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Reciclagem in situ de bases granulares de ... - Editora DUNAS

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Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008<strong>Reciclagem</strong> <strong>in</strong> <strong>situ</strong> <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong> <strong>de</strong> pavimentos asfálticosIn place recycl<strong>in</strong>g of granular <strong>bases</strong> of asphalt pavementsTaís Sachet & Fernando Pugliero GonçalvesUniversida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Passo Fundo – UPF, Passo Fundo, RStaiss@itake.com.br , pugliero@upf.brRESUMO: Neste artigo são apresentados resultados <strong>de</strong> um estudo que visou a obtenção <strong>de</strong> elementosauxiliares, para assegurar o controle tecnológico <strong>de</strong> obras <strong>de</strong> restauração rodoviária, que envolvam areciclagem <strong>in</strong> <strong>situ</strong> <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong>. Esta verificação foi realizada empregando-se as segu<strong>in</strong>tes técnicas<strong>de</strong> verificação: CBR <strong>in</strong> <strong>situ</strong>, através do uso do DCP (Dynamic Cone Penetrometer) e o enquadramentogranulométrico <strong>de</strong> materiais reciclados através da curva <strong>de</strong> Talbot. As <strong>in</strong>vestigações foram realizadas apartir <strong>de</strong> aplicações práticas em trechos rodoviários, recuperados <strong>de</strong> forma experimental. A restauração dospavimentos foi feita através da reciclagem da base com a <strong>in</strong>corporação da camada <strong>de</strong> revestimento<strong>de</strong>teriorado existente. Através do processamento dos dados obtidos nos ensaios <strong>de</strong> campo, foi possível aelaboração <strong>de</strong> uma proposta <strong>de</strong> especificação técnica aplicável a obras <strong>de</strong> restauração <strong>de</strong> rodovias queenvolvam a reciclagem <strong>in</strong> <strong>situ</strong> <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong>.ABSTRACT: This work presents the results of a study <strong>in</strong>ten<strong>de</strong>d the obta<strong>in</strong><strong>in</strong>g and <strong>in</strong>troduction of theauxiliary elements to assure the road pavements technological control of rehabilitation which <strong>in</strong>volves therecycl<strong>in</strong>g <strong>in</strong> place of granular <strong>bases</strong>. This verification was ma<strong>de</strong> us<strong>in</strong>g two techniques, the CBR <strong>in</strong> placeverification, through the use of DCP (Dynamic Cone Penetrometer), and the granulometric fram<strong>in</strong>g,through the curve of Talbot, for recycled materials. The <strong>in</strong>vestigations were accomplished start<strong>in</strong>g frompractical applications <strong>in</strong> roads which <strong>in</strong>volved, <strong>in</strong> an experimental way, the pavements rehabilitationthrough the base course recycl<strong>in</strong>g, <strong>in</strong>corporat<strong>in</strong>g the surface layer. Through the data process<strong>in</strong>g obta<strong>in</strong>ed <strong>in</strong>the tests, it was possible the elaboration of the technical specification proposal of the granular <strong>bases</strong>recycl<strong>in</strong>g.1. INTRODUÇÃONo Brasil, a <strong>in</strong>existência <strong>de</strong> especificaçõestécnicas, para execução <strong>de</strong> serviços <strong>de</strong> restauração<strong>de</strong> pavimentos contemplando a reciclagem <strong>in</strong> <strong>situ</strong>da base granular, tem impedido na prática aelaboração <strong>de</strong> projetos e a conseqüente adoção <strong>de</strong>medidas <strong>de</strong>sse tipo pelos órgãos públicosresponsáveis pela manutenção das rodovias emnosso país. Um aspecto importante, a ser <strong>de</strong>stacadonesse contexto, é o fato <strong>de</strong> que as obras rodoviáriasgeram gran<strong>de</strong>s quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> material fresadoquando da restauração dos pavimentos. Nessesentido, a técnica <strong>de</strong> reciclagem <strong>in</strong> <strong>situ</strong> viabiliza areutilização <strong>de</strong>sse material evitando, <strong>de</strong>ssa forma,uma maior agressão ao meio ambiente.Neste contexto, a pesquisa busca parâmetrospara o estabelecimento <strong>de</strong> critérios aplicáveis aocontrole tecnológico <strong>de</strong> obras rodoviárias, queenvolvam a restauração da estrutura do pavimentoexistente, através da reciclagem <strong>in</strong> <strong>situ</strong> <strong>de</strong>materiais <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong> e revestimentosasfálticos. Para tanto, alguns procedimentos, paraverificação da a<strong>de</strong>quação da base granularreciclada, foram estudados: (a) o CBR <strong>in</strong> <strong>situ</strong>,através do ensaio Dynamic Cone Penetrometer(DCP); e (b) o enquadramento da granulometriaatravés da Curva <strong>de</strong> Talbot.2. RECICLAGEM DE PAVIMENTOSA idéia <strong>de</strong> reciclar pavimentos surgiu em 1915 efoi pouco difundida até meados dos anos 70. NoBrasil, o processo <strong>de</strong> reciclagem <strong>de</strong> pavimentos<strong>in</strong>iciou na década <strong>de</strong> 80, contemplando somente oconcreto betum<strong>in</strong>oso us<strong>in</strong>ado a quente reciclado,DNER [7].A reciclagem <strong>de</strong> pavimentos asfálticos, aexemplo da reciclagem <strong>de</strong> qualquer outro material,tem se mostrado uma exigência do mundo


32Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008contemporâneo, sobretudo em termos <strong>de</strong> umaconsciência ambiental mais <strong>de</strong>senvolvida, além <strong>de</strong>trazer repercussões econômicas e sociais. Alémdisso, a reciclagem compreen<strong>de</strong> a reutilização,total e parcial dos materiais existentes norevestimento, na base e/ou sub-base em que osmateriais são misturados, no estado em que seencontram após a <strong>de</strong>sagregação, tratados porenergia térmica e/ou aditivados por ligantes novosou rejuvenescedores, com ou sem recomposiçãogranulométrica, MOMM E DOMINGUES [19].Esta técnica elim<strong>in</strong>a a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se explorarpedreiras ou executar aterros <strong>de</strong> bota fora eresolvendo, assim, um gran<strong>de</strong> problema, que é adisposição f<strong>in</strong>al dos materiais em locais<strong>in</strong>a<strong>de</strong>quados, pr<strong>in</strong>cipalmente ao longo do corpoestradal.A associação <strong>de</strong> reciclagem asfáltica dosEstados Unidos (The Asphalt Recycl<strong>in</strong>g andReclaim<strong>in</strong>g – ARRA [2]) <strong>de</strong>f<strong>in</strong>e c<strong>in</strong>co categoriaspr<strong>in</strong>cipais (ver Figura 1) para os diferentesmétodos <strong>de</strong> reciclagem:• <strong>Reciclagem</strong> a frio (Cold recycl<strong>in</strong>g);• <strong>Reciclagem</strong> a quente (Hot recycl<strong>in</strong>g);• <strong>Reciclagem</strong> a quente <strong>in</strong> <strong>situ</strong> (Hot <strong>in</strong>-placerecycl<strong>in</strong>g);• <strong>Reciclagem</strong> a frio <strong>in</strong> <strong>situ</strong> (Cold <strong>in</strong>-placerecycl<strong>in</strong>g);• Reaproveitamento em toda a espessura (Full<strong>de</strong>pth reclamation).Figura 1 - Tipos <strong>de</strong> reciclagemO Guia da FHWA [12] <strong>de</strong>f<strong>in</strong>e a FDR, objeto <strong>de</strong>sseestudo, como um método <strong>de</strong> reciclagem, on<strong>de</strong> todaa seção do pavimento asfáltico e uma quantida<strong>de</strong>pré-<strong>de</strong>term<strong>in</strong>ada <strong>de</strong> material das camadassubjacentes po<strong>de</strong>m ser tratadas para produzir umabase estabilizada. O sistema <strong>in</strong>corpora as camadasdo pavimento com a camada asfáltica dorevestimento, como po<strong>de</strong> ser visto na Figura 2,com ou sem a adição <strong>de</strong> novos materiais,produz<strong>in</strong>do uma nova camada <strong>de</strong> base estabilizadapara pavimentos em estado <strong>de</strong> <strong>de</strong>terioração. Estemétodo tem como vantagem a possibilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> secorrigir <strong>de</strong>feitos estruturais no pavimento,especialmente nas camadas abaixo dorevestimento.CamadarecicladaProfundaFonte: Wirtgen [23]Figura 2 – Processo <strong>de</strong> reciclagemInjeção <strong>de</strong> água e/ouagentes estabilizadores<strong>de</strong> fluídoRolo <strong>de</strong> fresagem3. CONE DE PENETRAÇÃO DINÂMICARevestimentoantigoMaterialgranularO ensaio DCP (Dynamic Cone Penetrometer) é umprocedimento consagrado em países como Áfricado Sul, Argent<strong>in</strong>a, Chile, Estados Unidos,Inglaterra, Malásia e Israel. No Brasil, a utilização<strong>de</strong>ssa técnica tem se limitado a escalas menores.Diversos trabalhos apontam aspectos relevantes doDCP como elemento auxiliar no controletecnológico <strong>de</strong> obras rodoviárias, <strong>de</strong>ntre estes se<strong>de</strong>stacam Saskatchewan [21], TRL [22], Mn/Road[18] e Lima [16].O uso pr<strong>in</strong>cipal do ensaio DCP consiste naestimativa da capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suporte das camadasda estrutura do pavimento através da <strong>de</strong>term<strong>in</strong>açãodo índice CBR (California Bear<strong>in</strong>g Ratio) <strong>in</strong> <strong>situ</strong>dos materiais, o que é feito aplicando correlaçõesentre o CBR e o parâmetro DCP.O ensaio DCP consiste em se aplicar golpessucessivos e anotar a posição <strong>de</strong> uma marca <strong>de</strong>referência na haste através da régua, anotando aolado da posição o número do golpe aplicado (verFigura 3). F<strong>in</strong>almente, conforme a representaçãoesquemática, apresentada na Figura 4, traça-se ográfico - Posição da Haste versus Número <strong>de</strong>Golpes.


Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008 33correlações DCP x CBR obtidas por váriosautores.Tabela 1 - Correlações CBRxDCP (Lima [18])Autor País Equação (Log CBR =)Kelyn África do Sul 2,631-1,280 x log DCPHarison Austrália 2,810-1320 x log DCPTRRL Inglaterra 2,480-1060 x log DCPHeyn Brasil 2,647-1,300 x log DCPHas<strong>in</strong> Malasia 2,430–0,990 x log DCPAngelone Argent<strong>in</strong>a 2,563-1,050 x log DCPPonce Chile 2,890-1,460 x log DCPOliveira Brasil 2,490-1,057 x log DCPTriches Brasil 2,710-1,250 x log DCPFonte: TRL [24]Figura 3 - Ensaio DCPFigura 5 - Valores <strong>de</strong> CBR estimados com base emcorrelações CBR x DCPFigura 4 – Resultado típico do ensaio DCPDentre os autores que realizaram extensaspesquisas para <strong>de</strong>senvolver relações entre DCP eCBR po<strong>de</strong>m ser citados Kleyn [15]; Harison [14];Livneh, 1987; Livneh e Ishai, 1988; Chua, 1988;Harison, 1983; Van Vuuren, 1969; Livneh, et. al.,1992; Livneh e Livneh, 1994; Ese et. al., 1994; eCoonse, 1999, citados por Am<strong>in</strong>i [1]. Baseado noresultado <strong>de</strong> estudos anteriores, muitas dascorrelações entre DCP e CBR tem a segu<strong>in</strong>teforma:log( CBR ) = a + b × log( DCP)(1)On<strong>de</strong>:DCP = resistência à penetração (mm/golpe)a = constante com valores entre 2,44 e 2,60b = constante com valores entre -1,07 e -1,16Valores <strong>de</strong> CBR obtidos através da aplicação <strong>de</strong>DCP em mm/golpe foram correlacionados pordiversos autores e estão apresentados na Figura 5.Na Tabela 1 estão mostradas <strong>de</strong> modo resumido4. PLANEJAMNETO DO EXPERIMENTOA necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se buscar a garantia <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong>para as obras <strong>de</strong> reciclagem <strong>de</strong> pavimentos requero estabelecimento <strong>de</strong> critérios para aceitação damesma. Para tanto, a metodologia adotada para arealização <strong>de</strong>ste trabalho compreen<strong>de</strong>u as etapasmostradas no Anexo A <strong>de</strong>ste artigo.Numa primeira fase, fez-se o estudo do projeto<strong>de</strong> restauração apresentado pelo DAER [4], bemcomo das especificações técnicas vigentes emnosso país e outros órgãos <strong>in</strong>ternacionais, para arestauração <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong> e obras <strong>de</strong>reciclagem. Em seguida, foram escolhidos ostrechos que fariam parte do estudo, seguido daobtenção <strong>de</strong> suas características. F<strong>in</strong>almente,elaborou-se uma proposta <strong>in</strong>icial <strong>de</strong> especificaçãotécnica, a qual foi aplicada nos trechos<strong>de</strong>term<strong>in</strong>ados para o estudo. Depois <strong>de</strong> obtidos osresultados dos ensaios, foi verificado se havia ounão a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> se fazer alterações naproposta <strong>in</strong>icialmente i<strong>de</strong>alizada.Os trechos rodoviários fazem parte do Lote 1,do programa <strong>de</strong> Restauração do Departamento <strong>de</strong>


34Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008Estradas <strong>de</strong> Rodagem do Rio Gran<strong>de</strong> do Sul(DAER [3]), no norte do RS (Figura 6), cujascaracterísticas pr<strong>in</strong>cipais estão apresentadas naTabela 3.Figura 6 – Mapa <strong>de</strong> localização dos lotesTabela 3.Características dos trechos estudadosTrecho Extensão(km)VDMFaixas<strong>de</strong>tráfegoIda<strong>de</strong>dopavimento(anos)TR01 27,96 1920 2 19TR02 9,84 2627 2 19TR21 14,87 1798 2 13TR22 8,82 1701 2 15VDM = volume diário médio <strong>de</strong> veículos5. RESULTADOS OBTIDOS5.1 Proposta <strong>in</strong>icial <strong>de</strong> especificação técnicaA proposta <strong>in</strong>icial <strong>de</strong> especificação técnica temcomo parâmetros pr<strong>in</strong>cipais o CBR <strong>in</strong> <strong>situ</strong> e agranulometria. Para tanto, os segu<strong>in</strong>tesprocedimentos foram <strong>de</strong>f<strong>in</strong>idos:a) Para <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ação do valor <strong>de</strong> CBR,primeiramente, foi adotada a correlação doUSACE, válida para CBR > 10:292CBR = (2)DPIon<strong>de</strong> DPI (Dynamic Penetration Cone In<strong>de</strong>x) é apenetração média verificada na camada, emmm/golpe.b) O ensaio <strong>de</strong> granulometria foi realizadoprevendo o atendimento dos critérios preconizadospela Especificação do DNIT para base granular(DNER-ES 303/97, [11]) e o grau <strong>de</strong> atendimentoà Curva <strong>de</strong> Talbot dado pela expressão:n⎛ d ⎞P = 100 ⎜ ⎟ (3)⎝ D ⎠sendo avaliado o coeficiente <strong>de</strong> <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ação <strong>de</strong>ajuste (r²) dos pontos experimentais a esta função.As especificações dos valores <strong>de</strong> “n” não distantes<strong>de</strong> 0,5 a fim <strong>de</strong> maximizar a capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong><strong>de</strong>nsificação no campo. A Curva <strong>de</strong> Talbot <strong>de</strong>veráser aplicável, com r² > 0,70 em pelo menos 90%dos pontos, espaçados em no máximo 200 