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UNIVERSIDADE DE BRASLIA
FACULDADE DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL E
AMBIENTAL
COMPORTAMENTO MECNICO DE UM
AGREGADO RECICLADO A PARTI R DE RESDUOS
DE CONSTRUO E DEMOLIO SUBMETIDO A
CARREGAMENTOS CCLICOS
ALEJANDRA MARA GMEZ JIMNEZ
ORIENTADOR: MRCIO MUNIZ DE FARIAS, PhD.
TESE DE DOUTORADO EM GEOTECNIA
PUBLICAO: GTD-117/16
BRASLIA / DF: 15 DE ABRIL / 2016
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FICHA CATALOGRFICA
GMEZ, ALEJANDRA MARA JIMNEZ
Comportamento Mecnico de um Agregado Reciclado a Partir de Resduos de
Construo e Demolio Submetido a Carregamentos Cclicos, Distrito Federal, 2016
xxviii , 185 p., 297 mm (ENC/FT/UnB, Doutora, Geotecnia, 2016)
Tese de Doutorado - Universidade de Braslia. Faculdade de Tecnologia.
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental
1. Agregados reciclados 2. Camada de base
3. Deformao permanente 4. Mdulo de resilincia
5. Densidade de poros 6. Shakedown
I. ENC/FT/UnB II. Ttulo (srie)
REFERNCIA BIBLIOGRFICA
GMEZ, A.M. J. (2016). Comportamento Mecnico de um Agregado Reciclado a Partir
de Resduos de Construo e Demolio Submetido a Carregamentos Cclicos. Tese de
Doutorado, Publicao GTD-117/16, Departamento de Engenharia Civil, Universidade de
Braslia, Braslia, DF, 185 p.
CESSO DE DIREITOS
NOME DO AUTOR: Alejandra Mara Gmez-Jimnez
TTULO DA TESE DE DOUTORADO: Comportamento Mecnico de um Agregado
Reciclado a Partir de Resduos de Construo e Demolio Submetido a Carregamentos
Cclicos.
GRAU / ANO: Doutora / 2016
concedida Universidade de Braslia a permisso para reproduzir cpias desta tese de
doutorado e para emprestar ou vender tais cpias somente para propsitos acadmicos e
cientficos. O autor reserva outros direitos de publicao e nenhuma parte desta tese de
doutorado pode ser reproduzida sem a autorizao por escrito do autor.
_____________________________
Alejandra Mara Gmez-Jimnez
SCLN 407 Bloco C Apto 211
Asa Norte
70855530 - Braslia/DF - Brasil
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A minha famlia pela confiana, suporte, apoio e amor .
Tudo o que Eu sou hoje por vocs. Os amo muito.
A pessoa que nunca me deixou desfalecer , IFO .
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AGRADECIMENTOS
Deus por ter me permitido viver essa maravilhosa experincia e por todas as bnos
recebidas;
Aos meus pais, Raulito e Amparito pelo amor, apoio, confiana e pela fora quando houve
momentos difceis. Obrigada por estarem sempre ao meu lado. Eu os amo muito;
Ao meu esposo, companheiro de vida e aventuras. Porque sempre que eu duvido de mim, fica
do meu lado para me mostrar que tudo possvel;
todos os dias to perto apesar dos milhares de quilmetros que nos separam;
minha famlia toda por sempre ter-me presente nas suas oraes e enviarem energias
positivas;
Ao meu orientador, Professor Mrcio Muniz de Farias, pela pacincia e oportuna orientao;
Aos senhores Carlos Andrade e Pedro Cmara proprietrios da empresa Areia Bela Vista por
ter fornecido todo o material desta pesquisa;
Ao professor Doutor Diego Daro Prez Ruiz por me facilitar o laboratrio de Engenharia Civil
da Pontifcia Universidade Javeriana de Cali para fazer os ensaios de deformao permanente;
Ao professor Doutor Lus Eduardo Tobn Llano da Pontifcia Universidade Javeriana de Cali
pela ajuda com as rotinas no MatLab para ajustar corretamente os dados experimentais da
pesquisa;
Ao professor Doutor Ivn Fernando Otlvaro Calle da Pontifcia Universidade Javeriana de
Cali pela orientao sobre o comportamento hidromecnico do RCD e pelo projeto e construo
do equipamento de translao de eixos para a realizao dos ensaios de suco;
Ao grupo de professores do Programa de Ps-graduao em Geotecnia por ter contribudo na
minha formao doutoral;
professora Liedi Bernucci pelos questionamentos levantados na qualificao, realmente me
ajudaram a refletir sobre as anlises apresentadas;
Aos senhores Arthur Rocha e Gilson Ferrari pela disposio para consertar os equipamentos;
Aos meus amigos Janana e Marcus por me abrirem as portas de sua casa e me acolherem como
uma irm. Realmente, me sinto em famlia com vocs;
Aos meus amigos, Jorge Cormane, Claudia Ochoa, Claudia Gmez, Ivonne Gutirrez, Catalina
Mantilla, Esteban Alarcn, Juan Pablo Espaa y Edgar Rodrguez. Por fazer de nossa vida em
Braslia muito mais agradvel muito bom ter um pedacinho de casa por perto;
Aos meus colegas de doutorado Robinson Giraldo e Juan Gabriel Bastidas, pelos risos, os
almoos no RU, as ideias trocadas e pelo apoio moral;
Finalmente gostaria de agradecer CAPES pelo apoio financeiro.
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RESUMO
A pesquisa aqui apresentada foi desenvolvida baseada na premissa de que o resduo de
construo e demolio (RCD) pode substituir o agregado natural geralmente utilizado na
construo de camadas de base em pavimentos rodovirios.
Ensaios de mdulo de resilincia, deformao permanente e suco por papel filtro e
translao de eixos foram realizados no RCD a fim de caracterizar a resposta mecnica do
material sob diferentes solicitaes de carga e umidade.
Verificou-se que a maior degradao do material gerada durante o processo de
compactao e no durante a aplicao de cargas repetidas. Contudo, o incremento da tenso
desvio ou uma pequena variao de umidade, interferem diretamente na resposta mecnica do
tipo de RCD avaliado nesta pesquisa, sendo essa desfavorvel quando aplicado um incremento
na relao de tenses e no teor de umidade.
Os modelos matemticos empregados para ajustar os dados experimentais obtidos nos
ensaios laboratoriais, permitiram avaliar o comportamento mecnico do RCD desta pesquisa
em funo da variao do nvel de tenso aplicado e da umidade adotada no ensaio.
As curvas de reteno de gua permitiram verificar a variabilidade no comportamento
hidrulico do RCD empregado nesta pesquisa. Tambm possibilitaram a determinao da curva
de densidade de poros as quais definiram que o RCD avaliado apresentou trs tamanhos de poro
caractersticos.
A resistncia ao cisalhamento foi calculada indiretamente relacionando trs diferentes
ensaios de resistncia aplicados no RCD. Os parmetros da resistncia ao cisalhamento
saturados e no saturados foram apresentados.
Por fim, uma simulao numrica empregando o software M-EPDG permitiu comparar as
deformaes da estrutura do pavimento quando construda com materiais convencionais e
modificando a camada de base utilizando apenas RCD.
Os resultados obtidos, permitem aceitar a hiptese de que o RCD avaliado um material
adequado para ser usado na camada de base, visto que o material deste estudo apresenta
comportamento mecnico compatvel com o agregado convencional empregado habitualmente
no Distrito Federal na construo da camada de base.
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ABSTRACT
The hypothesis that the construction and demolition waste (CDW) can replace partially or
completely the commonly used granular pavement layers have been investigated in this
research.
Tests such as resilient modulus, permanent deformation and suction using filter paper and
axes translation methods were carried out to characterize the mechanical performance of the
CDW under different load requirements and moisture content.
