cm Reciclado com

cimento H=25,0 cm Reciclado com

cimento H=30 cm

Tempo de ensaio (meses) 8 24 36 8 24 36 8 24 36

Ensaios

Resistência à compressão simples ASTM C 39 (2012)

X X X X X X X X X

Resistência à tração por compressão diametral ASTM C

496M (2011) - X X X X X X X X

Módulo de elasticidade ASTM C 469M (2014)

- X X X X X X X X

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• Coleta de bacias deflectométricas no tempo: FWD;

• Retroanálise de bacias de deflexão com o tempo: estimativa do Módulo

Efetivo;

• T=0 meses (agosto de 2011), T=12 meses e T=36 meses;

Avaliação estrutural não destrutiva

0

5

10

15

20

25

0 20 40 60 80 100 120

Def

lexã

o (

x10

¯²m

m)

Distância(cm)

Média FWD

Bakfaa 1

Elsym 5

Limites

13


• Aplicação da ASTM D 5858 (2008)

• Retroanálise pelo BAKFAA 2.0 e ELSYM 5

𝜀 % =(𝑑𝑚𝑖 − 𝑑𝑐𝑖𝑗)

𝑑𝑚𝑖𝑥100 𝑅𝑀𝑆𝐸 % =

100𝑥(𝑑𝑚𝑖 − 𝑑𝑐𝑖𝑗)

𝑑𝑚𝑖

2𝑛𝑖=1

𝑛

ε(%) – erro entre o ponto da bacia medida e calculada

RMSE – raiz média quadrática

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• Retroanálise de bacias de deflexão

Distâncias (cm) d0 d20 d30 d45 d60 d90 d120

RMSE (%)

0 20 30 45 60 90 120

Deflexões (x10-2 mm)

Média FWD

12 9 9 8 8 7 6

BAKFAA 13 9 9 9 8 7 6 8,5

Erro (%) 6 4 5 2 1 2 3

ELSYM 5 13 10 9 9 8 7 6 19,4

Erro (%) 11 8 9 7 6 3 7

Resumo de valores de deflexão obtidos por retroanálise e checagem da acurácia: T=12 meses e camada com 30 cm de espessura

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• Retroanálise de bacias de deflexão

BAKFAA

Camada Material ME efetivo (kgf/cm²)

Poisson Espessura (cm)

Rolamento CBUQ 33.500 0,35 4,0

Binder RAP+emulsão 12.000 0,35 7,0

Base Rec + cim. 150.000 0,30 30,0

Remanescente Canga de minério 1.600 0,45 ∞

ELSYM 5

Camada Material ME efetivo (kgf/cm²)

Poisson Espessura (cm)

Rolamento CBUQ 35.000 0,35 4,0

Binder RAP+emulsão 13.000 0,35 7,0

Base Rec + cim. 150.000 0,30 30,0

Remanescente Canga de minério 1.500 0,40 ∞

Resumo de módulos elásticos efetivos obtidos por cada programa: T= 12 meses e camada com 30 cm de espessura

16

• Resistência à compressão simples

Resultados

0

5

10

15

20

25

20 cm 25 cm 30 cm

Res

istê

nci

a a

com

pre

ssão

sim

ple

s (M

Pa)

Espessura da camada cimentada

T= 8 meses T= 24 meses

T= 36 meses Limite a 28 dias de cura

Baixa variabilidade

17

Resultados

• Resistência a tração indireta

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

20 cm 25 cm 30 cm

Res

istê

nci

a a

traç

ão p

or

com

pre

ssão

dia

met

ral

(MP

a)


T= 8 meses T= 24 mese

T= 36 meses Limite a 28 dias de cura

Não

rea

lizad

o

18

Resultados

• Módulo de elasticidade

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

20 cm 25 cm 30 cm

Mó

du

lo d

e el

asti

cid

ade

(MP

a)


T= 8 meses T= 24 meses T= 36 meses

Não

rea

lizad

o

Baixa variabilidade

19

Resultados

• Retroanálise de bacias de deflexão: Módulo elástico efetivo

Tempo Camada Programa ME efetivo (kgf/cm²)

RMSE (%)

0 meses (agosto 2011)

20 BAKFAA 25.000 33 ELSYM 5 38.000 46,1


25 BAKFAA 60.000 6,9 ELSYM 5 60.000 49,6


30 BAKFAA 40.000 12,3 ELSYM 5 55.000 22,3

12 meses 20 BAKFAA 40.000 35,4 ELSYM 5 45.000 36,6



36 meses 20 BAKFAA 45.000 29 ELSYM 5 45.000 47,5



20

Resultados

• Retroanálise de bacias de deflexão: Módulo elástico efetivo

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

0 meses (agosto 2011) 12 meses 36 meses

Mó

du

lo e

lást

ico

efe

tivo

(kg

f/cm

²)


20 cm 25 cm 30 cm

Baixa variabilidade

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Conclusões

• Os ensaios de laboratório...confirmam camadas íntegras

• Menores valores de rigidez e maiores RMSE: h= 20 cm • Maiores valores de rigidez e menores valores de RMSE: h=25 cm e 30 cm • Vantagem técnica e econômica = Menor custo a menor

tempo de execução

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OBRIGADO!!!

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