Reciclagem de Pavimentos Rodoviários
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Reciclagem de Pavimentos Anlise energtica de tcnicas de
reabilitao de pavimentos rodovirios
Pedro de Arez Costa e Silva
Dissertao para obteno do Grau de Mestre em
Engenharia Civil
Orientador: Prof. Doutor Joaquim Jorge da Costa Paulino Pereira
Jri
Presidente: Prof. Doutor Antnio Heleno Domingues Moret Rodrigues
Vogais: Prof. Doutor Joaquim Jorge da Costa Paulino Pereira
Prof. Doutor Jos Manuel Coelho das Neves
Fevereiro 2010
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I
Agradecimentos
Muitas pessoas contriburam para a concretizao desta tese, umas atravs do seu apoio,
interesse e amizade, outras pela disponibilidade no fornecimento de dados fundamentais e no
esclarecimento de dvidas. A todas manifesto os meus sinceros agradecimentos:
Engenheiro Carvalho Dias, da Coba.
Engenheiro Fernando Branco, da Coba
Engenheira Maria de Lurdes Antunes do Ncleo de Infra-estruturas de Transportes do
LNEC.
Engenheira Manuela Trindade, da Direco das Estradas de Viseu
Engenheiro Eduardo Figueiredo, da Direco das Estradas de Viseu.
Engenheiro Nuno, da Rosa Construtores.
Engenheiro Pedro Seixas, da Mota Engil Pavimentaes.
Dr. Jorge Guerreiro, da MAJA Construes.
Engenheiro Lus Vieira, da CEPSA.
Engenheiro Pedro Silva, da CEPSA
Engenheiro Paulo Fonseca, da Monte Adriano.
Um agradecimento especial ao Professor Doutor Paulino Pereira, Professor Associado
do Instituto Superior Tcnico, pela orientao, interesse, pacincia e total
disponibilidade manifestados.
Os meus amigos, em particular o Diogo Pires e Mariana Branco, pela ajuda dada na
edio de imagens.
Os meus padrinhos Laura e Srgio Lopes
Por fim os meus pais que sempre me apoiaram e aos quais dedico esta dissertao.
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II
Resumo
As tcnicas de reciclagem dos pavimentos existentes tm sido desenvolvidas com o objectivo
de resolver muitos dos problemas dos pavimentos degradados, contribuindo simultaneamente
para a minimizao dos impactos ambientais na realizao de obras de beneficiao e
reabilitao de estradas.
No seguimento do desenvolvimento destas tcnicas, so criadas oportunidades para testar a
sua eficincia, como se demonstra pelo caso de estudo considerado nesta dissertao,
possibilitado pela Direco de Estradas de Viseu, com recurso s empresas Rosa Construtores
e Mota Engil Pavimentaes. Atravs da anlise tcnica da reciclagem in situ a frio com adio
de emulso e cimento, na empreitada IC12 Pavimentao entre Canas de Senhorim e o
IP3, visa-se a obteno de elementos que possibilitem um melhor conhecimento da tcnica a
nvel energtico. Outras duas solues, saneamento e reconstruo, foram dimensionadas,
analisadas e estudadas comparando-as com a reciclagem mista usada no IC12.
Deste estudo pode-se concluir que a poupana energtica obtida com a reciclagem, tida como
dado adquirido pela bibliografia existente, nem sempre se verifica. Neste caso o uso de
reciclagem com cimento teria sido bastante mais eficiente a nvel energtico. O saneamento
tambm traria vantagens nestes parmetros, embora menos acentuadas. J a reconstruo, ,
de longe, a alternativa mais dispendiosa, no se justificando neste caso, mas s em ltimo
recurso.
Palavras Chave
Reciclagem
Pavimentos Rodovirios
Energia
Reabilitao
Avaliao Energtica
Ambiente
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III
Abstract
Recycling techniques for existing pavements have been developed with the objective of solving
many of the problems facing damaged pavements and simultaneously contributing to the
minimization of the environmental impact on roadwork rehabilitation and upgrading.
By following the development of these techniques, opportunities are created to test its
effectiveness, as evidenced by the case study considered in this dissertation, enabled by the
Direco de Estradas de Viseu, through the companies Rosa Construtores and Mota Engil
Pavimentaes. Through the analysis of the works performed in IC12 Pavimentao entre
Canas de Senhorim e o IP3, this dissertation aims to fill a void by enhancing the knowledge of
the energy aspect of pavement recycling. Two other techniques, cold milling and reconstruction,
were designed and studied comparing them to the recycling performed in IC12.
From this study its safe to assume that the energy savings achieved by pavement recycling,
taken by granted by most of the existing literature, is not always so. In this case recycling with
cement would have been energetically more efficient. Cold milling, as surprising as it may seem,
is also more effective than recycling, although clearly not reaching the levels of the cement
recycling. Total pavement reconstruction is, as expected, by far the least energy efficient and
should only be used as a last resort.
Keywords
Recycling
Road Pavement
Energy
Rehabilitation
Energy Analysis
Environment
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IV
ndice
1 Introduo .............................................................................................................................. 1
1.1 Enquadramento e Objectivos do Estudo ....................................................................... 1
1.2 Metodologia Usada........................................................................................................ 3
1.3 Organizao da Dissertao ......................................................................................... 3
2 Reciclagem de Pavimentos.................................................................................................... 4
2.1 Introduo Histrica....................................................................................................... 4
2.2 Tipos de Reciclagem ..................................................................................................... 5
2.2.1 Quanto ao Local ........................................................................................................ 5
2.2.2 Temperatura .............................................................................................................. 6
2.2.3 Quanto ao tipo de ligante .......................................................................................... 7
2.2.4 Quanto profundidade ............................................................................................ 14
2.2.5 Quantos aos materiais correctivos .......................................................................... 14
2.3 Principais Processos de Reciclagem .......................................................................... 16
2.3.1 Reciclagem, in situ, a frio com emulso betuminosa .............................................. 17
2.3.2 Reciclagem, in situ, a frio com cimento ................................................................... 25
2.3.3 Reciclagem in situ com adio de cimento e emulso ......................................... 32
2.3.4 Reciclagem in situ, a frio, com betume espuma ..................................................... 33
2.3.5 Reciclagem em central, a quente, com betume ...................................................... 33
2.3.6 Reciclagem em central, semi-quente, com emulso betuminosa ........................... 36
2.3.7 Reciclagem em central, a frio, com emulso betuminosa ....................................... 36
2.3.8 Reciclagem em central, a frio, com betume espuma .............................................. 37
2.4 Directivas e Manuais de Reciclagem .......................................................................... 37
2.5 Avaliao Energtica ................................................................................................... 38
3 Caso de Estudo Reciclagem do IC12 ............................................................................... 47
3.1 Memria descritiva do projecto ................................................................................... 47
3.1.1 Execuo da Reciclagem ........................................................................................ 51
3.1.2 Controlo de Qualidade............................................................................................. 54
3.2 Avaliao Energtica ................................................................................................... 56
3.2.1 Introduo ................................................................................................................ 56
3.2.2 Reciclagem .............................................................................................................. 59
-
V
3.2.3 Saneamento ............................................................................................................ 64
3.2.4 Reconstruo .......................................................................................................... 68
3.2.5 Anlise Global ......................................................................................................... 72
3.2.6 Proposta de Alternativa ........................................................................................... 74
3.3 Quantidade de Materiais Usados ................................................................................ 78
4 Consideraes Finais ........................................................................................................... 80
5 Bibliografia............................................................................................................................ 85
ANEXO I Dimensionamento das Alternativas .......................................................................... 91
ANEXO II Tabelas de Energia Dispendida com Transporte .................................................... 98
ANEXO III - Diagramas de Processos envolvidos na Reciclagem ........................................... 102
ANEXO IV Quantidades de Materiais Usados ....................................................................... 106
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VI
ndice de figuras
Figura 1.1- Evoluo do estado de um pavimento ao longo do tempo [adaptado de Wirtgen,
2004] .............................................................................................................................................. 2
Figura 2.1 - Processo de transformao do betume em espuma [Wirtgen, 2004] ..................... 9
Figura 2.2 - Funcionamento de recicladora e sequncia de trabalhos [Wirtgen, 2004]. ............ 20
Figura 2.3 - Aspecto da superfcie do pavimento existente antes da obra de reabilitao (IP2)
[Antunes e Batista, 2004] ............................................................................................................ 23
Figura 2.5 - Trabalhos de compactao da camada reciclada (IP2) [Antunes e Batista, 2004] . 24
Figura 2.4 - Trabalhos de reciclagem do pavimento (IP2) [Antunes, e Batista, 2004] ............... 24
Figura 2.6 - Sequncia Construtiva de reciclagem com cimento [Wirtgen ,2004] ...................... 27
Figura 2.7 - Misturador [Wirtgen, 2004] ...................................................................................... 27
Figura 2.8 - Pormenor do pavimento existente na EN226 [JJR, 2007]....................................... 29
Figura 2.9 - Fendilhamento EN226 [JJR, 2007] .......................................................................... 29
Figura 2.10 - Perfil transversal da soluo adoptada para a reabilitao da EN226 [Direco
das Estradas de Viseu, 2006] ..................................................................................................... 30
Figura 2.11 - Misturadora Wirgten WR 400 [Direco das Estradas de Viseu, 2006] ................ 30
Figura 2.12 - Recicladora Wirtgen 2500 S [Direco das Estradas de Viseu, 2006] ................. 30
Figura 2.13 - Etapas complementares do processo de reciclagem [adaptado de Rodrigues,
2008] ............................................................................................................................................ 31
Figura 2.14 - Resistncias mdias obtidas na obra aos 7 e aos 28 dias [Direco das Estradas
de Viseu, 2006]............................................................................................................................ 31
Figura 2.15 - Comboio reciclagem mista [Wirtgen, 2004] ........................................................ 32
Figura 2.16 - Comparao de reciclagem variando tipos de ligantes [Dueas et al, 2006] ....... 32
Figura 2.17 - Sequncia construtiva da reciclagem com betume espuma ................................. 33
Figura 2.18 - Meio do tambor/secador/misturador [Brock, 1994] ............................................... 34
Figura 2.19 - Duplo tambor [Brock , 1994] .................................................................................. 34
Figura 2.20 - Contrafluxo [Brock , 1994] ..................................................................................... 34
Figura 2.21 - Processo construtivo reciclagem em central a quente [Martinho, 2005 - adaptado
de EAPA,1998] ............................................................................................................................ 35
Figura 2.22 - Sequncia construtiva da reciclagem em central semi-quente com emulso
[Martinho, 2005 adaptado de EAPA, 1998] .............................................................................. 36