It was verified that most of the degradation of the recycled aggregate is produced during
compaction stage and not during cyclic loading. However, the increase of the ratio between
deviatoric and confining stresses or slight changes in the moisture content affects directly the
mechanical response of the CDW. The effect is more critical when both variables are increased
simultaneously.
The mathematical models used to adjust the obtained experimental data from the tests
allowed to evaluate the mechanical performance of the CDW as a function of stress ratio and
moisture changes.
The water retention curves allowed verifying the variability in the hydraulic performance
of the CDW. Furthermore, the pores density curves defined that the tested material have three
characteristic pore sizes.
Finally, a numerical simulation using M-EPDG allowed comparing the deformations of a
pavement structure built with conventional materials and replacing the base with CDW.
Based on the fact that the CDW shows a better mechanical performance compared to the
conventional materials used in granular bases of pavements, the initial hypothesis is accepted.
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RESUMEN
Esta investigacin se desarroll con la hiptesis de que el residuo de construccin y demolicin
(RCD), puede substituir de manera parcial o total los materiales granulares empleados de forma
habitual en la construccin de las capas granulares de los pavimentos viales.
Ensayos de mdulo resiliente, deformacin permanente y succin por los mtodos de papel
filtro y traslacin de ejes, fueron aplicados en el RCD con el fin de caracterizar su respuesta
mecnica, bajo diferentes solicitaciones de carga y humedad.
Se verific que la mayor degradacin del agregado reciclado se presenta durante el proceso
de compactacin y no durante la aplicacin de cargas repetidas. Sin embargo, el incremento de
la tensin desvo o una pequea variacin en el contenido de humedad, interfieren directamente
en la respuesta mecnica del RCD. Siendo esta desfavorable cuando las dos condiciones crecen.
Los modelos matemticos empleados para ajustar los datos experimentales obtenidos en los
ensayos de laboratorio, permitieron evaluar el comportamiento mecnico del RCD en funcin
de la variacin de las tensiones e de la humedad evaluadas.
Las curvas de retencin de agua permitieron verificar la variabilidad en el comportamiento
hidrulico del RCD. Adems, fue posible determinar la curva de densidad de poros las cuales
definieron que el material evaluado posee tres tamaos de poro caractersticos.
La resistencia al cizallamiento se calcul de forma indirecta usando tres ensayos de
resistencia. Los parmetros en el estado saturado y no saturado fueron presentados.
Por ltimo, una simulacin numrica empleando el software M-EPDG permiti comparar
las deformaciones de la estructura del pavimento construida con materiales convencionales y
reemplazando la base con RCD.
Los resultados obtenidos, permitieron aceptar la hiptesis inicial. Una vez que el RCD
presenta un comportamiento mecnico mejor que el agregado convencional empleado en la
construccin de bases granulares para pavimentos viales.
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NDICE
CAPTULO 1 INTRODUO ............................................................................................ 1
1.1. OS RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO (RCD). POR QUE US-LOS? 1 1.2. RELEVNCIA DA PESQUISA ....................................................................................... 3 1.3. OBJETIVOS....................................................................................................................... 5 1.4. ESTRUTURA DO TRABALHO ....................................................................................... 6
CAPTULO 2 REVISO BIBLIOGRFICA ..................................................................... 8
2.1. INTRODUO .................................................................................................................. 8 2.2. RECICLAGEM DE RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO ........................ 8
2.2.1 Normativas e Legislao ......................................................................................... 11
2.3. AGREGADO RECICLADO DE RCD COMO MATERIAL GRANULAR DE BASE OU SUB-BASE....................................................................................................................... 13
2.4. COMPORTAMENTO RESILIENTE DO MATERIAL GRANULAR .......................... 18 2.4.1. Fatores que afetam o mdulo resiliente (MR) ..................................................... 20
2.4.2. Modelos analticos usados na obteno do Mdulo de Resilincia ................... 21 2.5. DEFORMAO PERMANENTE EM MATERIAIS GRANULARES ........................ 26
2.5.1. Fatores que afetam a deformao permanente ................................................... 29
2.5.2. Teoria do Shakedown ......................................................................................... 34 2.5.3. Modelos empricos e analticos empregados na avaliao da deformao
permanente ............................................................................................................................ 38
2.6. IMPORTNCIA DA FORMA NOS MATERIAIS GRANULARES ............................ 40
2.6.1. Forma ................................................................................................................. 41 2.6.2. Angularidade ...................................................................................................... 41 2.6.3. Caracterizao da forma dos agregados utilizando Anlise Digital de Imangens
(AIMS) ............................................................................................................................ 42 2.7. AVALIAO DA DEGRADAO DOS MATERIAIS GRANULARES DEVIDO
QUEBRA ......................................................................................................................... 43 2.8. CURVA DE RETENO DE GUA WRC .................................................................. 46
2.8.1. Modelos para representar a curva de reteno de gua do solo ......................... 48
2.8.2. Distribuio e tamanho de poros ........................................................................ 50
2.9. RESUMO ......................................................................................................................... 52
CAPTULO 3 MATERIAIS E MTODOS ....................................................................... 54
3.1. INTRODUO ................................................................................................................ 54 3.2. SELEO DO MATERIAL ........................................................................................... 55
3.3. CARACTERIZAO DO RCD EMPREGADO NA PESQUISA ................................. 56 3.3.1. Caracterizao fsica .......................................................................................... 57 3.3.2. Caracterizao qumica ...................................................................................... 57
3.3.3. Caracterizao mecnica .................................................................................... 58 3.4. PROGRAMA EXPERIMENTAL ................................................................................... 59
3.4.1. Curva granulomtrica selecionada ..................................................................... 59 3.4.2. Caractersticas de compactao e moldagem ..................................................... 60 3.4.3. Medio do mdulo de resilincia (MR) no RCD .............................................. 65
3.4.4. Curva de reteno de gua (WRC) e avaliao da distribuio de poros do RCD
............................................................................................................................ 66
3.4.5. Avaliao da degradao do RCD devido quebra ........................................... 69 3.4.6. Determinao da deformao permanente do RCD ........................................... 73
3.5. ANLISE DOS DADOS EXPERIMENTAIS ................................................................ 75 3.6. RESUMO ......................................................................................................................... 76
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CAPTULO 4 APRESENTAO E ANLISE DE RESULTADOS .............................. 78
4.1. INTRODUO ................................................................................................................ 78 4.2. COMPORTAMENTO RESILIENTE DO RCD .............................................................. 78
4.2.1. Influncia da energia de compactao ............................................................... 78
4.2.2. Influncia da cura na resposta resiliente do RCD .............................................. 82 4.2.3. Influncia da saturao na resposta resiliente do RCD ...................................... 86
4.3. RESULTADOS DA RETENO DE GUA E DA DISTRIBUIO DE POROS DO RCD .................................................................................................................................. 90 4.3.1. Medio de suco aplicando a tcnica do papel filtro ...................................... 90
4.3.2. Medio de suco aplicando a tcnica de translao de eixos ......................... 92 4.3.3. Caractersticas de reteno de gua .................................................................... 93
4.3.4. Tamanho e distribuio de poros ....................................................................... 98 4.4. CARACTERIZAO DA DEFORMAO PERMANENTE DO RCD ...................... 99
4.4.1. Influncia da tenso desvio aplicada ................................................................ 100 4.4.2. Influncia da umidade do corpo de prova ........................................................ 104 4.4.3. Aplicao da teoria do Shakedown .................................................................. 106
4.4.4. Modelao da deformao permanente a partir dos dados experimentais ....... 112 4.5. DEGRADAO DO RCD DEVIDO QUEBRA DURANTE COMPACTAO OU
APLICAO DE CARREGAMENTOS CCLICOS ................................................... 120 4.5.1. Variao da curva granulomtrica .................................................................... 120
4.5.2. Avaliao da degradao por anlise digital de imagens AIMS ...................... 125 4.5.3. ndices de quebra .............................................................................................. 130
4.6. CONSIDERAES FINAIS ......................................................................................... 135
CAPTULO 5 MODELO EMPRICO-MECANSTICO E SIMULAO DA
ESTRUTURA DO PAVIMENTO ......................................................................................... 142
5.1. CONSIDERAES DO MODELO ............................................................................... 142 5.2. FORMULAO DO MODELO .................................................................................... 143
5.3. AJSUTE DO MODELO PARA OS DADOS ................................................................. 145 5.4. RESISTNCIA AO CISALHAMENTO DO RCD ........................................................ 155
5.5. SIMULAO DA ESTRUTURA DO PAVIMENTO COM O RCD COMO MATERIAL
GRANULAR .................................................................................................................. 161 5.6. CONSIDERAES FINAIS .......................................................................................... 168
CAPTULO 6 ......................................................................................................................... 171
CONCLUSES E SUGESTES PARA PESQUISAS FUTURAS ..................................... 171
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................... 176
ANEXOS .......................................................................................................................... 182
ANEXO 1. DADOS EMPREGADOS NA SIMULAO COM O M-EPDG ..................... 182
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LISTA DE TABELAS
Tabela 2-1. Materiais tpicos que compem os RCD nos Estados Unidos (EPA, 2003). ....................... 9 Tabela 2-2. Ensaios para controle durante a construo da obra (GEAR, 2011). ................................. 10 Tabela 2-3. Quantidade total de RCD coletado no Brasil em 2011 e 2012 (ABRELPE 2012 apud
Sinisterra, 2014). ................................................................................................................................... 11 Tabela 2-4. Especificaes para agregados reciclados de RCD para aplicaes na pavimentao (Souza,
2015)...................................................................................................................................................... 12 Tabela 2-5. Ensaios e valores mnimos requeridos para o uso de RCD nos Estados Unidos (TRB, 2008).
