Post on 28-Dec-2015
DURABILIDADE EM MISTURAS ASFÁLTICAS RECICLADAS COMPARAÇÃO EM FADIGA ENTRE TENSÃO E DEFORMAÇÃO CONTROLADA
David Fernado Bernal AcostaNovembro / 2012
UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, FT
Programa de Pós-Graduação em Geotecnia
Professor: José Camapum de Carvalho
INTRODUÇÃO
O melhoramento de rodovias com reciclagem de pavimentos atinge todos os objetivos técnicos sociais e econômicos ao mesmo tempo em que reduz o impacto ambiental, apresentando menor consumo de energia comparada com a restauração convencional dos pavimentos, é inegável em termos ecológicos as fortes vantagens que pode trazer o reciclagem quanto à redução em exploração de novas jazidas e empréstimos de matérias para construção, restauração ou reconstrução de estradas
Técnicas Alternativas de Conservação
DESFIO: Novos Materiais Novas Tecnologias / Equipamento Proteção do Ambiente
Estudo de comportamiento das tecnicas. Minimizar Custos Ambientais Reciclagem de Materiais Utilização de Residuos como Materias não
convencionais
Promover
+ Qualidade
RECICLAGEM DE PAVIMENTOS
VantagensValorização Ambiental
Valorização Energética
Valorização Económica
Redução do impacte ambiental. Misturas retiradas dos pavimentos são
reaproveitadas. Redução na produção de resíduos.
Exploração da “pedreira”
O QUE É RECICLAGEM DE PAVIMENTOS
Transformar um pavimento degradado numa estrutura homogénea e adaptada ao tráfego que deverá suportar.
A mistura homogénea destes materiais, espalha-se, compacta-se e deixa-se curar adequadamente, constituindo uma base ou uma camada estruturalmente
resistente de um novo pavimento.
• Um Conglomerante ou aglomerante.• Água.• Eventualmente Agregados. • Algum aditivo, com uma dosificação obtida
mediante ensaios.
Objetivo
Adições
FORMAS DE RECICLAGEM DE PAVIMENTOS
Fresagem a Frio (FF). Reciclagem a Quente. Reciclagem a Quente In-Situ (RQI) Reciclagem a Frio (RF). Reciclagem Profunda (RP).
Reciclagem mais utilizados no
Brasil
RQI • Reciclagem Superficial de
Capa RSC • Reciclagem Intermediaria de
Capa RIC • Reciclagem e Recapeamento
Simultâneos RRS
RF • Reciclagem a Frio In-Situ
(RFI)• Reciclagem a frio em
Usina Fixa (RFUF)
RP • Trituração.• Estabilização Mecânica.• Estabilização Betuminosa.• Estabilização Quimica.
DURABILIDADE
FATORES
AÇÃO DO CLIMA
TRANSITO
Fazendo uso da maior quantidade de asfalto.
Fazendo uso de uma gradação densa de agregado que possa resistir a separação.
Projetando e compactando a mistura para obter a máxima impermeabilização.
Prolongação da Durabilidade
Habilidade para resistir fatores como: Desintegração dos
materiais Câmbios nas
propriedades de asfalto (polimerização e oxidação)
Separação do filme de asfalto.
O que é?
DURABILIDADE
Rigidez
Deformabilidade Manutenções
Resistencia Durabilidade
Pavimentos ECONÔMICOS
Pavimentos com maior CAPACIDADE
VIDA DE FADIGA
Fadiga de uma mistura é definida em termos de vida de fratura ou vida de serviço.
Processo de mudança estrutural permanente, localizada e progressiva que ocorre no material quando este é submetido a condições de carregamento que produzem tensões e deformações repetidas em alguns pontos, resultando trincas ou fratura completa após um número suficiente de repetições com valor máximo menor que a resistência à tração do material. Preusller (1983)
Fadiga
Número de repetições necessárias à ruptura aos níveis de carregamento de 10, 20, 30 e 40% da Resistência a Tração.
VIDA DE FADIGA ENSAIOS
ESTATICOS DINAMICOS
Além de isso tem mais duas formas
Tensão Controlada TC
Deformação Controlada DC
É muito empregado em pavimentos com camada asfáltica de maior rigidez em relação ás camadas subjacentes do pavimento que lhes dão suporte e
maior espessura (acima de 10cm) (Motta, 1998).
É indicado nos casos em que os pavimentos possuem camada de asfalto fraca (baixa rigidez) em relação às camadas que o dão
suporte e pequenas espessuras (Motta, 1998).