m;Os parâmetros D e n da Curva <strong>de</strong> Talbot<strong>de</strong>verão ter seus valores médios e correspon<strong>de</strong>ntes<strong>de</strong>svios-padrão <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ados em segmentos, comno mínimo 9 pontos, espaçados em no máximo200 m, <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ados a partir da equação propostano controle tecnológico da especificação doDAER-ES-P 08/91 [6] e <strong>de</strong>verão aten<strong>de</strong>r àssegu<strong>in</strong>tes faixas:DDnnm<strong>in</strong>máxm<strong>in</strong>máx1,29σD= Dméd−(4)N1,29σD= Dméd+N(5)1,29σn= nméd−N(6)1,29σn= nméd+(7)Nsendo N o número <strong>de</strong> pontos <strong>de</strong> ensaio, σ D é o<strong>de</strong>svio-padrão do diâmetro máximo <strong>de</strong> agregados eσ n é o <strong>de</strong>svio-padrão do expoente n da Curva <strong>de</strong>Talbot.5.1 Aplicação prática da proposta5.1.1 Ensaio <strong>de</strong> granulometriaOs ensaios realizados para verificação dagranulometria do material reciclado foramexecutados obe<strong>de</strong>cendo a espaçamentos máximos<strong>de</strong> 200 metros.A granulometria da base reciclada foi verificadautilizando a Curva <strong>de</strong> Talbot, sendo que numprimeiro momento, foram <strong>de</strong>f<strong>in</strong>idos os valores <strong>de</strong>D, n e r², os quais <strong>de</strong>term<strong>in</strong>aram os limites para agranulometria especifica das faixas do DAER(Alternativa proposta para a manutenção dos


Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008 35pavimentos do Lote 1 no Programa CREMA/RS[5]):D mín ≥ 0,63”D máx ≤ 2,1”n mín ≥ 0,36n máx ≤ 0,74r² > 0,70, em pelo menos 90% dos pontosA Tabela 4 apresenta os valores <strong>de</strong> D máx e D mín<strong>de</strong> cada trecho, bem como, os valores <strong>de</strong> n máx e n mínencontrados para os trechos em questão. As figuras7 a 9 mostram os valores <strong>de</strong> D, n e r² <strong>de</strong> todos ostrechos, em um mesmo gráfico. Os resultados naíntegra po<strong>de</strong>m ser encontrados em SACHET [20].Tabela 4. Valores máximos e mínimos <strong>de</strong> D e nTrecho D mín D máx n mín n máxTR01 1,159 1,400 0,588 0,642TR02 1,134 1,242 0,623 0,663TR21 0,984 1,025 0,652 0,677TR22 0,923 1,005 0,710 0,749r²1,110,90,80,70,60,50,4Valores <strong>de</strong> r² em todos os trechosFigura 9 – Valores <strong>de</strong> r² em todos os trechosr2r²mínCom base nestas consi<strong>de</strong>rações, é corretoafirmar que o material reciclado (revestimento +base) encontrado nos quatro trechos estudados seenquadra na faixa granulométrica a ser atendida. Épossível verificar que a média dos elementos D, ne r², apresentadas, apontam valores aceitáveis esatisfatórios ao que se é exigido.5.1.2 Ensaio DCPD2,521,51Valores <strong>de</strong> D em todos os trechosDDm<strong>in</strong>DmáxOs ensaios DCP foram realizados em <strong>in</strong>tervalosregulares <strong>de</strong> 100 metros. Os resultados obtidosestão apresentados nas Figuras 10 a 13, as quaismostram a variação dos valores <strong>de</strong> CBR <strong>in</strong> <strong>situ</strong> dascamadas <strong>granulares</strong> recicladas nos Trechos TR01,TR02, TR21 e TR22. A análise nos trechos foifeita a cada 900 metros em cada um dos trechos.0,5n0Figura 7 – Valores <strong>de</strong> D em todos os trechosValores <strong>de</strong> n em todos os trechos1,210,80,60,40,20nnmínnmáxCBR (%)908580757065605550454031+59031+89032+19032+49032+79033+09033+39033+69033+99034+29034+59034+89035+19035+49035+79036+09036+390EstacasFigura 10 – Resultados do DCP no trecho TR0136+69036+990Figura 8 – Valores <strong>de</strong> n em todos os trechos


36Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008CBR (%)CBR (%)75706560555039+55039+95040+85041+25041+65042+35042+95043+35043+750EstacasFigura 11 – Resultados do DCP no trecho TR021009080706050401+8402+8403+8404+8405+8406+8407+7408+640EstacasFigura 12 – Resultados do DCP no Trecho TR2144+1509+90011+70012+80013+80014+80015+60044+550A Tabela 5 apresenta, <strong>de</strong> modo simplificado, osresultados do ensaio DCP nas rodoviasrestauradas, através do valor médio <strong>de</strong> CBR obtidocom a aplicação <strong>de</strong> correlação entre CBRxDCP.Tabela 5.Resultados do ensaio DCPRodovia Média Desvio Cv (%)CBR(%) PadrãoI 73 6,03 8,21II 65 3,14 4,85III 71 8,52 12,02IV 64 12,12 19,07Os dados <strong>de</strong> campo possibilitaram a<strong>in</strong>vestigação dos valores <strong>de</strong> CBR, através <strong>de</strong> outrascorrelações, para que fosse possível estabelecer aequação mais a<strong>de</strong>quada a ser <strong>in</strong>serida na proposta<strong>in</strong>icial <strong>de</strong> controle tecnológico, i<strong>de</strong>alizada nesteestudo.Dentre todos os autores pesquisados e <strong>de</strong>pois <strong>de</strong>uma extensa procura em trabalhos já realizados,foram selecionadas as segu<strong>in</strong>tes correlações paracompor o cálculo do valor <strong>de</strong> CBR nos trechos emestudo:C.B.R. (%)10090807060504017+30017+90018+50019+10019+70020+30020+90021+50022+10022+70023+30023+90024+50025+10025+700EstacasFigura 13 – Resultados do DCP na rodovia IVDe acordo com SACHET [20], as