............................................................................................................................................................... 13 Tabela 2-6. Constantes de regresso e mdulos de resilincia do RCD (Gmez, 2011). ..................... 23 Tabela 2-7. Resumo dos modelos numricos empregados para previso da deformao permanente de
materiais granulares (modificado de Lekarp et al., 2000b). .................................................................. 39 Tabela 3-1. Caracterizao fsica do RCD (Gmez, 2011). .................................................................. 57 Tabela 3-2. Caracterizao mecnica do RCD desta pesquisa (Gmez, 2011). .................................... 59 Tabela 3-3. Parmetros de resistncia ao cisalhamento do RCD (Gmez, 2011). ................................ 59 Tabela 3-4. Curva granulomtrica empregada no RCD utilizado nesta pesquisa. ................................ 60 Tabela 3-5. Energias de compactao empregadas na compactao dos CP de Mdulo. ..................... 61 Tabela 3-6. Resultado ANOVA para CP compactados no INFRALAB, na energia Intermediria,
considerando o ndice de vazios. ........................................................................................................... 62 Tabela 3-7. Resultado ANOVA para CP compactados no INFRALAB, na energia Modificada,
considerando o ndice de vazios. ........................................................................................................... 62 Tabela 3-8. Resultado da ANOVA considerando homogeneidade no e CP compactados manualmente
na PUJ. .................................................................................................................................................. 63 Tabela 3-9. Anlise de varincia simples aplicada sobre os ndices de vazios obtidos mediante duas
metodologias de compactao. .............................................................................................................. 64 Tabela 3-10. Energias de compactao empregadas para preparao de CP para ensaios de reteno de
gua. ...................................................................................................................................................... 65 Tabela 3-11. Anlise de varincia para os CP compactados na energia Proctor intermediria ............. 65 Tabela 3-12. Sequncia de carregamentos para materiais de base e sub-base (AASHTO T307-99). ... 66 Tabela 4-1. Coeficientes de ajuste empregados. ................................................................................... 79 Tabela 4-2. Comparao de mdulos de resilincia do RCD avaliado para diferentes perodos de cura e
energia de compactao. ........................................................................................................................ 84 Tabela 4-3. Porcentagem de variao do MR com relao a umidade e energia de compactao. ....... 89 Tabela 4-4. Parmetros de ajuste segundo equao empregada. ........................................................... 97 Tabela 4-5. Condies gerais dos ensaios de deformao permanente aplicados no RCD ................. 100 Tabela 4-6. Dissipao de energia por ciclo de carga aplicada. .......................................................... 101 Tabela 4-7. Evoluo da deformao permanente segundo a umidade do corpo de prova para um mesmo
estado de tenso (d/ 3 = 2,0). ............................................................................................................ 105 Tabela 4-8. Modelos analticos de deformao permanente empregados na pesquisa ........................ 112 Tabela 4-9. Parmetros de ajuste obtidos segundo o modelo de deformao permanente empregado.
............................................................................................................................................................. 119 Tabela 4-10. Dimetros representativos e porcentagem de finos no RCD. ......................................... 121 Tabela 4-11. Anlise estatstica do incremento da porcentagem de finos segundo o ensaio aplicado. 125 Tabela 4-12. Classificao do RCD segundo as propriedades de forma, angularidade, esfericidade e
textura. ................................................................................................................................................. 126 Tabela 4-13. Parmetros estatsticos obtidos a partir dos ensaios. ...................................................... 127 Tabela 4-14. ndices de quebra para diferentes energias de compactao e perodos de cura ............ 133 Tabela 4-15. Anlise de varincia considerando que os ndices de quebra so iguais sem importar o
ensaio aplicado no RCD. ..................................................................................................................... 135 Tabela 5-1. Parmetros de ajuste do modelo NCHRP1-37A (2004), modificado para N = 106. ........ 147 Tabela 5-2. Parmetros de ajuste do modelo NCHRP1-37A (2004). Relao de tenses d/ 3 = 6,0 para
w = 13,0 e 16,0%. ................................................................................................................................ 149
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Tabela 5-3. Parmetros de ajuste do modelo NCHRP1-37A (2004). Relao de tenses d/ 3 = 8,0 para
w = 13,0%. .......................................................................................................................................... 151 Tabela 5-4. Tenses principais no teor de umidade tima w = 13%, para os diferentes ensaios. ....... 156 Tabela 5-5. Parmetros da resistncia ao cisalhamento no saturada do RCD. .................................. 159 Tabela 5-6. Caractersticas fsicas e propriedades de resistncia ao cisalhamento de agregados
reciclados. ............................................................................................................................................ 161 Tabela 5-7. Idade na qual a estrutura atinge o afundamento de projeto. ............................................. 166
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LISTA DE FIGURAS
Figura 2-1. Aplicaes dos agregados reciclados (RCD) em estradas (Petkovic et al., 2004). ............ 14 Figura 2-2. Variao da tenso mxima na ruptura com o tempo de cura aps ensaio de MR (Gmez,
2011)...................................................................................................................................................... 15 Figura 2-3. Modelos de Mdulo de Resilincia secante e tangente (Theyse, 2007). ............................ 19 Figura 2-4. Variao do Mdulo de resilincia com relao tenso volumtrica: a) RCD pesquisa de
Gmez (2011); b) RCD pesquisa de Leite et al. (2011). ....................................................................... 21 Figura 2-5. Evoluo do mdulo de resilincia com o incremento da tenso confinante: a) Gmez (2011)
b) Gupta et al. (2009). ........................................................................................................................... 24 Figura 2-6. Deformao plstica gerada durante um ciclo de carga no RCD aplicando uma onda
Haversine. .............................................................................................................................................. 27 Figura 2-7. Tenses geradas pelo pneumtico sobre o pavimento (Lekarp & Dawson, 1998). ............ 28 Figura 2-8. Curvas granulomtricas ajuste Fuller para RCD e RCD inicial (modificado Gmez 2011).