Figura 2.23 - Sequncia construtiva da reciclagem em central a frio com emulso (Martinho,
2005 - traduzido e adaptado de: Wirtgen , 2004) ........................................................................ 37
Figura 2.25 Energia consumida para 10106 eixos padro, considerando diferentes
capacidades de fundao [Thenoux e tal, 2006] ........................................................................ 44
Figura 2.24 Energia consumida para 5106 eixos padro, considerando diferentes capacidades
de fundao [Thenoux e tal, 2006] .............................................................................................. 44
Figura 2.27 - Energia Gasta com Transporte de Recursos [Thenoux et al, 2006] ..................... 45
-
VII
Figura 2.26 Energia consumida para 15106 eixos padro, considerando diferentes
capacidades de fundao [Thenoux et al, 2006] ........................................................................ 45
Figura 3.1 - Traado da obra em estudo ..................................................................................... 47
Figura 3.2 Pavimento Reabilitado [foto do autor, 2008] .............................................................. 47
Figura 3.3 Fendilhamento IC12 [foto do autor, 2008] ................................................................. 48
Figura 3.4 Fendilhamento IC12 [foto do autor, 2008] ................................................................. 48
Figura 3.5 - Perfil Transversal tipo IC12 e pormenor da soluo adoptada [Probisa, 2008] ...... 49
Figura 3.6 - Profundidade da reciclagem efectuada ................................................................... 51
Figura 3.7 - Tambor da fresadora [foto do autor, 2008] .............................................................. 51
Figura 3.8 - Slurry Mixer [Foto do autor, 2008] ........................................................................... 52
Figura 3.9 - Cisterna de Emulso [Foto do autor, 2008] ............................................................. 52
Figura 3.10 - "Comboio" usado na reciclagem "in situ" [Foto do autor, 2008] ............................ 52
Figura 3.11 - Espalhamento da camada reciclada com recurso a Motoniveladora [Probisa,
2008] ............................................................................................................................................ 53
Figura 3.12 - Cilindro de pneus em operao de compactao da mistura reciclada [Foto do
autor, 2008] ................................................................................................................................. 53
Figura 3.13 Diagrama de pavimento existente e diferentes alternativas de reabilitao. (1)
Camada de desgaste existente (2) Base Granular (3) Sub-Base Granular (4) BMB camada de
desgaste (5) Camada Reciclada com emulso e cimento (6) BB camada de desgaste (7) MB
camada de regularizao ............................................................................................................ 56
Figura 3.14 Locais Chave de Processos para todas as Solues .............................................. 58
Figura 3.15 Diagrama de processos relativos Reciclagem Mista ............................................ 60
Figura 3.16 Comparao transporte de recursos ....................................................................... 63
Figura 3.17 Comparao Principais Processos da Reciclagem ................................................. 63
Figura 3.18 Diagrama de processos relativos ao Saneamento .................................................. 64
Figura 3.19 Comparao Transporte de Recursos Saneamento ............................................... 67
Figura 3.20 Comparao Principais Processos Saneamento .................................................... 67
Figura 3.21 Diagrama de processos relativos Reconstruo .................................................. 68
Figura 3.22 Comparao Transporte de Recursos Reconstruo ............................................. 71
Figura 3.23 Comparao Principais Processos Reconstruo ................................................... 71
Figura 3.24 Comparao Trs Tcnicas de Reabilitao ........................................................... 72
Figura 3.25 Comparao Produo de Recursos das 3 solues .............................................. 73
Figura 3.26 Comparao Operaes no Terreno 3 Alternativas ................................................ 73
Figura 3.27 Comparao Transporte de Recursos 3 alternativas .............................................. 74
Figura 3.28 Configurao de Pavimento reabilitado com Reciclagem com Cimento ................. 75
Figura 3.29 Diagrama de processos relativos Reciclagem com Cimento ............................... 75
Figura 3.30 Comparao Despesa Energtica entre Reciclagens ............................................. 77
Figura 3.31 Despesa Energtica 3 Etapas Reciclagem Cimento ............................................... 77
Figura 3.32 Comparao de todas as solues .......................................................................... 78
Figura 3.33 Quantidade de materiais usados nas diversas solues......................................... 78
-
VIII
Figura 3.34 Produo de Resduos ............................................................................................ 79
-
IX
ndice de Quadros
Quadro 2.1 Vantagens e Desvantagens da Reciclagem in situ .................................................... 5
Quadro 2.2 Vantagens e Desvantagens de Reciclagem em Central ........................................... 6
Quadro 2.3 Caractersticas mdias dos betumes tradicionais [ Cepsa, 2007] ............................. 8
Quadro 2.4 Caractersticas de emulso para reciclagem a frio [Cepsa, 2007] .......................... 10
Quadro 2.5 Caractersticas de emulso para reciclagem semi-quente [Cepsa, 2007] .............. 10
Quadro 2.6 - Resumo das caractersticas e condies de aplicao dos cimentos na reciclagem
[Nunes, 2003] .............................................................................................................................. 12
Quadro 2.7 Principais Vantagens e Desvantagens do Cimento na Reciclagem [Wirtgen, 2004]
..................................................................................................................................................... 12
Quadro 2.8 Principais Vantagens e Desvantagens da Emulso na Reciclagem [Wirtgen, 2004]
..................................................................................................................................................... 13
Quadro 2.9 Principais vantagens e desvantagens do Betume Espuma na Reciclagem [Wirtgen,
2004] ............................................................................................................................................ 13
Quadro 2.10 Patologias e possveis reabilitaes [adaptado ARRA, 2001] ............................... 16
Quadro 2.11 Consideraes a ter com o processo de reciclagem [com base em Thenoux e
Garcia, 1999; LNEC, 2004; Soto, 2003; Emery, 1991; Jimenez; 2007]...................................... 21
Quadro 2.12 Ensaios chave para reciclagem com emulso ....................................................... 21
Quadro 2.13 Ensaios recomendados para a reciclagem a frio [AASHTO, 1998] ....................... 22
Quadro 2.14 Ensaios apenas para informao reciclagem a frio [AASHHTO, 1998] ................ 22
Quadro 2.15 Valores Resistncia conservada IP2 [Antunes e Batista, 2004] ............................ 25
Quadro 2.16 Resumo dos aspectos principais do processo construtivo [Batista, 2004; Nunes,
2005; Jofr, 2003] ....................................................................................................................... 28
Quadro 2.17 Gastos energtico associados a reciclagem [TRB, 1980] ..................................... 39
Quadro 2.18 Energia necessria para o fabrico, colocao de um pavimento flexvel [Zapata e
Gambatese,2005] ........................................................................................................................ 40
Quadro 2.19 Energia necessria para o fabrico, colocao de um pavimento flexvel [Zapata e
Gambatese,2005] ........................................................................................................................ 40
Quadro 2.20 Caractersticas dos materiais usados em cada camada [Thenoux et al, 2006] .... 41
Quadro 2.21 Desenho estrutural assumindo diferentes cenrios [Thenoux et al, 2006] (a)
Suporte da Fundao (b) Trfego ............................................................................................... 42
Quadro 2.22 Energia consumida associada produo de agregados [Thenoux et al, 2006] .. 42
Quadro 2.23 Energia consumida associada colocao e compactao diferentes camadas,
demolio e reciclagem [Thenoux et al, 2006] ............................................................................ 43
Quadro 2.24 Total de energia consumida em diferentes cenrios, expressa em MJ/m2 [Thenoux
et al, 2006] ................................................................................................................................... 43
Quadro 3.1 Estimativa oramental [Probisa, 2008]..................................................................... 50
Quadro 3.2 Resultados do deflectmetro de impacto [Geoqual, 2008] ...................................... 55
-
X
Quadro 3.3 Unidades Energticas [United Nations, 1987] ......................................................... 57
Quadro 3.4 Baridades de Recursos Envolvidos no Estudo ........................................................ 58
Quadro 3.5 Percentagem de betume e agregados presente nas camadas betuminosas das
alternativas .................................................................................................................................. 59
Quadro 3.6 Quantidades de Recursos usados na Reciclagem IC12 ......................................... 60
Quadro 3.7 Despesa Energtica Produo de Agregados ......................................................... 60
Quadro 3.8 Despesa Energtica Produo de Recursos ........................................................... 61
Quadro 3.9 Despesa Energtica Reciclagem ............................................................................. 61
Quadro 3.10 Despesa Energtica Pavimentao ....................................................................... 62
Quadro 3.11 Despesa Energtica do Transporte de Recursos .................................................. 62
Quadro 3.12 Despesa Energtica Produo de Agregados ....................................................... 65
Quadro 3.13 Despesa Energtica da Produo de Recursos .................................................... 65
Quadro 3.14 Despesa Energtica Operaes no terreno ........................................................... 65
Quadro 3.15 Despesa Energtica Pavimentao ....................................................................... 66
Quadro 3.16 Despesa Energtica Saneamento ......................................................................... 66
Quadro 3.17 Despesa Energtica Transporte de Recursos Saneamento ................................. 66
Quadro 3.18 Despesa Energtica Produo de Agregados Reconstruo ............................... 69
Quadro 3.19 Despesa Energtica Produo de Materiais Reconstruo .................................. 69
Quadro 3.20 Gastos Energticos Pavimentao ........................................................................ 69
Quadro 3.21 Despesa Energtica remoo camadas e colocao granular ............................. 70
Quadro 3.22 Despesa Energtica Transporte de Recursos Reconstruo ................................ 70
Quadro 3.23 Produo de Materiais para a Reciclagem com Cimento ...................................... 76
-
XI
Lista de Abreviaturas
AASHTO - American Association of State Highway and Transportation Officials
ARRA Asphalt Recycle and Reclaiming Association
ASTEC Asphalt Technology
BARM Basic Asphalt Recycling Manual
BB Beto Betuminoso
BMB Betume Modificado com Borracha
CIB - The International Council for Research and Innovation in Building and Construction
EP Estradas de Portugal
EAPA European Asphalt Pavement Association
FHWA Federal Highway Adminstration
FWD - Falling Weight Deflectometer
LNEC Laboratrio Nacional de Engenharia Civil
MACOPAV Manual de Concepo de Pavimentos para a Rede Rodoviria Nacional
MB Macadame Betuminoso
PIARC World Road Association
PRN Plano Rodovirio Nacional
SCUT - Sem Cobrana ao Utilizador
TAB - Temperatura Anel e Bola
TMDp - Trfego Mdio Dirio de veculos pesados
TMMA Temperatura Mdia Mxima Anual
TRB Transportation Research Board
UNEP-IETC - United Nations Environment Programme International Environmental Technology
Centre
-
1
1 Introduo
1.1 Enquadramento e Objectivos do Estudo
crescente a preocupao com o efeito das actividades do homem no ambiente que se no
controladas, podero resultar em danos irreversveis e possivelmente catastrficos. Esta
preocupao resultou no conceito de desenvolvimento sustentvel que foi definido em 1987
pela Comisso Mundial para o Ambiente e Desenvolvimento como o desenvolvimento que
satisfaz as necessidades do presente, sem comprometer a capacidade das geraes futuras
de satisfazerem as suas prprias necessidades.