análisesmostraram que todos os trechos foram aceitos emtermos <strong>de</strong> capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suporte da base granularreciclada. Sendo que para o trecho TR01 osvalores <strong>de</strong> CBR variaram <strong>de</strong> CBR mín = 62 eCBR máx = 87, garant<strong>in</strong>do a aceitação do trecho noque se refere a sua capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suporte. O trechoTR02 apresentou valor médio <strong>de</strong> CBR = 65, evalores mínimos e máximos iguais a 57 e 72,respectivamente, garant<strong>in</strong>do <strong>de</strong>ssa forma, a suaaceitação. No caso do trecho TR21 obteve-se umCBR mín = 71, enquanto que no trecho TR22 umCBR mín = 64, <strong>de</strong> modo que ambas as rodovias<strong>de</strong>vem ser consi<strong>de</strong>radas aceitas em termos <strong>de</strong>capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suporte.• Harison(1987)[13]:LogCBR = 2,55−1,14Log(DPI)• Livneh et al (1992):LogCBR = 2,45−1,12Log(DPI)• Kleyn (1975)[15]:LogCBR = 2,438−1,065Log(DPI)• South Africa para DPI>2:−1,27CBR = 410×( DPI)• Harison (1987):LogCBR = 2,55− 0,96Log(DPI)• Mn/Dot (1992):292CBR =1,12DPI• USACE:292CBR =DCPAs correlações foram aplicadas para os valores<strong>de</strong> DCP coletados nos quatro trechos analisados.As diferentes correlações apresentam algunsvalores bastante dispersos e outros muito próximoscomo po<strong>de</strong> ser visto na Figura 14, que mostra osresultados obtidos para o trecho TR01. Os <strong>de</strong>maistrechos também foram analisados apresentando asmesmas variações, disponíveis em SACHET [20].


Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008 37CBR(%)110,00100,0090,0080,0070,0060,0050,0040,00South Africa3,60 4,10 4,60 5,10DCP (mm/golpe)Harison (1987)Livneh et al (1992)Harison (1987)Kleyn (1975)Mn/ROADUSACEFigura 14 – Correlações CBRxDCP no Trecho TR015.1.3 Proposta <strong>de</strong> especificação técnica para ocontrole tecnológico <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong> recicladas<strong>in</strong> <strong>situ</strong> (procedimentos)Baseado nos resultados obtidos e nasespecificações brasileiras para <strong>bases</strong> novas,elaborou-se a Proposta <strong>de</strong> Especificação Técnica, aqual contempla procedimentos para o controletecnológico <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong> recicladas <strong>in</strong> <strong>situ</strong>.Os pr<strong>in</strong>cipais elementos estão mostrados no AnexoB <strong>de</strong>ste trabalho e <strong>de</strong>scritos abaixo:a) A verificação do enquadramento dagranulometria <strong>de</strong>verá ser feita pela aplicação dossegu<strong>in</strong>tes critérios:• A Curva <strong>de</strong> Talbot <strong>de</strong>verá ser aplicável, comr² > 0,70 em pelo menos 90% dos pontos,espaçados em no máximo 200 m;• Os parâmetros D e n da Curva <strong>de</strong> Talbot<strong>de</strong>verão ter seus valores médios erespectivos <strong>de</strong>svios-padrão <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ados emsegmentos, com no mínimo 9 pontos,espaçados em no máximo 200 m, e <strong>de</strong>verãoaten<strong>de</strong>r às faixas, associadas às faixasgranulométricas especificadas:on<strong>de</strong>:1,29σDDmín= Dméd−(1)N1,29σDDmáx= Dméd+(2)N1,29σnnmín= nméd−(3)N1,29σnnmáx= nméd+(4)NSendo N é o número <strong>de</strong> pontos <strong>de</strong> ensaio, σ D é o<strong>de</strong>svio-padrão do diâmetro máximo <strong>de</strong> agregados eσ n é o <strong>de</strong>svio-padrão do expoente n da Curva <strong>de</strong>Talbot.b) O Índice <strong>de</strong> Suporte Califórnia (CBR) <strong>de</strong>laboratório, nas condições <strong>de</strong> projeto paracompactação (umida<strong>de</strong> e <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> ótimas doProctor Modificado) e após saturação <strong>de</strong> 4 dias,com valores <strong>de</strong> projeto: CBR P = 60 em tráfegoleve (N ≤ 5 x 10 6 ) e CBR P = 80 em tráfego pesado(N ≥ 5 x 10 6 ), ou CBR <strong>de</strong> laboratório nascondições <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> e <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> próximas às <strong>de</strong>campo, sem saturação <strong>de</strong> 4 dias, com valores <strong>de</strong>projeto iguais aos do caso <strong>de</strong> execução do ensaioDCP.c) CBR <strong>in</strong> <strong>situ</strong>, <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ado através do ensaioDCP (Dynamic Cone Penetrometer), com valor <strong>de</strong>projeto CBR P = 60 para rodovias <strong>de</strong> tráfego leve(Nano AASHTO < 1,0 ≤ 105 repetições anuais doeixo-padrão <strong>de</strong> 8,2 tf) e CBR P = 80 para rodovias<strong>de</strong> tráfego pesado, on<strong>de</strong> CBR P é o valor <strong>de</strong> projeto,obtido pela equação 1:S × t90CBRP = CBRmédio−(5)n −1On<strong>de</strong>, CBR médio é o valor médio, S é o <strong>de</strong>sviopadrão,t 90 é o valor da distribuição t <strong>de</strong> Stu<strong>de</strong>ntpara 90% <strong>de</strong> confiança, e n é o número <strong>de</strong> pontosda amostra. Os resultados terão por f<strong>in</strong>alida<strong>de</strong>tanto a verificação da qualida<strong>de</strong> obtida peloprocesso como a verificação do grau <strong>de</strong>homogeneida<strong>de</strong> da execução.A<strong>in</strong>da, <strong>de</strong>ve ser calculado em cada segmento oparâmetro estatístico através da equação 2:CBRmín1,29σ= CBRmédio−(6)non<strong>de</strong> σ é o <strong>de</strong>svio-padrão e n é o número <strong>de</strong>pontos. Este mínimo estatístico <strong>de</strong>verá aten<strong>de</strong>r aocritério: CBR mín ≥ CBR P .