............................................................................................................................................................... 30 Figura 2-9. Deformao permanente do agregado reciclado de RCD, para diferentes nveis de tenso
(Leite et al., 2011). ................................................................................................................................ 32 Figura 2-10. Estgios do Shakedown (Werkmeister et al., 2004). ........................................................ 35 Figura 2-11. Ilustrao dos tipos de deformao permanente descritos pela teoria do Shakedown
(Theyse, 2007). ...................................................................................................................................... 36 Figura 2-12. Conceito do Shakedown aplicado deformao axial permanente em RCD
(Leite et al., 2011). ................................................................................................................................ 37 Figura 2-13. Componentes da forma do agregado: forma, angularidade e textura (Masad, 2005). ...... 40 Figura 2-14. Variao do IDp considerando energia de compactao Proctor e teor de umidade
(Gmez, 2011). ...................................................................................................................................... 45 Figura 2-15. Forma da curva de reteno de gua do solo segundo a distribuio do tamanho dos poros
(Marinho, 2005). ................................................................................................................................... 47 Figura 2-16. Principais feies da curva de reteno de gua (Fredlund & Xing, 1994). ..................... 49 Figura 2-17. Analogia entre funo de densidade de poros e a curva de reteno (Otlvaro, 2013). ... 52 Figura 3-1. Metodologia adotada para a caracterizao do RCD avaliado nesta pesquisa. .................. 54 Figura 3-2. Processo de amostragem e britagem do RCD: a) armazenamento nos ptios da Areia Bela
Vista; b) Britadora Metso Nordberg; c) tamanho RCD aps britagem primria; d) britadora de
mandbulas empregada no processo de britagem secundrio; e) tamanho RCD aps britagem secundria
(Gmez, 2011). ...................................................................................................................................... 56 Figura 3-3. Materiais que compem o RCD segundo a sua natureza (Gmez, 2011). ......................... 56 Figura 3-4. Granulometria utilizada nesta pesquisa e efeito do teor de umidade na compactao (Gmez,
2011)...................................................................................................................................................... 60 Figura 3-5. Placa de presso com cermica de alto valor de entrada de ar e acoplada com uma Hanging
column. .................................................................................................................................................. 67 Figura 3-6. Corpos de prova em processo de secagem para ensaio de suco pelo mtodo do papel filtro.
............................................................................................................................................................... 68 Figura 3-7. Posicionamento do papel filtro para obteno das suces matricial e total. ..................... 69 Figura 3-8. AIMS, Sistema de medio de agregados atravs de imagens (PINE, 2011). .................... 71 Figura 3-9. Prensa triaxial cclica empregada nos ensaios de deformao permanente (PUJ). ............. 75 Figura 4-1. Variao do MR para diferentes perodos de cura: a) energia Proctor intermediria; b) energia
Proctor modificada. ............................................................................................................................... 79 Figura 4-2. Relao entre o mdulo de resilincia e a tenso octadrica: a) energia Proctor intermediria,
b) energia Proctor modificada. .............................................................................................................. 81 Figura 4-3. Relao entre o mdulo de resilincia e a tenso volumtrica : a) energia Proctor
intermediria, b) energia Proctor modificada. ....................................................................................... 81 Figura 4-4. Comparao entre os valores de mdulo obtidos no ensaio triaxial cclico vs. os previstos no
Modelo Universal: a) 15 dias de cura, b) 30 dias de cura. .................................................................... 82 Figura 4-5. Comparao entre os valores de mdulo obtidos no ensaio triaxial cclico vs. os previstos no
Modelo Universal: a) 60 dias de cura, b) 365 dias de cura. .................................................................. 83
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Figura 4-6. Evoluo do mdulo de resilincia no tempo a) energia Proctor intermediria; b) energia
Proctor modificada. ............................................................................................................................... 83 Figura 4-7. Comparao entre MR do RCD e o agregado natural de Basalto. ...................................... 85 Figura 4-8. Comparao entre o MR do RCD e o agregado natural de Calcrio (BSB) ........................... 86 Figura 4-9. Mdulos de resilincia sobre corpos de prova saturados: a) compactados na energia Proctor
intermediria, b) compactados na energia Proctor modificada. ............................................................ 87 Figura 4-10. Variao do mdulo de resilincia com o aumento da tenso volumtrica, a energia de
compactao e o teor de umidade. ......................................................................................................... 88 Figura 4-11. Sensibilidade do mdulo de resilincia segundo a umidade e o mtodo de compactao
(modificado de Stolle et al., 2009). ....................................................................................................... 89 Figura 4-12. Variao do mdulo de resilincia em agregados naturais (Muoz & Zapata, 2015). ..... 90 Figura 4-13. Influncia da energia e umidade de compactao na suco matricial e total do RCD. a)
suco matricial e total, b) suco com variao da energia. ................................................................ 91 Figura 4-14. Influncia da umidade e a energia de compactao na suco medida pela tcnica de
translao de eixos................................................................................................................................. 92 Figura 4-15. Curvas de reteno de gua (WRC) do RCD compactado na energia intermediria. ...... 93 Figura 4-16. Curvas de reteno de gua (WRC) do RCD compactado na energia modificada. .......... 94 Figura 4-17. Curvas de reteno de agua do RCD com energia de compactao varivel e umidade de
compactao constante, = 13%. ......................................................................................................... 94 Figura 4-18. Diagrama de poros assumido: a) um poro dominante; b) dois poros dominantes; c) trs
poros dominantes. .................................................................................................................................. 96 Figura 4-19. Curvas de reteno de gua com variao na umidade de compactao: a) energia Proctor
intermediria, b) energia Proctor modificada. ....................................................................................... 97 Figura 4-20. Curvas de injeo de ar do RCD: a) energia Proctor intermediria; b) energia Proctor
modificada. ............................................................................................................................................ 98 Figura 4-21. Curvas de densidade de poros do RCD: a) energia Proctor intermediria; b) energia Proctor
modificada. ............................................................................................................................................ 99 Figura 4-22. Evoluo da dissipao da energia por ciclo de carga aplicado no RCD. ...................... 101 Figura 4-23. Deformao permanente versus o nmero de ciclos de carga para o RCD: a) w = 9,0%; b)
w =13,0%; c) w=16,0%. ...................................................................................................................... 103 Figura 4-24. Deformao axial permanente segundo a variao de umidade para do ensaio para
d/ 3 = 2,0, sendo d = 150 kPa e 3 = 60 kPa. .................................................................................. 105 Figura 4-25. Evoluo da deformao permanente segundo a umidade do ensaio para sd/s3 = 6,0, sendo
d = 350 kPa e 3 = 60 kPa. ................................................................................................................ 106 Figura 4-26. Evoluo da deformao permanente do RCD segundo o conceito do Shakedown de
Werkmeister et al. (2004). ................................................................................................................... 107 Figura 4-27. Taxa de deformao permanente do RCD, utilizando o conceito do Shakedown. ......... 108 Figura 4-28. Variao da taxa de deformao permanente do RCD segundo a relao de tenses aplicada
e o teor de umidade de cada ensaio. .................................................................................................... 109 Figura 4-29. Previso da deformao permanente do RCD, para uma umidade de 9,0% e uma relao
de tenses: a) d/ 3=2; b) d/ 3=4; c) d/ 3=6; d) d/ 3=8. ............................................................... 113 Figura 4-30. Previso da deformao permanente do RCD, para uma umidade de 13,0% e uma relao
de tenses: a) d/ 3=2; b) d/ 3=4; c) d/ 3=8. .................................................................................. 114 Figura 4-31. Previso da deformao permanente do RCD, para uma umidade de 13,0% e uma relao
de tenses: a) d/ 3=2; b) d/ 3=6; c) d/ 3=8. .................................................................................. 115 Figura 4-32. Previso da deformao permanente do RCD desta pesquisa, empregando o modelo de
Lekarp & Dawson (1998). ................................................................................................................... 116 Figura 4-33. Deformao permanente do RCD ajustado com o modelo de Prez et al. (2006): a)
d/ 3=2,0; b) d/ 3=4,0; c) d/ 3=6,0; d) d/ 3=8,0. .......................................................................... 117 Figura 4-34. Variao da curva granulomtrica aps compactao, (Gmez, 2011). ......................... 122 Figura 4-35. Variao da curva granulomtrica aps mdulo de resilincia nas energias Proctor
intermediria e modificada. ................................................................................................................. 122 Figura 4-36. Representao grfica da especificao Superpave para o RCD em anlise. ................. 123
-
xv
Figura 4-37. Comparao das curvas granulomtricas do RCD aps ensaios de deformao permanente.