O sector da construo responsvel por muitos impactos ambientais, sejam eles: emisses
de gases, gerao de desperdcios, uso de materiais, gua e energia.
Construo sustentvel significa a aplicao dos princpios do desenvolvimento sustentvel a
todo o ciclo da construo desde a extraco e beneficiao dos materiais, passando pelo
planeamento, projecto e construo das infra-estruturas, at sua demolio e gesto de
resduos. assim um processo holstico que leva recomposio e manuteno da
harmonia entre os ambientes naturais e construdos, assegurando a criao de assentamentos
que afirmem a dignidade humana e encorajem a equidade econmica [CIB & UNEP-IETC
2002].
Tendo em conta que a rede rodoviria nacional se encontra praticamente definida,
necessrio agora estender as preocupaes conservao e reabilitao da mesma,
considerando novas exigncias de trfego, de qualidade e ambientais.
Um pavimento vai-se degradando sob a aco do trfego e agentes atmosfricos at atingir um
estado em que deixa de cumprir as funes para as quais foi dimensionado. Esta durao est
directamente associada s estratgias de conservao adoptadas, sendo que, quanto melhor
implementadas mais tempo levar at que seja necessrio operar uma reabilitao.
A escolha de uma soluo de reabilitao dever ser feita de modo a minimizar os custos
directos e indirectos, incluindo os custos ambientais, e maximizar os benefcios dessa
interveno no pavimento. Deve pois, ser suportada por uma anlise custo-benefcio na qual se
tenham em considerao, da melhor forma possvel, as consequncias da adopo de
determinadas opes, quer em termos de tcnica de reabilitao, quer em termos de vida til a
considerar para o pavimento reabilitado.
Na figura 1.1 representa-se graficamente a evoluo do estado de um pavimento ao longo do
tempo e os efeitos resultantes da adopo de medidas de conservao e/ou de reabilitao.
-
2
As tcnicas mais utilizadas de reabilitao so o reforo do pavimento, saneamento ou a
reconstruo, contudo, tem vindo a ser cada vez mais desenvolvida e utilizada a reciclagem.
Havendo vrias opes de reabilitao s vezes torna-se difcil determinar qual a mais
indicada. Um conhecimento mais aprofundado sobre esta tcnica torna mais fcil a justificao
da deciso de reciclar, como alternativa aos mtodos tradicionais de beneficiao de
pavimentos rodovirios.
A reciclagem procura ser uma tcnica de construo sustentvel procurando um uso ptimo de
matrias-primas durante o ciclo de vida de um pavimento causando o menor impacto ambiental
possvel. Dois meios para melhorar a sustentabilidade da estrutura rodoviria so minimizar
tanto a quantidade de energia como de produo resduos na sua construo e reabilitao.
H muitas questes por responder sobre se materiais e energia esto a ser usados de forma
eficiente na construo/reabilitao de estradas. Estar uma quantidade significativa de
energia a ser consumida bem como resduos a ser produzidos? Que etapas da reabilitao,
desde a extraco de materiais produo, passando pela colocao das camadas ou mesmo
transporte, consomem mais energia? Que vantagens a nvel energtico pode a reciclagem in
situ, a frio, oferecer em relao s demais tcnicas de manuteno/reabilitao de pavimentos
rodovirios?
A resposta a estas perguntas fornece indicaes de onde centrar esforos para melhorar a
sustentabilidade da reabilitao de pavimentos rodovirios.
Figura 1.1- Evoluo do estado de um pavimento ao longo do tempo [adaptado de Wirtgen, 2004]
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3
1.2 Metodologia Usada
A realizao desta dissertao baseou-se, fundamentalmente, no acompanhamento da obra de
reabilitao do IC12- Pavimentao entre Canas de Senhorim e o IP3 km 9+800 ao km
21+500, cuja entidade adjudicatria foi a Estradas de Portugal atravs da direco das
estradas de Viseu.
Primeiramente exposto o resultado de uma intensa pesquisa terica acerca da temtica da
reciclagem e da avaliao energtica da reabilitao/construo de pavimentos rodovirios.
Depois, tendo em conta os dados compilados da obra acompanhada feito um estudo do
ponto de vista de consumo energtico. Para tal so tidos em conta os consumos energticos
associados a todos os processos e recursos necessrios sua execuo. Tais consumos so
apresentados na forma de MJ/m2 e foram obtidos atravs do recurso a entrevistas ou
bibliografia existente.
Finalmente, procedeu-se concepo de alternativas a esta tcnica, saneamento e
reconstruo total do pavimento. Para estas alternativas so tambm calculados todos os
consumos energticos associados aos quais so comparados e analisados os valores obtidos
para a reciclagem. Devido aos resultados menos positivos da reciclagem mista neste campo foi
proposta outra alternativa, a reciclagem in situ a frio com cimento.
1.3 Organizao da Dissertao
Esta dissertao est dividida em quatro captulos.
No Captulo 1 faz-se o enquadramento, definem-se os objectivos, apresenta-se a metodologia
usada e a organizao do trabalho.
No Captulo 2 faz-se uma introduo reciclagem de pavimentos falando-se dos recursos
envolvidos, dos diversos tipos de processos existentes, suporte normativo e da bibliografia
existente avaliao energtica em pavimentos rodovirios e processos de reabilitao.
O Captulo 3 poder ser dividido em duas partes. Na primeira parte faz-se a apresentao e
breve anlise da obra de reciclagem acompanhada. Na segunda parte feita uma avaliao a
nvel energtico da mesma obra comparando-a com hipotticas alternativas a esta tcnica de
reabilitao. Para tal calcularam-se consumos associados aos processos e recursos envolvidos
nas diversas solues fazendo uma anlise de todas as etapas envolvidas na execuo de
todos os processos, sendo comparadas no final.
Por fim, no Captulo 4, so feitas consideraes finais dos principais aspectos focados nos
captulos anteriores abordando os resultados obtidos no caso de estudo e possveis trabalhos
futuros nesta rea.
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4
2 Reciclagem de Pavimentos
2.1 Introduo Histrica
A reciclagem, como processo de tratamento e reabilitao de pavimentos existentes
degradados, teve o seu primeiro desenvolvimento no Reino Unido surgindo como forma de dar
resposta aos problemas decorrentes da Segunda Guerra Mundial, na sua rede secundria de
estradas. Este mtodo foi denominado de Retread Process [Jofr, 1999].
S mais tarde, j na dcada de 70 (principalmente nos EUA e nalguns pases europeus), a
reciclagem conhece uma utilizao como sistema construtivo com potencialidades no
tratamento de pavimentos. Na primeira metade dessa dcada, d-se um grande aumento no
uso da tcnica de reciclagem de pavimentos, devido ao conflito Israelo-rabe ter provocado o
embargo do petrleo produzido no Mdio Oriente e reduzido a disponibilidade deste produto
verifica-se um grande aumento no preo do betume. Apesar de tudo, a maioria das
experincias desta poca foram realizadas in situ e utilizando betume como ligante [Fernandez
del Campo, 1998].
Foi essencialmente na dcada de 80 que esta tcnica mais se desenvolveu, devido
principalmente a trs factores: um melhor conhecimento das caractersticas mecnicas dos
materiais tratados com cimento e dos pavimentos semi-rgidos; o emprego de novos
equipamentos de maior potncia, rendimento e profundidade, que proporcionam uma maior
qualidade de produto final e reduo de custos; uma crescente conscincia ecolgica, que
impulsionou esta tcnica devido aos benefcios que revela face ao esgotamento de materiais e
a dificuldade de se abrirem novas exploraes [Jofr, 1999].
Em Portugal, o recurso reciclagem de pavimentos, como tcnica de reabilitao de
pavimentos da rede rodoviria nacional, foi iniciado, apenas, no incio da dcada de noventa.