VIDA DE FADIGA COM TENSÃO CONTROLADA
A frequência de carregamento pulsante teve uma duração de 0,1s e 0,9s de repouso, simulando o efeito do carregamento dinâmico provocando pela passagem do tráfego
Determinar o número de golpes necessários para romper os corpos de provas segundo os
seus planos diametrais para três níveis de tensão analisados (20%, 30% e 50% da
resistência a tração RT, determinada previamente para c/u das misturas).
MISTURA I (0%)
MISTURA II (10%)
MISTURA III (30%)
MISTURA IV (50%)
COMPARAÇÃO DAS MISTURAS
VIDA DE FADIGA COM DEFORMAÇÃO CONTROLADA
O nível de tensão é aproximadamente 600 microstrains e uma frequência de carga de 10 Hz, se utilizarem até someter a amostra um mínimo de 10000 ciclos de carregamento.
Durante cada ciclo de carga deflexões foram medidas no centro da viga para calcular a tensão de tração máxima, o ângulo de fase, rigidez, energia e a energia dissipada acumulada.
VIDA DE FADIGA COM DEFORMAÇÃO CONTROLADA
Vida de fadiga é definido como o numero de ciclos que correspondem ao 50% da redução da rigidez inicial
-50% Rigidez Inicial
Numero de Ciclos
VIDA DE FADIGA COM DEFORMAÇÃO CONTROLADA - RDEC
Carpenter fiz a proposta de usar RDEC (razão entre a variação da energia dissipada entre dois ciclos vizinhos dividida pela energia dissipada do primeiro ciclo), na determinação da resistência a fadiga.
Na zona 3, o valor aumenta RDEC com o ciclo de trabalho, o que indica que a fonte de energia cada vez mais, os danos e, finalmente, a mistura perde a sua capacidade de carga.
O RDEC no ciclo em que a rigidez do material se reduz para 50% da sua rigidez inicial é definido como o “plateau value”, PV
VIDA DE FADIGA COM DEFORMAÇÃO CONTROLADA - Resultados
Pode ser visto que as misturas HMA incorporando mais RAP tem maiores “Plateau Valeu” (fig. a) o que indica que eles sofreram mais danos e resultaria em menor vida fadigada.
No entanto, a partir da (fig. b) as misturas com contendo percentuais mais elevados de RAP apareceu para experimentar uma vida mais longa a fadiga.
COMPARAÇÃO DE OTROS PARAMETROS
CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente) HMA pelas suas siglas em inglês (hot-mix asphalt)
Resistencia a Tração
Pavimento
Resistencia a TraçãoTeste de resistência à tração indireta
Pavimento
Modulo de ResilenciaModulo de Resilencia
CONCLUSÕES
A sustentabilidade é uma tendência mundial que liga os componentes de desenvolvimiento social dos povos, para atingir soluções ás que forneçam proteção do médio ambiente e dos recursos naturais.
O Reciclagem de Pavimentos é um tratamento alternativo que visa melhorar as
condições dos pavimentos deteriorados, além de isso constitui um processo econômico e principalmente ecológico.
Este trabalho apresentou os resultados obtidos para ensaio de fadiga de um HMA pelas suas siglas em inglês (hot-mix asphalt) em dois condições de controle diferentes no primero com Tensão controlada e na segunda Deformação controlada, tendo uma temperatura igual de 25ºC. Deve-se aclarar que os resultados presentados são de dois pesquisadores diferentes.
CONCLUSÕES
No primer caso os resultados obtidos para a vida de fadiga mostraram um aumento no número de golpes necessários para levar os corpos-de-prova ao trincamento aumentando com a quantidade de fresado presente na mistura. Ou seja, misturas com maior teor de fresado apresentaram maior vida de fadiga para cada nível de tensão analisado.
O método de avaliação da resistência à fadiga baseado no conceito do grau de energia dissipada por ciclo e consequente plateau value parece ter aplicação desde que o grau de energia dissipada seja avaliado a partir da energia dissipada acumulada ao longo do ensaio, utilizando-se para o efeito determinados ciclos de carga. A lei obtida entre o plateau value e a vida à fadiga recomenda a utilização de níveis de extensão preferencialmente altos, onde a correlação é maior.
A durabilidade é uma característica que vai-se ver afetada pelo trafego é por isso que uma correta avaliação da vida de fatiga pode dar fornecer dados de durabilidade para fazer uma correta avaliação econômica e dar viabilidade ás novas tendências construtivas.
OBRIGADO PELA ATENÇÃO