............................................................................................................................................................. 124 Figura 4-38. Montagem do agregado em anlise no AIMS. a) agregado grado, b) agregado mido.125 Figura 4-39. Distribuio da esfericidade (cubicidade) do RCD para cada tamanho de agregado grado
analisado, considerando o efeito da compactao. .............................................................................. 128 Figura 4-40. Razes de alongamento e achatamento do RCD: a) antes da compactao (AC), b) Proctor
intermediria (PI+MR), Proctor modificada (PM+MR). ...................................................................... 129 Figura 4-41. ndices de quebra obtidos em diferentes ensaios mecnicos dados tomados de
Gmez (2011). ..................................................................................................................................... 130 Figura 4-42. Iso-linhas de degradao segundo a energia de compactao e o teor de umidade (Gmez
et al., 2013). ......................................................................................................................................... 132 Figura 4-43. ndices de quebra aps ensaios de mdulo resiliente variando o tempo de cura: a) energia
Proctor intermediria; b) energia Proctor modificada. ........................................................................ 133 Figura 4-44. Variabilidade dos ndices de quebra Bg para nveis de tenso e umidade diferentes. ..... 134 Figura 4-45. Variao do ndice de quebra segundo o ensaio aplicado para umidade constante de 13,0%.
............................................................................................................................................................. 135 Figura 5-1. Deformao permanente tpica de um material granular, submetido a carregamentos
repetidos (NCHRP1-37A, 2004). ........................................................................................................ 143 Figura 5-2. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos e o teor de
umidade para um nvel de tenso d/ 3 = 2,0. ..................................................................................... 146 Figura 5-3. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos e o teor de
umidade para um nvel de tenso d/ 3 = 4,0. ..................................................................................... 146 Figura 5-4. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos para um teor de
umidade w = 9,0% e um nvel de tenso d/ 3 = 6,0. ......................................................................... 147 Figura 5-5. Variao da deformao axial permanente em funo do nmero de ciclos para um teor de
umidade w = 9,0% e um nvel de tenso d/ 3 = 8,0. ......................................................................... 148 Figura 5-6. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 6,0 para w = 13,0% versus o modelo.
............................................................................................................................................................. 149 Figura 5-7. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 6,0 para w = 16,0% versus o modelo.
............................................................................................................................................................. 150 Figura 5-8. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 8,0 para w = 13,0% versus o modelo.
............................................................................................................................................................. 151 Figura 5-9. Evoluo da deformao permanente para d/ 3 = 8,0 para w = 16,0% versus o modelo.
............................................................................................................................................................. 152 Figura 5-10. Variao do parmetro com relao ao teor de umidade. ............................................ 153 Figura 5-11. Variao do parmetro 0 em funo do teor de umidade. ............................................. 153 Figura 5-12. Variao do mdulo de resilincia e deformao, segundo o teor de umidade avaliado.
............................................................................................................................................................. 154 Figura 5-13. Envoltria de ruptura do RCD para w = 13,0%. ............................................................. 157 Figura 5-14. Estruturas avaliadas na anlise emprico-mecanstica, de esquerda para a direita: a)
estrutura convencional; b) estrutura com base de RCD; c) estrutura com base e sub-base em RCD; d)
CBUQ e base em RCD; e) estrutura em RCD. .................................................................................... 162 Figura 5-15. Rodovia federal BR-020/DF (Fonte Wikipedia, 17/04/2016) ........................................ 163 Figura 5-16. Avaliao estrutural do pavimento convencional com o programa M-EPDG. .............. 164 Figura 5-17. Variao dos deslocamentos da base granular segundo o teor de umidade: a) estrutura com
base granular em RCD; b) estrutura com base e sub-base granular em RCD. .................................... 164 Figura 5-18. Variao dos deslocamentos da base granular segundo o teor de umidade: a) estrutura com
CBUQ+BG(RCD); b) estrutura completa em RCD. ............................................................................... 165 Figura 5-19. Afundamentos parciais e mximos das estruturas de pavimento avaliadas. ................... 166 Figura 5-20. Afundamentos previstos nas estruturas dos pavimentos simulados nesta pesquisa. ...... 167
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xvi
LISTA DE SMBOLOS, NOMENCLATURA E ABREVIAES
AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials;
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas;
ABRELPE Associao Brasileira de Empresas de Limpeza Pblica e Resduos Especiais;
AC Antes de compactao;
AEV Air Entry Value;
AIC Air Injection Curve;
AIMS Aggregate Image Measurement System;
ANOVA Anlise de Varincia Simples;
apud Citado por;
AR Agregado reciclado;
ASCOLES Associao das Empresas de Coletores de Entulho de Obra e Similares de Braslia;
ASTM American Society for Testing and Materials;
ATT Axel Translation Test;
Bg ndice de quebra de Marsal;
CBR ndice de suporte de Califrnia;
CCR Concretos Compactados com Rolo;
CHN Anlise elementar;
CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente;
CP Corpo de prova;
CV Coeficiente de Variao;
DF Distrito Federal;
H Diferencial na altura do corpo de prova em um nmero dado de aplicaes de carga;
DNER Departamento Nacional de Estradas e Rodagem;
DNIT Departamento Nacional da Infraestrutura de Transportes;
DP Deformao Permanente;
DRX Difrao de raios X;
e ndice de vazios;
ea ndice de ar;
EICM Enhanced Integrated Climatic Model
EPA US Environmental Protection Agency;
et. al. E outros;
ETS Especificao Tcnica de Servio;
ew ndice de gua;
f ndice de forma;
F Distribuio de probabilidade Fisher;
FPM Filter Paper Methotd;
FRX Fluorescncia de raios X;
GEAR Gua Espaola de ridos Reciclados Procedentes de Residuos de Construccin y
Demolicin;
GERD Asociacin Espaola de Gestores de Residuos de Construccin y Demolicin;
H0 Altura inicial do corpo de prova;
Hz Hertz;
IDP ndice de degradao por compactao Proctor;
INFRALAB Laboratrio do Instituto de Infraestrutura da UnB;
IPC Instituto de Pesquisa Rodoviria;
k1 Coeficiente de regresso dependente da rigidez do material;
-
xvii
k2 Coeficiente de no linearidade dependente da tenso de confinamento;
k3 Coeficiente de no linearidade dependente da tenso desvio;
kN Quilo Newton;
kPa Quilo Pascal;
LET Laboratrio de Engenharia de Transportes da UFC;
m Metros;
m2 Metro cuadrado;
m3 Metro cbico;
Max Mximo;
M-EPDG Mechanistic Empirical Pavement Design Guide
Min Mnimo;
mm Milmetros;
m Micrmetro;
MPa Mega Pascal;
MR Mdulo de resilincia
MRi Mdulo de resilincia na energia Proctor intermediria;
MRm Mdulo de resilincia na energia Proctor modificada;
M t Mdulo de resilincia tangente
N Ciclos de carga;
n Porosidade;
NBR Norma Brasileira;
NCHRP National Cooperative Highway Research Program;
P Presso absoluta;
pa Presso atmosfrica;
Pa Pascal;
PCC Pressure Constant Confinant;
pF Coluna de gua;
PI Eenergia de compactao Proctor intermediria;
PM Energia de compactao Proctor modificada;
PMSP Prefeitura Municipal de So Paulo;
PNRS Poltica Nacional de Resduos Slidos;
PSD Pore Size Density;
PUJ Pontificia Universidad Javeriana - Cali, Colmbia;
PVC Policloreto de vinila
R2 Coeficiente de correlao linear;
RAP Agregado Reciclado de Pavimento Asfltico;
RAW Standard Road Specification;
RCA Agregado Reciclado de Concreto;
RCCP Agregado Reciclado de Concreto de Cimento Portland;
RCD Resduos de Construao e Demolio;
RCD-R Resduos de Construao e Demolio, Reciclados;
RS Rio Grande do Sul;
RSU Resduos Slidos Urbanos;
s Segundos;
Sat Saturado;
Sd Grau de solidez;
SLU Servio de Limpeza Urbana;
-
xviii
Sr Grau de saturao;
ton/ano Toneladas por ano;
TRB Transportation Research Board;
RCS Resistncia compreso uniaxial;
UFC Universidade Federal de Cear;
UnB Universidade de Braslia;
UNE-EM Norma Europia - Espaa;
UNI Norma Europia - Italia;
w Teor de umidade ou contedo de umidade;
WRC Water Retention Curve;
p Deformao axial permanente acumulada;
r Deformao resiliente;
% Porcentagem;
< Menor que;
> Maior que;
Menor ou igual que;
Maior ou igual que;
Parmetro de Bishop;
Diferencial de deformao;
ij Delta de Kronecker;
Diferencial de tenso;
H2O Tenso superficial da gua
Primer invariante de tenso ou tenso volumtrica;
ngulo de orientao dos pontos de borda das partculas;
Tenso volumtrica efetiva;
S Suco matricial;
Tenso axial;
Integral;
1 Tenso principal maior;
3 Tenso principal menor;
d Tenso desvio cclica;
d/ 3 Relao de tenses;
ij Tensor de tenses totais;
ij Tensor de tenses efetivas;
Tenso cisalhante;
oct Tenso cisalhante octadria;
u a-uw Suco matricial;
Suco osmtica ;
Somatria;
Suco total;