Nessa altura, a predisposio para o uso de tcnicas de reciclagem no era correspondente,
por exemplo, que j existia em Espanha. No entanto, tambm certo que a principal
preocupao da poca se concentrava na construo de novas rodovias e no na beneficiao
das existentes.
Verifica-se que esta tendncia ainda se mantm um pouco, essencialmente devido
introduo do sistema de construo denominado SCUT que acelerou o ritmo de construo
nova, estando a dar um contributo forte para a concluso do PRN 2000, mas ao mesmo tempo
aumentou os encargos a suportar pelo Estado. Estes contratos de concesso tm por objectivo
a concepo, construo, financiamento, manuteno e explorao de lanos de auto-
estradas, ou sua duplicao, ficando comprometida a mobilizao de recursos para
manuteno devido s elevadas verbas necessrias para cumprir os pagamentos destas
concesses [Martinho, 2004].
-
5
Ainda assim, a reciclagem comea a ser reconhecida como um alternativa vivel e vantajosa
na conservao e reabilitao de pavimentos rodovirios.
2.2 Tipos de Reciclagem
A reciclagem uma tcnica de reabilitao que consiste na reutilizao total ou parcial dos
materiais dos pavimentos deteriorados incapazes de cumprir as suas funes estruturais, de
conforto ou segurana para que foram projectados [Kraemer et al, 2004].
Dependendo do trfego a suportar, dos materiais a reciclar e das caractersticas que se deseja
obter da mistura reciclada podem-se utilizar diferentes tcnicas de reciclagem. Podem variar de
acordo com o local (in situ ou em central), a temperatura (a quente, semi-quente ou a frio),
ligante utilizado (emulso betuminosa, cimento, betume espuma, betume, ou emulso mais
cimento), profundidade (total, parcial ou superficial) e se so ou no utilizados agregados
novos.
2.2.1 Quanto ao Local
Como j referido h duas alternativas em relao ao local de realizao da reciclagem: in situ
ou em central.
A reciclagem in situ, em princpio, apresentar mais vantagens, quer do ponto de vista tcnico-
econmico, quer do ponto de vista ambiental. No Quadro 2.1 e 2.2 pode-se verificar as
principais vantagens e desvantagens das duas alternativas [Angel del Val et al, 1998]:
In Situ
Vantagens
Desvantagens
Evita transporte dos materiais fresados para outro local; Reduz a degradao dos pavimentos das estradas utilizadas pela obra pois no necessrio transportar material; Dispensa depsitos provisrios; Regra geral h um menor consumo energtico em relao a reciclagem em central e regra geral, outras tcnicas de reabilitao Aproveitamento de 100% dos materiais dos pavimentos;
Rigor no tratamento pode no ser idntico em toda a obra devido heterogeneidade de alguns pavimentos; Maior dificuldade na obteno das frmulas de trabalho pela mesma razo acima mencionada; Maior dependncia das condies meteorolgicas;
Quadro 2.1 Vantagens e Desvantagens da Reciclagem in situ
-
6
Em central
Vantagens Desvantagens
Possibilidade de controlar previamente os
materiais que vo compor a mistura tal
como antes da sua colocao em obra;
Maior custo de transporte pois
necessrio transportar o material para
a central e depois desta para o local da
obra novamente;
2.2.2 Temperatura
Relativamente temperatura, a reciclagem de pavimentos rodovirios poder ser realizada a
quente, a frio ou semi-quente. Naturalmente, quanto mais elevada a temperatura, maior ser o
consumo energtico, devido ao aquecimento necessrio para as misturas. De seguida explica-
se cada uma destas variantes segundo [LNEC, 2006; Soto Sanchez, 2006;Branco et al, 2006 e
Vieira, 2003]:
Reciclagem a quente a tcnica que compreende maiores consumos energticos, quer in situ
quer em central. Esta tcnica, em central, apenas permite a utilizao, entre 10 e 70%, de
material reciclado (dependendo do tipo de central).
Reciclagem in situ, a quente, no utilizada pois resulta num grande envelhecimento do ligante
(oxidao) e problemas para a sade dado os fumos que origina. Posto isto, este tipo de
reciclagem no ser abordado nesta dissertao.
Reciclagem a frio realizada temperatura ambiente tendo, desta feita, um menor gasto
energtico que as restantes, pois no necessrio aquecer nem os agregados nem a mistura.
Os ligantes utilizados para o efeito podero ser: a cal, o cimento, a emulso betuminoso, o
betume espuma ou ainda qualquer tipo de rejuvenescedor/biocatalizador (estabilizao
qumica).
A reciclagem semi-quente permite reciclar at 100% de material fresado proveniente de
camadas de pavimento betuminoso, aquecendo-o a 90C em central. A mistura pode ser
armazenada durante 24 h sempre que o espalhamento e a compactao sejam efectuados
temperatura de 60C ou superior a esta. O aquecimento a que foi submetido o material fresado
permite que a abertura ao trfego seja imediata, eliminando-se assim o perodo de cura que
necessrio no caso da reciclagem a frio.
Quadro 2.2 Vantagens e Desvantagens de Reciclagem em Central
-
7
2.2.3 Quanto ao tipo de ligante
a) Betume
O Betume um ligante constitudo essencialmente por hidrocarbonetos e resulta da destilao
do petrleo. Trata-se de um material visco-elstico uma vez que a temperaturas acima dos
100C apresenta propriedades de um material viscoso. A temperaturas abaixo dos 10C
apresenta-se como um material elstico e a temperaturas intermdias apresenta
comportamentos viscosos e elsticos como propriedade predominante, estando dependente da
temperatura e da carga aplicada [Papagiannakis et al, 2008]. O betume , desta feita, um
material termoplstico, cuja consistncia muda com a temperatura, magnitude e durao da
carga.
A sua susceptibilidade trmica define-se como a mudana de consistncia, medida pela
viscosidade, com uma variao de temperatura. uma propriedade inerente a todo o betume,
que se deve manejar e aproveitar ao mximo. A susceptibilidade trmica do betume usada
essencialmente para a determinao das temperaturas de mistura e compactao como
tambm para a calibrao das temperaturas usadas em planta e em servio [OFlaherty, 2002].
Hoje em dia continua-se a investir muito na melhoria dos desempenhos dos betumes e verifica-
se uma tendncia crescente na utilizao de betumes mais duros (com menores penetraes)
a par dos modificados (alterao de algumas das suas propriedades originais pela introduo
de agentes especficos, normalmente polmeros) da mesma forma que se fomenta o recurso
aos chamados betumes multigrau.
Betumes Multigrau so betumes que para uma mesma penetrao apresentam menor
susceptibilidade trmica (menor IPen) relativamente aos betumes tradicionais. Ou seja, so
menos frgeis a temperaturas mais baixas e mais viscosos a temperaturas mais altas,
oferecendo assim maiores resistncias s deformaes plsticas a temperaturas elevadas
(estas propriedades aconselham o seu uso em geral e especialmente em climas adversos)
[Dueas e tal, 2006].
Existe ainda uma outra forma de usar os betumes, atribuindo-se a denominao de fluidificados
ou vulgarmente designados como cutbacks, cuja utilizao no aconselhada por questes
ambientais, de custo e de segurana e por essas razes nem sequer se referem as suas
propriedades [Thenoux et al, 2001].
Nas misturas betuminosas utilizadas no processo construtivo de reciclagem de pavimentos,
realizado a quente in situ ou em central, so usados vrios tipos de betumes. Em Portugal, nas
misturas betuminosas a quente fabricadas em central utilizam-se essencialmente 3 tipos de
betume de pavimentao, cujas propriedades se adaptam s necessidades inerentes a cada
tipo de mistura, s condies climticas e aos tipos de pavimentos em que esta aplicada: os
betumes de classe de penetrao 35/50 e 50/70, para misturas tradicionais, e os betumes de
classe 10/20, para misturas de Alto Mdulo [Cepsa, 2007].
-
8
Na Quadro 2.3 pode-se verificar as caractersticas estabelecidas para estes betumes de
pavimentao.
Tipos de betumes e Propriedades
Mtodos de Ensaio
10/20 35/50 50/70
Min Max Min Max Min Max
Pro
pri
ed
ad
es
Ma
nd
at
rias Penetrao (25C, 100g,
5s), Pen25 0,1 mm ASTM D 5 prEN 1426 10 20 35 50 50 70
Temperatura de amolecimento, TAB
C ASTM D 36 prEN 1427 63 76 50 58 46 54
Solubilidade em tolueno ou xileno
% ASTM D 2042 prEN
12592 99 - 99 - 99 -
Temperatura de inflamao
C EN 22592 ASTM D 92 250 - 240 - 230 -
Resis
t. A
o
En
du
reci.
Variao de massa % ASTM D
2872 (prEN
12607-1) ASTM D
1754 (prEN
12607-2)
- 0,5 - 0,5 - 0,5
Pen. aps endurecimento a 25C
%
ASTM D 5
(prEN 1427)
60 - 53 - 50 -
Temp. de amolecimento, aps endur.
C
ASTM D 5
(prEN 1427)
65 - 52 - 48 -
PR
OP
. O
PC
ION
.
Viscosidada cinemtica a 135C
mm2/s
ASTM D 2170 prEN 12595
1 000 - 370 - 295 -
Aumento da temperatura de amol.
C
- 8 - 11 - 11
PR
OP
RIE
DA
DE
S G
ER
AIS
Temperat. mx. de aplicao
C
195 175 170
Calor especfico a presso const.
KJ/Kg/C
2090 2048 2038
Condutividade trmica W/mC
0,16
Coef. de expanso cbica C-1
0,00061
Viscosidada dinmica Pa . s
0,15 0,13 0,14
Viscosidada cinemtica CSt
141 122 131
Massa especfica Kg/m3
0,938 0,940 0,941
Volume l / ton
1078 1064 1059
Capacidade calorfica MJ/Kg
41
Densidades relativas tpicas a 25C
Kg/m3
1035-1045 1025-1035 1025-1035
b) Betume espuma
Sempre que se quer trabalhar com misturas com betume e agregados necessrio diminuir a
viscosidade do betume para poder realizar a mistura. Para tal usam-se alguns procedimentos
tais como o aquecimento (tanto dos agregados como do betume), mistura de solventes ou
emulsificao do betume. Outra maneira utilizar o betume em forma de espuma.