• Para o cálculo do CBR há que se aplicarequações <strong>de</strong> correlação entre CBR e DCP(DPI) que sejam a<strong>de</strong>quadas para o tipo <strong>de</strong>material em uso. Para tanto, é necessária aexecução <strong>de</strong> um trecho experimental, nafase <strong>in</strong>icial da obra, para realização <strong>de</strong>ensaios <strong>de</strong> CBR e ensaios <strong>de</strong> DCP <strong>de</strong> modoa permitir o estabelecimento <strong>de</strong> umacorrelação para a obra. Aplicando-se asegu<strong>in</strong>te seqüência <strong>de</strong> procedimentos:


38Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008• Um ensaio CBR a cada 100 metros;• Um ensaio DCP a cada 30 metros;• Elaboração da correlação através dosresultados obtidos <strong>de</strong> CBR e DCP. Osdados po<strong>de</strong>m ser analisados através <strong>de</strong>mo<strong>de</strong>los l<strong>in</strong>eares, logarítmicos,exponenciais ou bi-logarítmicos (log xlog). A correlação po<strong>de</strong> ter a segu<strong>in</strong>teforma:log( CBR ) = a + b × log( DCP)(7)On<strong>de</strong>:DCP = resistência à penetração (mm/golpe)a = constante com valores entre 2,44 e 2,60b = constante com valores entre -1,07 e -1,16e a<strong>in</strong>da,On<strong>de</strong>:CBR ×b= a DCP(8)CBR = é dado em porcentagem (%)DCP = resistência à penetração (mm/golpe)a e b = são constantes obtidas através daanálise <strong>de</strong> regressãod) A <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ação do módulo <strong>de</strong> elasticida<strong>de</strong> dacamada reciclada po<strong>de</strong>rá ser realizada através <strong>de</strong>ensaios <strong>de</strong> campo como os equipamentos do tipoFall<strong>in</strong>g Weight Deflectometer (FWD) ou LightWeight Deflectometer (LWD). O ensaio <strong>de</strong>ve serrealizado a cada 100 metros. A partir <strong>de</strong><strong>in</strong>vestigações experimentais, também, po<strong>de</strong>-se<strong>de</strong>term<strong>in</strong>ar o valor da rigi<strong>de</strong>z da camada recicladaatravés <strong>de</strong> correlação com o DCP. Um exemplo <strong>de</strong>correlação proposta com esse propósito é a<strong>de</strong>senvolvida pelo MnDOT [17]:E[ 1,061661og( DPI )]3,04758−= 10(9)On<strong>de</strong>:E = Módulo <strong>de</strong> Young (MPa)DPI = Índice <strong>de</strong> penetração (mm/golpe)e) Controle do materialDeverão ser adotados os segu<strong>in</strong>tesprocedimentos:• Ensaios <strong>de</strong> caracterização e <strong>de</strong>equivalente <strong>de</strong> areia do materialespalhado na pista pelos métodosDNER-ME 054/97 [9] e DNER-ME083/98 [8], e locais <strong>de</strong>term<strong>in</strong>adosaleatoriamente. Deverá ser coletada umaamostra por camada para cada 500 m <strong>de</strong>pista, ou por uma jornada diária <strong>de</strong> 8horas <strong>de</strong> trabalho para ensaio <strong>de</strong>equivalente <strong>de</strong> areia e amostrascoletadas a cada 200 m para ensaio <strong>de</strong>granulometria.• Ensaios <strong>de</strong> Índice Suporte Califórnia –ISC e expansão pelo método DNER-ME049/94 [10], na energia <strong>de</strong> compactação<strong>in</strong>dicada no projeto para o materialcoletado na pista, em locais<strong>de</strong>term<strong>in</strong>ados aleatoriamente. Deverãoser coletadas amostras a cada 500 m <strong>de</strong>pista, sendo representativas da basegranular reciclada.• Ensaio DCP (Cone <strong>de</strong> PenetraçãoD<strong>in</strong>âmica) consiste em se aplicar golpes<strong>de</strong> sucessivos e anotar a posição <strong>de</strong> umamarca <strong>de</strong> referência na haste através darégua, anotando ao lado da posição onúmero <strong>de</strong> golpes. Por fim, traça-se ográfico, Posição da haste x número <strong>de</strong>golpes, conforme Figura 2. Este ensaio<strong>de</strong>ve ser realizado na base reciclada, em<strong>in</strong>tervalos <strong>de</strong> 50 em 50 metros.f) Controle da execução• Ensaio <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> higroscópica domaterial reciclado a cada 100m,imediatamente após a passagem darecicladora e antes da compactação.• Ensaio <strong>de</strong> massa específica aparenteseca <strong>in</strong> <strong>situ</strong> em locais escolhidosaleatoriamente, por camada,preconizados pelo método DNER-ME092/94, espaçados em no máximo 100metros, na seqüência LE (ladoesquerdo), E (eixo), LD (lado direito),como o objetivo <strong>de</strong> <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ar o GC(Grau <strong>de</strong> Compactação) e a 0,60 metrosdo bordo.• Ensaio <strong>de</strong> compactação com energiamodificada, com amostras nas condições<strong>de</strong> pista, realizado a cada 500m,realizado logo após a passagem da


Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008 39recicladora e antes da compressão.• Ensaio <strong>de</strong> granulometria do materialreciclado <strong>de</strong>verá ser feito a cada 200m<strong>de</strong> pista, logo após a passagem darecicladora e antes da compressão.• Ensaio do ISC, realizado a cada 100m,com amostras da pista moldadas nocontrole <strong>de</strong> compactação, logo após apassagem da recicladora e antes dacompressão.• Ensaio LWD, realizado a cada 100m nomaterial reciclado, logo após a passagemda recicladora e antes da compressão.6. CONCLUSÕESCom base nas análises realizadas, para arestauração das rodovias dos trechos escolhidospara o estudo, verificou-se que a soluçãoenvolvendo a reciclagem <strong>in</strong> <strong>situ</strong> da base granularapresentou os custos <strong>de</strong> restauração reduzidos emralação aos métodos convencionais <strong>de</strong> restauração<strong>de</strong> pavimentos;Os resultados <strong>de</strong> CBR obtidos com os ensaiosDCP, realizados nas rodovias em estudo,mostraram que as <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong> recicladasapresentaram características <strong>de</strong> suportecompatíveis com os valores recomendados pelasespecificações técnicas brasileiras, em termos dacapacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suporte exigida para estruturas <strong>de</strong>pavimentos flexíveis submetidos a níveis <strong>de</strong>solicitações <strong>de</strong> tráfego médio, ficando acima dolimite mínimo exigido <strong>de</strong> 60%. Portanto, todos ostrechos foram consi<strong>de</strong>rados aceitos em termos <strong>de</strong>capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> suporte da base reciclada;Os materiais reciclados <strong>in</strong> <strong>situ</strong> nas rodoviasestudadas não apresentaram necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong>correção granulométrica ou adição <strong>de</strong> agentes paraestabilização química, em vista da natureza dosmateriais existentes na pista. Sendo, adicionadosapenas o teor <strong>de</strong> umida<strong>de</strong> necessário àcompactação, em função da umida<strong>de</strong> observada nocampo no momento da reciclagem;A metodologia proposta para o controle dagranulometria envolvendo valores mínimos emáximos para o diâmetro dos agregados e valoresmínimos para o expoente “n” da Curva <strong>de</strong> Talbotmostrou-se a<strong>de</strong>quada, pois torna mais flexível oenquadramento dos materiais existentes na pistasem conf<strong>in</strong>á-los a uma faixa específica;Devido a dispersão nos resultados encontrados,tornou-se <strong>in</strong>viável optar pela correlação que seria a“i<strong>de</strong>al” para a <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ação do CBR <strong>in</strong> <strong>situ</strong>. Paratanto, uma solução para tornar mais confiável a<strong>de</strong>term<strong>in</strong>ação dos valores <strong>de</strong> CBR no campo seriaa realização <strong>de</strong> estudos experimentais na fase<strong>in</strong>icial <strong>de</strong> execução da obra;A proposta <strong>de</strong> especificação técnica mostrou-sesuficiente e a<strong>de</strong>quada no que se refere ao controledos parâmetros que asseguram a a<strong>de</strong>quaçãoestrutural <strong>de</strong> <strong>bases</strong> <strong>granulares</strong> recicladas <strong>in</strong> <strong>situ</strong>.Com aplicação prática da proposta foi possível<strong>de</strong>term<strong>in</strong>ar os <strong>in</strong>tervalos e freqüências dos ensaiosa serem realizados, para garantir a qualida<strong>de</strong> dasobras <strong>de</strong> reciclagem.REFERÊNCIAS1. AMINI, F. Potential applications of dynamic and staticcone penetrometers <strong>in</strong> pavement <strong>de</strong>sign andConstruction. Department of Civil Eng<strong>in</strong>eer<strong>in</strong>g. JacksonState University. Mississippi. 36 p. 2003.2. ASPHALT RECYCLING & RECLAIMINGASSOCIATION - ARRA. Cold recycl<strong>in</strong>g. AsphaltRecycl<strong>in</strong>g & Reclaim<strong>in</strong>g Association. Disponível em.Acesso em 21 jul. 2005.3. DEPARTAMENTO AUTÔNOMO DE ESTRADAS DERODOGAEM DO RIO GRANDE DO SUL (DAER/RS).Crema. :. Acesso em03 mai. 2006.4. ______. Projeto executivo <strong>de</strong> restauração dos pavimentosdo LOTE I do DAER/RS. 2005.5. ______. DAER/RS. Alternativa Proposta para aManutenção dos Pavimentos do Lote 01 do CREMA-RS.2005.6. ______. DAER-ES-P 08/91: Base Granular. 1991. 8p.7. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DERODAGEM. Manual <strong>de</strong> pavimentação. 2ª ed. Rio <strong>de</strong>Janeiro. 2006. 278p.8. ______. DNER ME 083/98: Agregados: análisegranulométrica. Rio <strong>de</strong> Janeiro. 1998. 05p.9. ______. DNER ME 054/97: equivalente <strong>de</strong> areia. Rio <strong>de</strong>Janeiro. 1997. 10p.10. ______. DNER ME 049/94: Solos – <strong>de</strong>term<strong>in</strong>ação doíndice <strong>de</strong> suporte Califórnia utilizando amostras nãotrabalhadas. Rio <strong>de</strong> Janeiro. 1994. 14p.11. ______. DNER ES 303/97: Base EstabilizadaGranulometricamente. Departamento Nacional <strong>de</strong> Infraestruturae Transporte. Rio <strong>de</strong> Janeiro.


40Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 200812. FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION. Pavementrecycl<strong>in</strong>g for state & local governments. FHWA.Publication Nº.: FHWA-SA-98-054. 1997.13. HARISON, J. A. Correlation between California bear<strong>in</strong>gratio and dynamic cone penetrometer strengthmeasurement of soils. In: Proceed<strong>in</strong>gs of Instn. CivilEng<strong>in</strong>eers, Australia, Part 2, p. 833-844. 1987.14. HARISON, J.A. Correlation of CBR and Dynamic ConePenetrometer Strength Measurement of Soils. AustralianRoad Research, Technical Note Nº 2, p. 130-136. 1986.15. KLEYN,A.T. The Use of Dynamic Cone Penetrometer.Transvaal Road Department, África do Sul, ReportL2/74, 50p. 1975.16. LIMA, L.C. (2000). Ensaio DCP Aplicado no Controle<strong>de</strong> qualida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Compactação <strong>de</strong> Obras ViáriasExecutadas com Solos Lateríticos <strong>de</strong> Textura F<strong>in</strong>a.Dissertação <strong>de</strong> mestrado – Instituto Tecnológico daAeronáutica, São José dos Campos – SP, 164 p.17. Mn/DOT . Validation of DCP and LWD MoistureSpecifications for Granular Materials. 2006. Departmentof Transportation M<strong>in</strong>nesota. Office of Materials.Research Services Section. Maplewood, MN.18. Mn/ROAD (1993). Office M<strong>in</strong>nesota Road Research.User Gui<strong>de</strong> to the Dynamic Cone Penetrometer.Department of Transportation M<strong>in</strong>nesota. Ed. Affairs &Market<strong>in</strong>g Manager. Maplewood, 20 p.19. MOMM, L.; DOMINGUES, F. A. A. <strong>Reciclagem</strong> <strong>de</strong>Pavimentos à Frio "<strong>in</strong> <strong>situ</strong>", Superficial e Profunda.Reunião Anual <strong>de</strong> Pavimentação, 29ª, Cuiabá, 1995.20. SACHET, T. (2007). Controle tecnológico <strong>de</strong> obrasrodoviárias envolvendo a reciclagem <strong>in</strong> <strong>situ</strong> <strong>de</strong> <strong>bases</strong><strong>granulares</strong> <strong>de</strong> pavimentos asfálticos. Dissertação <strong>de</strong>mestrado – Universida<strong>de</strong> <strong>de</strong> Passo Fundo, Passo Fundo –RS, 173p.21. SAKATCHEWAN HIGHWAYS ANDTRANSPORTATION (2005). Standard Test ProceduresManual – Dynamic Cone Penetrometer. Ed. Revisada, 10p.22. TRL. (2004). Dynamic cone penetrometer - Tests andAnalysis. Transport Research Laboratory – DepartmentInternational <strong>de</strong>velopment. Referência do projeto:R8157, 8 p.23. WIRTGEN. Manual <strong>de</strong> reciclagem a frio. 2ª ed. 2004.Wirtgen GmbH. Alemanha.


Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008 41ANEXO A – Etapas para execução do trabalhoDNITControle Tecnológico <strong>de</strong> ObrasRodoviárias (Parâmetros)DER'sOutrosProposta <strong>in</strong>icial <strong>de</strong> especificaçãoAplicações PráticasProcedimento/controleEnsaiosFreqüênciaSeleção dos trechosAvaliação dos PavimentosProjeto <strong>de</strong> restauraçãoExecuçãoColeta <strong>de</strong> dadosIrregularida<strong>de</strong>DeflexõesServentiaEstado <strong>de</strong>superfícieAnálise <strong>de</strong> ResultadosA<strong>de</strong>quações à especificaçãopropostaProposta F<strong>in</strong>al


42Teoria e Prática na Engenharia Civil, n.11, p.31-42, Abril, 2008ANEXO B – Etapas da proposta <strong>de</strong> especificaçãoMaterial recicladoGranulometriaEnsaio CBRDCPEstabelecer limitesD n r²Escolha da CorrelaçãoEnquadramentoCurva <strong>de</strong> TalbotTráfego Tráfego Tráfego Tráfegoleve pesado leve pesado> 60% ou >80% > 60% ou >80%NÃOSIMComparar resultadosEnquadrargranulometriaMaterialadicionalNÃOSIMMATERIAL ACEITOCompactaçãoAcabamento

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