-
1
CAPTULO 1
INTRODUO
1.1. OS RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO (RCD).
POR QUE US-LOS?
Nos anos recentes, os pases desenvolvidos tm se preocupado com problemas sociais e
econmicos relacionados ao meio ambiente. A principal preocupao tem a ver com o
desenvolvimento sustentvel e a proteo dos recursos naturais limitados. O aumento da
populao a nvel mundial tem acrescentado demanda de materiais adequados para a
construo e manuteno da infraestrutura civil, com o consequente aumento dos custos de
construo.
Em segundo lugar, preocupa a gesto dos resduos produzidos por meio de processos
industriais ou pela construo e demolio de estruturas civis por causa da diminuio dos
espaos nos aterros sanitrios e aumento dos custos de disposio. Esses problemas levaram
a uma maior sensibilidade social e poltica para o meio ambiente, com consequncias
significativas especialmente na engenharia rodoviria. A necessidade de reduzir os custos e
o tempo de construo levou a considerar a reciclagem de resduos como uma alternativa
adequada para reduzir o uso de materiais virgens na construo de estradas e obras de
manuteno ou remodelao.
Uma das opes tecnolgicas consideradas, a nvel mundial, para a reduo de materiais
volumosos e poluentes a utilizao dos resduos de construo e demolio para a
construo de novas estruturas em lugar dos materiais no renovveis. A demanda por
construes e materiais sustentveis tem promovido o desenvolvimento de tcnicas para
reaproveitamento de resduos gerados pelos processos de construo e demolio
(Rahardjo et al., 2011). Como tal, o emprego dos RCD como agregados na construo de
camadas de base ou sub-base parece ser uma possibilidade vlida para resolver os problemas
descritos. Pesquisas desenvolvidas em pases como Holanda, Hong Kong, Espanha,
Alemanha, Estados Unidos e Brasil assim o confirmam (Park, 2003; Poon & Chan, 2006;
-
2
Gmez, 2011; Gngora, 2011; Leite et al., 2011; Amorim, 2013; Farias et. al., 2013;
Sinisterra, 2014).
A quantidade de resduos gerada em nvel mundial e local significativa e o incremento
de volume cada vez maior devido construo de diferentes infraestruturas e renovao
das atuais. Segundo o reportado por Gmez (2011) na Unio Europeia, so gerados em torno
de 300 milhes de toneladas/ano. Nos Estados Unidos, em 2003, a produo de RCD chegou
a um total de 170 milhes de toneladas provenientes das diferentes fontes ou atividades da
construo (EPA, 2003). Em Hong Kong a produo de resduos era de 19,6 milhes de
toneladas/ano em 2004. Segundo (Tam et al., 2008), na Austrlia a produo de RCD 44%
dos resduos slidos urbanos (RSU) o que equivale a seis milhes de toneladas/ano. No
Brasil, no ano 2012 a quantidade de RCD coletado por dia foi 112.248 toneladas indicando
uma produo de 41 milhes de toneladas por ano (ABRELPE, 2012 apud Sinisterra, 2014).
Na Colmbia especificamente na cidade de Cali localizada no Sul oeste do pas, a quantidade
de resduos gerados no perodo compreendido entre os anos 2010 e 2014 tiveram um
incremento de 33% passando de 800.000 toneladas/ano para 1.054.587 toneladas/ano, devido
construo de infraestrutura rodoviria e obras pblicas conhecidas na regio como Mega
Obras (Embus & Quintero, 2015).
Na cidade de So Paulo, eram gerados seis milhes de toneladas/ano
(Kazmierczak, 2001). A estimativa da Associao das Empresas de Coletores de Entulho de
Obra e Similares de Braslia (ASCOLES) que 70% dos Resduos Slidos Urbanos (RSU)
gerados no Distrito Federal (DF) so constitudos por RCD, com uma carga de 6000
toneladas por dia o que equivale a 2,2 milhes de toneladas por ano (Farias, 2009; Gmez,
2011; Souza, 2013) considerando apenas resduos coletados pelo Servio de Limpeza Urbana
(SLU).
Alguns usos potenciais para os RCD so: agregado para concreto de baixa resistncia,
pavimentao de rodovias, material para drenos ou para preenchimento de estruturas de
conteno, produo de blocos de cimento, fabricao de blocos pr-moldados para
pavimentao e construo de caladas. A eficincia da reciclagem dos RCD pode ser
melhorada caso exista um conjunto de instrues acompanhadas de avanos tecnolgicos e
-
3
de procedimentos cientificamente testados (Arm, 2001; Bakoss & Ravindrarajah, 1999;
Brito-Filho, 1999; Franois & Jullien, 2009; Kartam et al., 2004).
O uso do RCD em pavimentao depender das caractersticas da sua composio e das
condies locais que incluem: intensidade das cargas mecnicas induzidas pelo trfego
rodovirio, temperatura ambiente, umidade e a reao a vrios produtos. Por outro lado, a
localizao do material alternativo e o custo para transport-lo so fundamentais para
viabilizar seu uso em pavimentao.
Para aceitar o uso de materiais alternativos na fabricao de concretos ou na construo
de camadas de base e sub-base diversas pesquisas tem se centrado no estudo desses materiais.
Os diversos pesquisadores Nataatmadja, A. (2001); Carpenter et al. (2007); Leite et al.
(2011); Cerni et al. (2012); Amorim (2013); Arulrajah et al. (2013); Gmez et al. (2013);
Li (2013); Gmez et. al. (2014); Sinisterra (2014) tm avaliado parmetros de composio,
resistncia, degradao devido quebra de partculas, graduao, mdulo de resilincia,
deformao permanente, tempo de cura, variabilidade do comportamento do RCD com a
umidade, ou quanto adicionado solo, viabilidade do seu uso na fabricao de concreto
asfltico, entre outros. Os resultados dessas pesquisas confirmam que os RCD podem ser
empregados como materiais granulares das camadas de base, sub-base ou revestimento
asfltico em pavimentos rodovirios.