O betume espuma produz-se quando se junta uma pequena poro de gua fria ao betume
quente. Esta espuma possui baixa viscosidade e sofre um grande aumento de volume. O
betume quente explode em milhes de gotas quando entra em contacto com pequenas
quantidades de gua fria, fenmeno que faz com que o betume aumente muito de volume
[Lizcano, 2003].
Quadro 2.3 Caractersticas mdias dos betumes tradicionais [ Cepsa, 2007]
-
9
Para se caracterizar a espuma de betume utilizam-se dois parmetros, a taxa de expanso
mdia e a meia-vida. A taxa de expanso a relao entre o volume mximo alcanado pela
espuma e o volume final do betume aps a dissipao da espuma. A meia-vida, o tempo
em segundos, entre o instante que a espuma de betume alcana o volume mximo e o instante
em que esse volume se reduz a metade.
O processo de transformao do betume em espuma est resumido na Figura 2.1:
c) Emulso Betuminosa
Uma emulso betuminosa consiste na disperso de glbulos de betume em gua, com um
contedo de betume entre 60 a 70%. Podem classificar-se de acordo com o tipo de
emulsionante utilizado. As emulses podem ser aninicas ou catinicas, segundo a polaridade
que o emulsionante proporciona s partculas de betume, conferindo, naturalmente,
comportamentos diferentes entre ambos os tipos. As emulses aninicas tm maior afinidade
com os agregados bsicos e as catinicas com os cidos [Camacho, 2008].
As emulses betuminosas conservam-se e manejam-se em estado aquoso. Ao p-las em
contacto com a superfcie dos agregados, por reaco qumica ou por evaporao da gua, as
partculas de betume voltam a juntar-se formando a pelcula contnua desejada. Este processo
designa-se de rotura da emulso [Kraemer, 2004].
As caractersticas das principais emulses utilizadas em reciclagem de pavimentos
apresentam-se em seguida, conforme as utilizaes previstas. A emulso utilizada na
reciclagem a frio uma emulso betuminosa especfica para este fim e apresenta em geral
caractersticas referidas no Quadro 2.4.
Figura 2.1 - Processo de transformao do betume em espuma [Wirtgen, 2004]
-
10
Quando uma tcnica de pavimentao nova, esta afecta principalmente os ligantes. Por
exemplo, as misturas drenantes a quente desenvolveram-se graas investigao em novos
betumes modificados. No caso da reciclagem semi-quente foi necessrio o desenvolvimento de
uma emulso especial, capaz de envolver sem escorrimentos, nem se deteriorar devido
temperatura ser elevada, e ao mesmo tempo proporcionar mistura uma elevada coeso
inicial, elevada adesividade activa e passiva bem como uma maneabilidade suficiente para a
sua aplicao com espalhadoras convencionais.
O ligante desenvolvido para ser utilizado na reciclagem semi-quente uma emulso
betuminosa especfica para este fim e que apresenta em geral as caractersticas apresentadas
no Quadro 2.5.
Caractersticas Unidades Valores
Mnimos Mximos
Em
uls
o
be
tum
ino
sa
Viscosidade Saybolt-Furol (25C) s - 50
Sedimentao (a 7 dias) % - 10
Betume residual % 60 -
Contedo em gua % - 40
Peneirao % - 0,10
Carga das partculas - Positiva
Estabilidade: ensaio com cimento % - 2
Resd
uo
De
stila
o Penetrao (25C, 100g, 5s) 0,1 mm 150
Ductilidade (25 C; 5 cm/min) cm - -
Solubilidade em tolueno % - -
Caractersticas Unidades Valores
Mnimos Mximos
Em
uls
o
be
tum
ino
sa
Viscosidade Saybolt-Furol(25C) s - 50
Sedimentao (a 7 dias) % - 10
Betume residual % 60 -
Contedo em gua % - 40
Peneirao % - 0,10
Carga das partculas - Positiva
Estabilidade: ensaio com cimento % - 2
Re
sd
uo
da
De
stila
o Penetrao (25C, 100g, 5s) 0,1 mm 130 330
Ductilidade (25 C; 5 cm/min) cm 40 -
Solubilidade em tolueno % 97,5 -
Quadro 2.4 Caractersticas de emulso para reciclagem a frio [Cepsa, 2007]
Quadro 2.5 Caractersticas de emulso para reciclagem semi-quente [Cepsa, 2007]
-
11
d) Produtos rejuvenescedores
Um rejuvenescedor um produto que comporta os componentes do betume que se perderam
como consequncia do seu envelhecimento, devolvendo-lhe as suas caractersticas originais
(fsicas e qumicas) perdidas.
Trata-se de produtos formulados com componentes dos maltenos e um contedo em
asfaltenos muito baixo. Nunca fazem parte da sua composio fluxantes ou fluidificantes, por
muito alto intervalo de destilao que possuam. A composio de rejuvenescedor depende da
composio do betume envelhecido uma vez que se trata de um produto feito medida para
circunstncias concretas [Nunes e Dueas, 2005].
Na formulao de uma emulso rejuvenescedora devem cumprir-se, simultaneamente, estas
trs premissas: Restaurar a composio ptima do betume envelhecido para manter a
durabilidade da mistura; conduzir o betume envelhecido a uma consistncia adequada;
satisfazer o contedo adequado de ligante na mistura.
e) Cimento
O cimento um material pulverizado constitudo por cal, slica, alumina e xido de ferro, que,
por adio de determinada quantidade de gua forma uma pasta aglomerante capaz de
endurecer tanto na gua como no ar. O clnquer a partir do qual obtido o cimento portland
constitudo por silicato triclcico (20 a 65%), silicato biclcico (10 a 55%), aluminato triclcico (0
a 15%) e aluminato tetraclcico (5 a 15%). Os silicatos so os principais responsveis pelo
desenvolvimento da resistncia mecnica, j os aluminatos so principalmente necessrios
para uma correcta cozedura do clinquer [Coutinho, 2006].
Quanto ao tipo, os cimentos tipo I so aqueles que incorporam maior percentagem de clnquer
Portland (mais de 95%). Existem ainda cimentos do tipo II, III e IV, que incorporam, alm do
clnquer Portland, vrios tipos de aditivos como sejam: as cinzas volantes, as escrias de alto-
forno, as pozolanas naturais ou o filer calcrio.
Portugal um dos principais produtores europeus (8 a nvel europeu e 35 a nvel mundial) de
cimento e como tal justifica-se plenamente a sua utilizao nos processos de reciclagem de
pavimentos.
No Quadro 2.6, podem-se verificar as principais caractersticas dos diversos cimentos e
condies de aplicao na reciclagem
-
12
Tipo de cimento Principais caractersticas Condies de aplicao
CEM IV/A(V)32,5
-Incio de presa mais tardio -Desenvolvimento lento de resistncias mecnicas -Grande resistncia qumica -Baixo calor de hidratao
- Reciclagem em geral, mesmo com agregados potencialmente reactivos com sulfatos
CEM II B/L 32,5
-Incio de presa lento -Desenvolvimento lento de resistncias mecnicas -Resistncia qumica moderada -Baixo calor de hidratao
-Reciclagem em geral, sem grande agressividade qumica -Bom comportamento com reciclados contaminados com argilas ou matria orgnica
CEM II/A-L 42,5
-Incio de presa mais rpido -Desenvolvimento rpido de resistncias mecnicas -Resistncia qumica moderada -Calor de hidratao mdio/alto -Resistncias iniciais e finais elevadas e dentro da classe 42,5 -Maior tendncia para a fissurao/retraco
-Reciclagem em tempo frio com temperaturas mdias inferiores a 10C - A sua aplicao a temperaturas superiores normalmente exige a utilizao de adjuvante para controlo da trabalhabilidade
CEM I 42,5
-Incio de presa curto -Desenvolvimento muito rpido de resistncias mecnicas -Resistncia qumica moderada -Calor de hidratao elevado -Resistncias iniciais e finais elevadas e dentro da classe 42,5 -Tendncia para fissurao/retraco
-Reciclagem em tempo frio com temperaturas mdias inferiores a 5C -A temperaturas superiores normalmente a sua aplicao exige a utilizao de adjuvantes para controlo da trabalhabilidade -Normalmente a sua utilizao exige uma maior dissipao de tenses (execuo rpida de juntas) -Maior dificuldade de dosificao atendendo quantidade de ligante a usar ser inferior
No Quadro 2.7, Quadro 2.8 e Quadro 2.9 apresentam-se algumas vantagens e desvantagens
de ligantes como cimento, emulso asfltica e betume espuma.
Cimento
Vantagens Desvantagens
Disponibilidade: pode ser obtido praticamente em qualquer lugar do mundo. Custo: comparativamente ao betume um material barato. Facilidade de aplicao. Pode ser espalhado mo na ausncia de espalhadores mecnicos ou misturadores/espalhadores em forma de emulso. Aceitao. O cimento um material bastante conhecido da indstria da construo. As normas e especificaes esto normalmente disponveis. Aumento significativo da resistncia compresso dos materiais. Melhora a resistncia, gua, dos materiais.
Fissurao por retraco inevitvel. Contudo, pode ser minimizado. O aumento de rigidez diminui a resistncia fadiga. Requer um tempo de cura apropriado, pois sem o tempo de cura necessrio a circulao de veculos provoca a degradao da superfcie do pavimento.
Quadro 2.6 - Resumo das caractersticas e condies de aplicao dos cimentos na reciclagem [Nunes, 2003]
Quadro 2.7 Principais Vantagens e Desvantagens do Cimento na Reciclagem [Wirtgen, 2004]
-
13
Emulso
Vantagens Desvantagens
Pavimento flexvel. Cria-se um material viscoelastico com maior resistncia fadiga. Facilidade de aplicao. O comboio de reciclagem est ligado a um tanque de emulso. Aceitao. As emulses betuminosas so relativamente bem conhecidas da industria de construo. Normas e especificaes esto normalmente disponveis.
Custo. As emulses betuminosas no so feitas in situ, o processo requer um estrito controlo de qualidade. Emulsionantes so caros. Custo de transporte so caros pois deve-se transportar gua tambm.
A humidade do pavimento existente por vezes demasiado elevada chegando a ocorrer saturao quando a emulso adicionada A cura por vezes demora demasiado tempo pois est associada a perda de gua por parte da emulso. Disponibilidade. A formulao requerida para a reciclagem pode, nem sempre, estar disponvel.
Betume Espuma
Vantagens Desvantagens
Pavimento flexvel. Cria-se um material viscoelastico com maior resistncia fadiga. Facilidade de aplicao. Aplicao atravs de um espalhador especial, logo basta acopl-lo ao comboio de reciclagem. Custo. O betume espuma usa um betume de penetrao normal, logo no h custos adicionais de fabrico. Taxa de ganho de resistncia: o material pode ser submetido ao trfego imediatamente depois de colocado. Este ligante mais insensvel s variaes da humidade intrnseca dos agregados, pois possvel fazer variar a quantidade de gua acrescentada Abertura imediata ao trfego a seguir compactao.
O betume espuma requer que o betume esteja quente, normalmente a 170C, o que implica a existncia de uma central especial de aquecimento e precaues adicionais de segurana. Qualidade do betume. A qualidade do reciclado resultante est dependente das caractersticas da espuma que dependem da qualidade do betume. Tipo de material e condio. Material saturado e material deficiente em finos no pode ser tratado com asfalto espumado sem um pr-tratamento ou adio de novo material.
Quadro 2.8 Principais Vantagens e Desvantagens da Emulso na Reciclagem [Wirtgen, 2004]
Quadro 2.9 Principais vantagens e desvantagens do Betume Espuma na Reciclagem [Wirtgen,
2004]
-
14
2.2.4 Quanto profundidade
a) Reciclagem Superficial
A reciclagem superficial permite actuar apenas sobre os materiais superficiais do pavimento
modificando as suas caractersticas mediante a mistura e incorporao de novo material ou
simplesmente melhorando a sua regularidade superficial e outras irregularidades com uma
simples fresagem. Esta fresagem ou reciclagem vai geralmente at um mximo de 5 cm de
profundidade [Jimnez et al, 2007].
b) Reciclagem Parcial
A reciclagem parcial reutiliza os materiais do pavimento existente actuando sobre as camadas
betuminosas sem chegar base granular. frequentemente usada como uma estratgia a
curto-mdio prazo, sendo executada a profundidades que variam entre 8 e 15 cm [Thenoux e
Garca, 2001].
A grande maioria dos pavimentos existentes j so constitudos por misturas betuminosas
(fabricadas a quente ou a frio), assentes por sua vez sobre camadas granulares, em geral
agregado granular de granulometria extensa, embora ainda se encontrem extenses
significativas de camadas de macadame de ligante hidrulico. Muitas vezes tambm se procura
tratar das interfaces entre as camadas granulares e betuminosas sendo inevitvel apanhar
material granular ao reciclar.
c) Reciclagem Profunda
Reciclagem profunda ou total (em ingls full depth reclamation) uma tcnica na qual a
totalidade das camadas betuminosas e a totalidade da base granular (podendo tambm atingir
a sub-base) so fresadas e misturadas com ligante, com adio ou no de novo agregado, de
maneira a formarem uma base mais homognea e estvel. A profundidade do tratamento varia,
naturalmente, com a espessura do pavimento existente, contudo, situa-se entre os 10 e 30 cm
[ARRA, 2001].
2.2.5 Quantos aos materiais correctivos
a) Materiais Granulares
A deciso de adicionar mais agregado depende, principalmente, da necessidade de corrigir a
granulometria resultante do material fresado, como tambm no caso de se querer aumentar a
espessura do pavimento reciclado.
-
15
Em caso de necessidade, o material mais comum e de mais fcil juno na execuo em obra,
um agregado natural britado, com uma granulometria contnua ou extensa, possibilitando
entre outras melhorias a rectificao das descontinuidades ou dos desvios na curva
granulomtrica final da mistura, que se pretende obter [Martinho, 2004]
Por outro lado, j foi demonstrado em vrios projectos executados, que incorporando agregado
novo durante a reciclagem (10 a 25%) obtm-se estruturas melhoradas com menos vazios e
melhor estabilidade [Murphy,1997].
b) Sub-Produtos Granulares
Grandes quantidades de materiais e desperdcios produzidos pela indstria e uso domstico
podem ser usados como agregados na construo/reciclagem de estradas.
O uso de materiais alternativos como agregados correctivos poder ter impactos negativos no
ambiente (devido ao transporte e reprocessamento para transformar alguns destes materiais).
Contudo, a sua utilizao tem benefcios evidentes: Reciclagem implica a reduo da
quantidade de desperdcios que vo para vazadouro ou outros meios de tratamento de
desperdcios que poluem mais. O uso destes sub-produtos reduz os impactos ambientais da
produo de agregados atravs da conservao de energia e reduo de poluio. As actuais
taxas de utilizao de produtos naturais no renovveis no so consistentes com o conceito
de desenvolvimento sustentvel [OECD, 1997].
Entre os produtos mais utilizados esto os seguintes: as escrias de aciaria (produzidas nas
siderurgias), as escrias de produo de electricidade a carvo, as natas de mrmore
(resultantes da serragem do mesmo), os entulhos provenientes de construes e de
demolies (designados hoje em dia por RC&D Resduos de Construo e Demolio),
materiais resultantes da extraco de caulinita e ardsia, os materiais resultantes da extraco
e tratamento do xisto betuminoso, os vidros usados (macadame betuminoso pode ter at 30%
de vidros esmagados), as cinzas de lixo incinerado, a borracha proveniente da reciclagem de
pneus usados [Sherwood, 2001].
c) Misturas Betuminosas
Os vrios tipos de misturas betuminosas passveis de serem utilizadas na correco e melhoria
dos materiais reciclados podero trazer muitas vantagens, sobretudo nos processos de
reciclagem a quente em central. De facto, ser neste tipo de reciclagem que a correco das
misturas existentes poder ser mais eficaz e conduzir, assim, a uma camada final mais
resistente, conferindo-lhe eventualmente caractersticas que possibilitem a sua utilizao como
camada de desgaste.
-
16
Maior adequao da tcnica Causa mais provvel
2.3 Principais Processos de Reciclagem
A escolha duma qualquer alternativa que melhor satisfaa os vrios objectivos definidos num
projecto de beneficiao dum pavimento, revela-se geralmente como uma tarefa complicada,
essencialmente porque existe uma limitao do projectista quando solicitado para avaliar,
simultaneamente, um vasto conjunto de critrios. Com isso em mente, a ARRA [2001] no seu
manual, procura auxiliar numa seleco preliminar da melhor tcnica de reciclagem com base
nas patologias identificadas, tendo essas solues sido compiladas no Quadro 2.10.
PATOLOGIAS
CAUSAS POSSVEIS TCNICAS DE REABILITAO B
AS
ES
GR
AN
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Defeitos Superficiais
Desagregao Ninhos, covas ou buracos
Exsudao, refluimento
Falta de aderncia Bermas baixas
Deformaes
Rodeiras Ondulaes Escorregamentos
Fe
nd
ilh
am
en
to
Associado s cargas
Fadiga (pele de crocodilo)
Fendas longit. nas bermas
Deslizamento, f. parablicas
No associado s cargas
Placas Fendas longitudinais Fendas transversais Propagao de fissurao
Possveis as duas assoc.
Propag. de fiss. em juntas
Rotura descontinuada
Bases
Elevaes
Irregularidades
Abatimentos
Depresses, assentamentos
Nvel de servio
Resistncia, capacidade de carga
LEGENDA:
Quadro 2.10 Patologias e possveis reabilitaes [adaptado ARRA, 2001]
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17
2.3.1 Reciclagem, in situ, a frio com emulso betuminosa
Trata-se do fabrico de uma mistura betuminosa, a frio, utilizando os materiais fresados do
pavimento existente aos quais se adiciona emulso e gua.
A partir do momento que se decide reciclar um pavimento de uma estrada deteriorada ou parte
dele, deve-se passar por uma srie de etapas obrigatrias para que o resultado final da obra
seja o melhor possvel.
Estas etapas podem-se estruturar da seguinte maneira:
Avaliao do Projecto e Estudos Anteriores
Formulao da Mistura
Consideraes Relativas ao Processo Construtivo
Controlo de Qualidade e Fiscalizao
a) Avaliao do Projecto
A primeira actividade a efectuar no processo de avaliao consiste na recolha e estudo de toda
a informao disponvel sobre a estrada a reabilitar. Alguns aspectos a considerar so: O
dimensionamento do pavimento original; a espessura das camadas e como se construram;
quaisquer alteraes e reabilitaes feitas ao pavimento; registos de controlo de qualidade,
materiais utilizados.
Deve-se inspeccionar o pavimento existente para inventariar todos os problemas aparentes,
medindo eventualmente a deflexo e proceder a sondagens para recolha de amostras e
medio de espessuras de camadas. conveniente verificar tambm a existncia de possveis
servios afectados, nomeadamente, condutas e cablagens, caso esteja em zona urbana. A
maioria dos pavimentos a reciclar no possui caractersticas homogneas, uma das maiores
problemticas neste tipo de procedimento, dificultando a sua caracterizao e a obteno da
frmula de trabalho. Desta feita, no caso de obras mais extensas deve-se proceder a uma
subdiviso por troos mais homogneos [Batista, 2004].