1.2. RELEVNCIA DA PESQUISA
No Brasil e na Amrica Latina, a reciclagem de resduos ainda incipiente, apesar do avano
do nmero de obras no ramo da construo civil e da escassez de agregados naturais prximos
dos grandes centros urbanos. A diferena na porcentagem da reciclagem se d em funo da
disponibilidade de recursos naturais, da situao econmica e tecnolgica de cada nao, das
densidades populacionais existentes e da distncia de transporte entre a obra e os materiais
naturais (Sinisterra, 2014). Por outro lado, a possibilidade do uso dos resduos de construo
e demolio nos centros urbanos depender da qualidade do material, da quantidade
disponvel e da distncia a qual se encontra a fonte do material da obra.
A partir da publicao da resoluo CONAMA N307 (CONAMA, 2002), vrias
pesquisas tm sido desenvolvidas no Brasil na rea de pavimentao, caracterizando resduos
de construo fsica, qumica e mecanicamente. Cidades como Belo Horizonte, Rio de
-
4
Janeiro, So Paulo, Goinia, Uberlndia, Salvador, Joo Pessoa, Braslia, entre outras, j
tiveram experincias em pavimentao com esses tipos de materiais alternativos, chegando
concluso que os RCD apresentam boas condies de utilizao desde que sejam
convenientemente reciclados (Balzan et.al., 2003; Motta & Fernandes, 2003; Dias et.al.,
2006; Gmez, 2011; Gngora 2011).
Os materiais granulares esto submetidos a diferentes estados de carga, em resposta a
esses carregamentos, apresentam deformaes resilientes e permanentes. As deformaes
resilientes so relacionadas com as caractersticas de rigidez do material granular a qual deve
ser elevada a fim de evitar a apario de fissuras por fadiga na camada de revestimento
asfltico.
Materiais granulares alternativos como o resduo de construo e demolio reciclado
(RCD-R); o agregado reciclado de pavimento asfltico (RAP); o agregado reciclado de
concreto (RCA); e o agregado reciclado de concreto de cimento Portland (RPCC), tem sido
objeto de diferentes pesquisas visando o seu uso em estruturas de pavimento. Indraratna &
Salim (2002); Gmez (2011); Leite et al. (2011); Li (2013); Guimares (2001) mostraram
que os materiais reciclados tm caractersticas fsicas e mecnicas comparveis com os
agregados convencionais. No Brasil os materiais comumente empregados para pavimentao
so o granito, basalto, cascalho latertico e o calcrio. Nesta pesquisa pretende-se caracterizar
o comportamento mecnico de um RCD de Braslia mediante as propriedades de reteno de
gua, resilincia e deformao permanente tendo em vista o uso potencial do agregado
reciclado para a construo de bases granulares para pavimentos.
Considerando essas perspectivas e tendo-se em conta a capacidade instalada do
Laboratrio de Infraestrutura (INFRALAB) da Universidade de Braslia (UnB) em termos
de recursos fsicos e humanos, esta pesquisa foi desenvolvida dentro do marco do projeto
, no qual foram
considerados diversos materiais alternativos, abordando a possibilidade de re-uso na
pavimentao. Dentre os materiais avaliados encontram-se resduos de fosfogesso, lodos
residuais de plantas de tratamento de guas, borracha produzida a partir de pneus descartados
e resduos de construo e demolio da cidade de Braslia, os quais no desenvolvimento
desta pesquisa sero chamados de RCD.
-
5
O material empregado no desenvolvimento desta pesquisa foi utilizado em vrios outros
trabalhos relacionados ao referido projeto PRONEX. Gmez (2011), autora da presente tese,
caracterizou o RCD utilizado a partir de ensaios fsicos, qumicos e mecnicos e estudou seu
comportamento mecnico com especial nfase no mecanismo de quebra de gros e na
determinao de mdulos de resilincia. Sinisterra (2014) avaliou a aplicabilidade do RCD
do estdio Man Garrincha como agregado na elaborao do concreto asfltico e estudou
cenrios de aplicao rodovia BR-020/DF, com o emprego de modelos mecansticos do
guia M-EPDG e avaliaes econmicas baseadas no programa HDM-4. Souza (2015)
utilizou o RCD desta pesquisa em um prottipo de estrutura de pavimento em verdadeira
grandeza, totalmente instrumentado e sujeito a cargas cclicas de um eixo padro, com o
intuito de inferir o comportamento do material em campo.
O problema analisado no desenvolvimento da pesquisa foi como o carregamento cclico
na estrutura do pavimento influencia no comportamento mecnico da camada de base
construda com RCD.
A hiptese base da pesquisa foi que o comportamento mecnico da camada de base
construda com RCD, quando submetida a carregamentos cclicos, apresenta deformaes
permanentes compatveis com as observadas para agregados naturais. Tendo em vista o
problema e a hiptese, foram formulados os objetivos a seguir.
1.3. OBJETIVOS
Avaliao do desempenho em laboratrio do comportamento mecnico da base do pavimento
flexvel sob carregamentos cclicos usando agregados reciclados a partir de resduos de
construo e demolio.
Para atender a este objetivo, so propostos os seguintes objetivos especficos:
Determinao da influncia da variao de umidade e o estado de tenso nas deformaes
permanentes e nos mdulos de resilincia na camada de base construda com RCD sujeita
a carregamentos cclicos;
Caracterizao das propriedades de reteno de gua e da densidade de poros do RCD
utilizando a tcnica de suco capilar;
-
6
Ajuste dos parmetros do modelo mecanstico-emprico de previso da deformao
permanente do RCD considerando o estado de tenses aplicado e a variao de umidade.
1.4. ESTRUTURA DO TRABALH O
O presente trabalho foi estruturado nos captulos que se descrevem a seguir:
Captulo 1 Introduo
Apresenta uma breve descrio sobre os RCD, o histrico do tema, a relevncia do
trabalho, o objetivo geral e os especficos que foram necessrios para o desenvolvimento da
pesquisa.
Captulo 2 Reviso Bibliogrfica
Recolhe diferentes pesquisas apresentadas por investigadores sobre agregados reciclados
gerados a partir de resduos de construo e demolio (RCD), e o uso desses em
pavimentao. As propriedades fsicas e mecnicas dos RCD. A degradao por
compactao. A mudana de comportamento devido variao da suco. Os conceitos de
deformao permanente, e shakedown e alguns modelos matemticos que intentam prever o
comportamento dos materiais granulares.
Captulo 3 Materiais e Mtodos
Apresenta a descrio detalhada do RCD empregado nesta pesquisa. Os mtodos de
caracterizao fsica e mecnica empregados. A normativa e os equipamentos utilizados. Os
estados de tenso que foram aplicados e as trajetrias de suco.
Captulo 4 Apresentao e Anlise de Resultados
A partir dos dados experimentais obtidos nos ensaios de laboratrio, se discutem os
resultados mediante o uso de artigos tcnicos.
Captulo 5 Calibrao do Modelo Emprico
O captulo apresenta a aplicao do modelo mecanstico emprico proposto pela
NCHRP1-37A (2004) nos resultados obtidos para o RCD avaliado nesta pesquisa. O modelo
que considera a variao do teor de umidade e do estado de tenses foi empregado para
determinar a resposta mecnica do material frente a deformao permanente. A resistncia
ao cisalhamento do material tambm considerada nesse captulo.
-
7
Captulo 6 Concluses e Sugestes para Pesquisas Futuras
Apresenta as concluses mais relevantes obtidas a partir dos dados experimentais e das
anlises numricas desta pesquisa. Adicionalmente deixa inquietudes sobre alguns itens no
avaliados durante o desenvolvimento do trabalho os quais podero ser estudados no futuro.
Por ltimo sero apresentadas as Referncias Bibliogrficas utilizadas.