Uma anlise do trfego vai, naturalmente, influenciar o nmero e espessura de camadas pelo
que essencial uma anlise detalhada do mesmo. Quanto ao clima deve predominar o clima
seco pois chuva ou elevada humidade influi no tempo de cura podendo ver-se diminuda a
estabilidade final da mistura [Merighi, 2003].
b) Formulao da Mistura
O dimensionamento de misturas recicladas a frio consiste, basicamente, em determinar a
proporo de emulso e pavimento reciclado (eventualmente tambm agregado virgem e
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18
outros aditivos) que dar o melhor comportamento como parte da estrutura de um pavimento
reciclado.
No existe actualmente um mtodo de dimensionamento de misturas recicladas a frio com
emulses mundialmente aceite. No obstante, a maioria dos mtodos de dimensionamento que
vo sendo aplicados so baseados no mtodo Marshall [Thenoux e Garca, 2000].
recomendvel que para a determinao do contedo de emulso se utilize tanto a
experincia como os ensaios de laboratrio.
O primeiro passo ser fazer uma recolha de amostras do pavimento a reciclar. Esta uma fase
muito importante. Recomenda-se uma amostra em cada 100m ou menos (dependendo da
heterogeneidade do pavimento), para se obter a maior representatividade possvel das
caractersticas do pavimento (recomenda-se o uso de recicladora com que se vai efectuar a
reabilitao). importante tambm testar a capacidade estrutural do pavimento por exemplo
com o deflectmetro de impacto (FWD) [Merrill et al, 2004].
As amostras retiradas permitem verificar inmeros factores de capital importncia tais como: o
teor em gua do pavimento; as caractersticas dos agregados para verificar se so necessrias
correces a nvel do esqueleto mineral; qualidade do agregado (fractura, desgaste, forma);
quantidade de betume residual e as suas caractersticas (penetrao, temperatura de
amolecimento anel bola, viscosidade e contedo de asfaltenos) [Probisa, 1998].
A quantidade de emulso varia normalmente entre 1% e 4% quando no se fazem correces
granulomtricas. Correspondendo ao limite superior, misturas com elevada percentagem de
agregado recuperado tendo pouco betume muito envelhecido e em pouca quantidade. Por
outro lado o limite inferior ser mistura com granulometria fina com agregados arredondados e
com betume pouco envelhecido. Quando se necessita de agregado novo ter-se- que adicionar
uma maior percentagem de emulso (3,5 a 5% geralmente) devido necessidade de recobrir
esse mesmo agregado com ligante [Thenoux e Garcia, 1999].
Para dosificar a mistura costuma-se adoptar a metodologia baseado nos seguintes processos
[Soto Sanchz, 2003]:
Com a amostra j com a correco granulomtrica e eventual incorporao de cal ou
cimento usa-se o ensaio Proctor modificado para a determinao do teor ptimo em
gua.
Deve-se tentar que a gua adicionada seja mnima (perto de 0%) resultando num
menor nmero de vazios e portanto uma maior densidade e perodo de cura mais
curto.
Realiza-se um ensaio de envolvncia com uma emulso de partida com base em
experincias anteriores vendo se existe afinidade entre o tipo de emulso e o material
fresado.
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19
De seguida determina-se o teor ptimo de emulso atravs de ensaios de imerso-
compresso fazendo variar o teor da mesma at atingir resultados que estejam de
acordo com o prescrito no caderno encargos.
Uma vez determinada a frmula de trabalho no laboratrio onde se viu o tipo de
emulso e a quantidade que se necessita para conseguir os melhores resultados com
o ensaio de imerso-compresso, est-se em condies de iniciar a obra.
As hipteses consideradas ao efectuar a formulao da mistura devero ser comprovadas na
primeira seco a reciclar, considerando-a como um teste formulao.
Alguns dos aspectos importantes a verificar, numa reabilitao deste gnero, so [Merrill et al,
2004] e [Jimenez, 2003]:
Granulometria do material reciclado O uso do equipamento fresador permite comprovar a
granulometria do material a reciclar e se so similares s usadas em laboratrio, sendo que
dever ser verificada, tanto a velocidade de deslocamento da mquina, como tambm a
velocidade do rotor fresador. As variaes em relao a este parmetro podem conduzir a
alguns ajustes na humidade de compactao ou na dosificao de ligante.
Compactao Uma das variveis mais importantes do comportamento final da(s) camada(s)
reciclada(s) ser a densidade do material compactado. Em laboratrio possvel, aplicando
uma carga esttica durante um perodo considervel de tempo, produzir um forte efeito de
compactao expulsando a gua da mistura ao mesmo tempo que se aproximam as partculas
por fluncia e deformao do betume. Contudo, em obra, nem aplicando uma forte energia de
compactao por vibrao, nem produzindo um forte amaado da mistura com compactadores
de pneus, se alcanam altos valores de compacidade. O material fresado apresenta um forte
roamento interno e muito difcil compactar, a no ser que se aquea a o betume envelhecido
de modo a aumentar a sua deformabilidade e maleabilidade.
Empolamento As camadas de pavimentos velhos e deteriorados tendem a ter menores
ndice de vazios e os materiais granulares normalmente encontram-se altamente densificados.
Ao reciclar tais materiais normalmente resultar um incremento de volume que afectar o nvel
final do pavimento.
c) Processo Construtivo
Desfeitas todas as dvidas aps a execuo do troo experimental estamos em condies de
iniciar a obra.
Na Figura 2.2 pode-se verificar o funcionamento do tambor fresador bem como a sequncia de
trabalho.
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20
No Quadro 2.11 referem-se, sumariamente, alguns dos aspectos mais importantes envolvidos
no processo construtivo deste tipo de reciclagem.
Etapa Consideraes
Fresagem/
Mistura
A aco do tambor fresador deve ser regulada de forma a obter-se uma
granulometria prxima da especificada; fresagem deve ser aprofundada pelo
menos um cm na camada seguinte evitando-se uma m aderncia entre
camadas adjacentes;
Espalhamento
Dever ser feito de modo a obter rasante regular e perfis transversais
uniformes; concluda a operao de espalhamento, necessrio que ainda no
tenha ocorrido a rotura da emulso; as misturas recicladas a frio tm agregados
mais grossos dever haver assim cuidado com o seu espalhamento para no
haver segregao;
Compactao
Os meios de compactao devero ser suficientes para que se consiga
promover uma rpida rotura da emulso e expulsar a maior quantidade possvel
de gua e obter-se, assim, uma compacidade uniforme em toda a espessura da
camada. A mistura reciclada deve ser colocada no seu troo, sem deixar restos
sobre o pavimento no reciclado pois no havendo esse cuidado a
compactao poder no ser a correcta. Deve ser continua ao longo da jornada
de trabalho e ser complementada com as operaes manuais necessrias
correco de eventuais irregularidades;
Figura 2.2 - Funcionamento de recicladora e sequncia de trabalhos [Wirtgen, 2004].
(Continua)
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21
Juntas
A largura do tambor de fresagem geralmente inferior largura da estrada,
necessrio proceder reciclagem por faixas, dando lugar a uma srie de juntas
longitudinais, sendo que para manter o perfil transversal, uma dessas juntas
deve coincidir com a situao da mudana de pendente. O nmero de
paragens do equipamento dever ser mnimo para haver poucas juntas
transversais, sendo que sero inevitveis paragens para mudar os dentes do
tambor fresador e no final de cada dia de trabalho; As juntas transversais de
trabalho devem efectuar-se voltando a reciclar o que j estava reciclado num
certa extenso (na ordem de 1 metro) sem adio de gua, emulso ou
materiais correctivos nessa extenso.
Abertura ao
trfego
recomendvel abrir circulao do trfego, a camada reciclada, duas ou trs semanas antes de colocar sobre ela a camada seguinte do pavimento. Pretende-se com este procedimento fomentar o aparecimento de pequenos assentamentos que, ao produzirem-se posteriormente, deformariam a(s) camada(s) sobrejacente(s) , e ainda favorecer o processo de cura da emulso; isto poder verificar-se sem qualquer proteco ou em condies adversas recorrendo a uma rega com ligante betuminoso recoberto com areia a experincia indica ser um bom indicador a possibilidade de extrair tarolos intactos para serem ensaiados;
Camada de
desgaste
A execuo de camadas de recobrimento do material s poder efectuar-se
aps concluso do processo de cura, a que corresponder, no momento de ser
coberta, a humidade da mistura reciclada ser relativamente baixa, no superior
a 1,5%, esta poder ser uma mistura a quente ou a frio (normalmente 50 mm);
d) Controlo de qualidade
Convm desenvolver um programa de ensaios e verificaes que seja bem planeado para
determinar a aceitabilidade do reciclado e para identificar qualquer mudana necessria para
um correcto funcionamento do processo.
Os tipos de materiais ensaiados devem ser os mais apropriados e importantes para controlar o
processo e determinar se o produto resultante aceitvel ou no.
Como j referido, o mais difcil garantir a homogeneidade da mistura dado que grande parte
das matrias-primas retirada do pavimento existente. recomendao do LNEC [Batista et
al., 2004] que seja dada mais ateno aos aspectos mecnicos das misturas tais como aos
resultados de ensaios de imerso-compresso de amostras recolhidas em obra. Sendo que os
valores preconizados para este tipo de reciclagem so:
Ensaio Valor min. preconizado
Resistncia compresso simples, a seco (Rseco)
12 kN
Resistncia compresso simples, depois de imerso em gua (Rim.gua)
10 kN
Resistncia conservada (Rim.gua/Rseco x100)
75%
Quadro 2.11 Consideraes a ter com o processo de reciclagem [com base em Thenoux
e Garcia, 1999; LNEC, 2004; Soto, 2003; Emery, 1991; Jimenez; 2007]
Quadro 2.12 Ensaios chave para reciclagem com emulso
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Para atingir estes valores recomendados tero que ser realizados controlos ao longo do
processo. Os mais indicados esto indicados no Quadro 2.13 e 2.14.
Ensaios recomendados para controlo da reciclagem a frio
Tipo de ensaio Objectivo do Ensaio Frequncia Amostras (local/tamanho)
Granulometria Comparao com o fuso especificado
Cada 800 m sada da fresagem / 9 Kg
Emulso Comparao com a Especificao
Cada cisterna (min. 1/dia)
Na cisterna/ 1 litro
gua adicionada
Ajustes na mistura e na Compactao
Cada 800 m sada da fresagem / 9 Kg
Humidade da
camada reciclada
depois de cura
P/ permit. exec. das restantes camadas
Cada 800 m/1 ensaio p/ faixa
Esp. total camada reciclada / 1,4 Kg
Contedo de ligante Verificar a quant. Adicionada
Min. 1/dia Pesos e medidas acumuladas
Compact. in situ Para estabelecer Procedimentos
Min. 2 ensaios/800 m
No incio e cada 120/150 m
Comp. em amostras de campo compact.
Para estabelecer objectivos nas especif.
Min. 1 ensaios/800 m
Aps espalham. / 9 Kg
Profundidade de
Fresagem
Para estab. espec. ou Tolerncias
Cada 200 m No eixo e nas bermas
Espes. da camada (recicl. em central)
Verificar as tolerncias Cada 200 m No eixo e nas bermas
Calibrao do
equipamento de
mistura
P/ assegurar rigor nas Injeces
Incio do trab. e todos os anos
Pesos e medidas acumuladas
Quadro 2.13 Ensaios recomendados para a reciclagem a frio [AASHTO, 1998]
Ensaios apenas para informao na reciclagem a frio
Temperatura do material reciclado
P/ verif. a influncia da temp. na compact.
Mn. 4/dia Aps mistura e antes
da compact.
Regularidade da camada reciclada
Para estabelecer objectivos nas especif.
Contnua Perfilgrafo
Teor de ligante original
Para determinar o teor a adicionar
Aleatria Em stock ou antes de reciclar / 9 Kg
Quadro 2.14 Ensaios apenas para informao reciclagem a frio [AASHHTO, 1998]
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e) Exemplo de Obra Executada
A presente seco refere-se execuo da obra de beneficiao de um lano do IP2,
localizado entre a barragem do Fratel e a EN118, concelho de Nisa, distrito de Portalegre, no
qual se realizou reciclagem do pavimento existente in situ, a frio, com emulso betuminosa,
numa extenso aproximada de 11 km.
A obra de reabilitao do lano do IP2 em apreo, decorreu entre Abril de 2002 e Janeiro de
2003. O adjudicatrio foi a empresa Pavia - Pavimentos e Vias S.A. A fiscalizao da obra ficou
a cargo da Direco de Estradas de Portalegre (DEP), do ICERR, actual EP.
De acordo com os elementos fornecidos pela DEP, o pavimento flexvel a reabilitar, havia sido
construdo em 1992, e era constitudo por 30 cm de agregado de granulometria extensa, 12 cm
de mistura betuminosa densa e 4 cm de camada de desgaste em beto betuminoso.
Em 2002, decorridos dez anos aps a sua construo, o pavimento existente apresentava
anomalias importantes, destacando-se a ocorrncia de fendilhamento tipo pele de crocodilo
em grande parte da extenso da obra, tal como se pode observar na Figura 2.3.
Nesta obra dispunha-se de um pavimento com caractersticas homogneas ao longo do
traado, o que permitiu encarar, logo na fase de projecto, a soluo de reciclagem in situ como
particularmente interessante.
A soluo de reabilitao adoptada compreendeu genericamente, os seguintes trabalhos para
o pavimento da plena via:
Reciclagem in situ, a frio, do pavimento existente, numa espessura de 15 cm, adicionando 3%
de emulso betuminosa e 2,8% de gua, execuo de uma camada de reforo com
caractersticas de regularizao, em macadame betuminoso, com uma espessura de 7 cm e de
uma camada de reforo com caractersticas de desgaste em microbeto betuminoso rugoso,
com uma espessura de 3 cm.
Figura 2.3 - Aspecto da superfcie do pavimento existente antes da obra de reabilitao (IP2) [Antunes e Batista, 2004]
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O processo construtivo adoptado na reciclagem do pavimento existente foi o seguinte:
Passagem da mquina recicladora Recycler WR 2500 da WIRTGEN, juntamente com as
cisternas de gua e de emulso betuminosa a ela ligadas (Figura 2.4);
Compactao da mistura reciclada, utilizando dois cilindros: um de rasto liso, de 17,3 ton. e
outro de pneus, de 28 ton. (Figura 2.5).
Como j foi referido atrs, devido ao facto de grande parte das matrias-primas da reciclagem
se encontrarem no pavimento antigo, o LNEC recomenda que neste tipo de obras, para alm
dos ensaios de caracterizao dos materiais empregues na mistura e de controlo de
compactao da camada, sejam efectuados ensaios para avaliao da resistncia da mistura
que se est a aplicar, como por exemplo, ensaios de imerso-compresso sobre misturas
recolhidas em obra.
Figura 2.5 - Trabalhos de compactao da camada reciclada (IP2) [Antunes e Batista, 2004]
Figura 2.4 - Trabalhos de reciclagem do pavimento (IP2) [Antunes, e Batista, 2004]
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Da leitura da Figura 2.6 pode-se concluir que em todos os ensaios, os valores de resistncia
compresso simples, realizados sobre provetes compactados pelo mtodo preconizado no
Caderno de Encargos da obra (Antunes & Batista, 2004), obedecem aos valores mnimos neste
estabelecidos, quer em termos de valores absolutos, quer em termos de resistncia
conservada.
Esta obra foi importante na medida em que possibilitou o acompanhamento de tcnicas de
reabilitao que ainda no eram prtica corrente no nosso pas. O resultado final foi bastante
positivo, tendo o pavimento ficado em excelentes condies. No seguimento desta e doutras
obras da mesma altura comeou-se a exigir valores mnimos em ensaios de imerso-
compresso mais altos considerando que os usados anteriormente no eram suficientemente
exigentes.
2.3.2 Reciclagem, in situ, a frio com cimento
A tcnica da reciclagem in situ com cimento consiste, essencialmente, em transformar um
pavimento degradado numa base homognea, obtendo assim um incremento da capacidade
de carga capaz de dar resposta s solicitaes do trfego. Reutiliza-se os materiais existentes
para a construo de uma nova base de pavimento, mediante a escarificao e desagregao
desses materiais, misturando-os com cimento, gua (para a hidratao do ligante),
eventualmente inertes (como correctores granulomtricos) e algum aditivo.
Em relao reciclagem in situ com emulso betuminosa, as camadas recicladas com cimento
tm a vantagem de apresentarem maiores resistncias compresso, maiores mdulos de
deformabilidade, e consequentemente, uma maior capacidade de suporte.
Por outro lado, sendo camadas mais rgidas so mais propensas ao fendilhamento por
retraco. Neste tipo de tcnica ainda necessrio proceder-se, durante a execuo da
Quadro 2.15 Valores Resistncia conservada IP2 [Antunes e Batista, 2004]
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camada, a um controlo do fendilhamento por retraco, devido libertao do calor de
hidratao que ocorre durante a cura [Batista, 2004].
A metodologia utilizada neste processo muito semelhante utilizada na reciclagem com
emulso betuminosa, exceptuando-se a forma de adio do ligante empregue e, naturalmente,
algumas consideraes a ter em conta derivadas da prpria natureza do ligante. Assim, mais
uma vez, este processo se nortear pelas seguintes etapas: Avaliao do Projecto e Estudos
Anteriores, Formulao da mistura, Consideraes Construtivas, Controlo de Qualidade e
Fiscalizao.
a) Avaliao do Projecto
Esta etapa ser, em tudo igual, da reciclagem in situ com emulso.
O estudo do cadastro do pavimento a reciclar in situ com cimento, ou seja, a compilao dos
projectos e de toda a informao sobre as intervenes que tenham sido realizadas no mesmo,
um ponto obrigatrio de todo o processo. Com esta informao pode apurar-se de forma
aproximada, o nmero, espessuras e caractersticas das diferentes camadas constituintes do
pavimento. Isto ser complementado com inspeco visual do pavimento (grau, extenso,
origem das degradaes e consequente diviso por tramos) bem como uma campanha de
auscultao (deflexes, regularidade longitudinal e transversal). Deve ser realizada ainda uma
recolha de amostras com vista caracterizao da fundao existente e dos materiais
constituintes, de forma a detectar, numa fase inicial, a eventual presena de materiais
prejudiciais correcta hidratao dos ligantes que perturbariam a trabalhabilidade da mistura
[FHWA, 1997].
b) Formulao da mistura
O estudo da formulao consiste na avaliao, de forma iterativa, das propriedades da mistura
(resistncia mecnica, prazo de trabalhabilidade, fendilhamento por retraco, etc.) em funo
do teor em cimento, da quantidade de gua e da compacidade.
A quantidade de cimento necessria para a obteno dos valores de resistncia e mdulos de
deformabilidade oscila, em geral, entre 3 e 6% em massa dos materiais secos. Usa-se o ensaio
Proctor Standard para verificar eventuais perturbaes da presa e endurecimento dos ligantes
hidrulicos motivadas pela presena de materiais orgnicos, nomeadamente de betumes. De
seguida usa-se o ensaio Proctor Modificado para determinar a dosagem de gua a que
corresponde a obteno da compactao ptima da mistura (teor ptimo de gua a que
corresponde a densidade mxima) [Jofr, 2003].
A partir dos resultados do ensaio anterior, so preparados uma srie de provetes de acordo
com mos procedimentos do Proctor Modificado, j com o teor de gua ptimo, mas variando a
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dosagem de cimento incorporada na mistura. Aos 7 dias