-
8
CAPTULO 2
REVISO BIBLIOGRFICA
2.1. INTRODUO
A reviso bibliogrfica forneceu informao relevante sobre a produo dos RCD no Brasil
e no Mundo, as diferentes aplicaes desses materiais na engenharia e os aspectos do
comportamento fsico e mecnico dos RCD. As pesquisas consultadas permitiram relacionar
o comportamento do RCD avaliado com materiais granulares convencionais. O captulo
ilustra a aplicao dos resduos de construo e demolio nas camadas de base e sub-base
para pavimentos. Alm disso, apresenta os diversos fatores que afetam o comportamento das
deformaes permanentes e resilientes dos materiais granulares. O mdulo de resilincia, a
degradao devido quebra durante a compactao ou aplicao de carregamentos, e as
caractersticas de reteno de gua sero discutidas ao longo do captulo.
2.2. RECICLAGEM DE RESD UOS DE CONSTRUO E DEMOLIO
Nas ltimas duas dcadas a explorao dos recursos naturais visando construo tem se
tornado uma grande preocupao devido ao impacto ambiental envolvido, uma vez que os
materiais extrados no so renovveis e parte deles so resduos que chegam sem controle
aos aterros sanitrios. Por isso, diversas pesquisas tm se desenvolvido com o intuito de
analisar as propriedades fsicas e mecnicas dos RCD, resultando na possibilidade de
reciclagem desses resduos.
Conforme a US Environment Protection Agency (EPA, 2003) os RCD so gerados
quando estruturas novas so construdas ou quando estruturas existentes so reformadas ou
demolidas. Dentro das estruturas se incluem todos os prdios residenciais e no residenciais,
tanto os projetos de obras pblicas quanto estradas, rodovias, pontes, peres e barragens. Os
diferentes materiais que constituem o RCD variam de estado a estado e depende das tcnicas
construtivas de cada pas. As componentes mais comuns encontradas nesses resduos so
apresentadas na Tabela 2-1.
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Em 2011 a Associao Espanhola de Gestores de Resduos de Construo e Demolio
(GERD siglas em espanhol) apresentou o Gua Espaola de ridos Reciclados Procedentes
de Residuos de Construccin y Demolicin (GEAR, 2011).
Tabela 2-1. Materiais tpicos que compem os RCD nos Estados Unidos (EPA, 2003).
Materiais constituintes Exemplo da composio
Madeira Formas de madeira, tocos de madeira/rvores.
Drywall Lajes de gesso acartonado.
Metais Tubos, barras e cabos de ao.
Plsticos Revestimentos de vinil, portas, janelas, pisos, tubos e embalagens.
Cobertura Madeira, telhas de ardsia e azulejos, mantas asflticas.
Alvenaria Blocos de concreto, tijolos, alvenaria de cimento.
Vidro Janelas, espelhos, luzes.
Diversos Carpetes, luminrias, isolamento, telhas cermicas.
Papelo Geralmente usado para proteo de itens a serem instalados.
Concreto Fundaes, estacionamentos, caladas de pedestres, pisos, superfcies de
pavimento rgido.
Fresado de revestimento
asfltico
Caladas para pedestres e estruturas de pavimentos feitas com Concreto
asfltico.
O GEAR recompila os resultados das pesquisas desenvolvidas por diferentes
Universidades e instituies de pesquisa reconhecidas na Espanha. O conjunto de
recomendaes tcnicas inclui diretrizes orientadas ao uso potencial dos RCD em aterros
para muros de arrimo, aterros para rodovias, elementos pr-fabricados de concreto, concretos
compactados com rolo (CCR) e concretos em massa. O guia estabelece os requisitos mnimos
e os controles de qualidade que se devem levar em considerao para cada uma das aplicaes
acima nomeadas. Segundo o GEAR (2011) as caractersticas fsicas mais relevantes na hora
de empregar o RCD na construo de bases rodovirias so: granulometria, forma,
composio, lamelaridade, plasticidade, resistncia abraso, limpeza, sanidade. Para a
caracterizao qumica deve-se considerar a quantidade de enxofre e a solubilidade de
sulfatos. No que se refere ao comportamento mecnico compactao Proctor na energia
modificada e o ndice de suporte Califrnia (CBR). A Tabela 2-2 apresenta a relao de
ensaios e a frequncia com que se deve verificar a qualidade do RCD durante a construo
da obra.
Segundo a Associao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT, 2004), na NBR 15116 o
resduo de construo pode ser dividido em resduos de construo civil e agregado reciclado.
O resduo inclui resduos que provm de reformas, reparos e demolies de obras da
construo civil como tijolos, blocos, argamassa, gesso, telhas, cermicos e concreto. O
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agregado reciclado um material granular que provm do beneficiamento de resduos de
construo e demolio e que apresenta caractersticas tcnicas para sua aplicao em obras
de edificao e infraestrutura (ABNT, 2004).
Tabela 2-2. Ensaios para controle durante a construo da obra (GEAR, 2011).
Ensaio Norma Frequncia
Equivalente de areia UNE-EN 933-8
A cada 1.000 m3, ou cada dia se uma quantidade menor de
material for produzida. O controle deve ser aplicado sobre
duas amostras uma pela manh e outra tarde.
Azul de metileno UNE-EN 933-9
A cada 5.000 m3 de material produzido, ou uma vez por
semana se a produo for menor.
Granulometria UNE-EM 933-1
Composio UNE-EM 933-11
Limite de liquidez UNE 103103
ndice de plasticidade UNE 103104
Proctor modificado UNE 103501
Partculas alongadas UNE-EN 933-3
Partculas trituradas UNE-EN 933-5
Umidade natural UNE-EN 1097-5
Abrao Los ngeles UNE-EN 1097-2 A cada 20.000 m3 de material produzido, ou uma vez por
ms se a produo for menor.
Como citado por Gmez (2011) a classificao dos resduos de construo civil no Brasil,
includos na norma NBR 15116, obedece aos critrios definidos na Resoluo CONAMA n
307/2002 . Nessa resoluo so definidas as seguintes classes:
Classe A: Resduos reutilizveis ou reciclveis como agregados empregados na
fabricao de concreto, reformas e reparos de pavimentao, demolio e obras de
infraestrutura como solos provenientes de terraplenagem. Incluem-se tambm os resduos
gerados por reformas e reparos de edificaes como componentes cermicos, tijolos, blocos,
telhas, placas de revestimento, argamassa e concreto. Abrange tambm o grupo os resduos
obtidos pelo processo de fabricao ou demolio de peas pr-moldadas.
Classe B: Resduos reciclveis para outras destinaes, tais como plsticos, papel,
papelo, metais, vidros madeiras e gesso.
Classe C: Resduos para os quais no foram desenvolvidas tecnologias ou aplicaes
economicamente viveis que permitam a sua reciclagem e recuperao.
Classe D: Resduos perigosos oriundos do processo de construo, tais como tintas,
solventes e leos, ou aqueles contaminados oriundos de demolies, reformas e reparos de
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clnicas radiolgicas e instalaes industriais. A partir da expedio da resoluo
CONAMA n348 de 2004 o amianto foi includo nesta classe.
A lei 12.305 de 2010 que instituiu a Poltica Nacional de Resduos Slidos (PNRS) deixa
claro que os RCD so de responsabilidade do gerador dos mesmos. Contudo, so os
municpios os encarregados da coleta de tais resduos de obras sob sua responsabilidade e
aqueles lanados em ruas ou locais pblicos aumentando o gasto pblico de saneamento
urbano. A Associao Brasileira de Empresas de Limpeza Pblica e Resduos Especiais
(ABRELPE, 2012 apud Sinisterra, 2014) registrou a quantidade total aproximada de RCD
coletado no Brasil no perodo compreendido entre 2011 e 2012. A Tabela 2-3 permite
observar um acrscimo superior a 5% na quantidade coletada, sendo o Centro-Oeste a regio
com maior quantidade de RCD coletado no Brasil por habitante e por dia, nestes dois anos.
Tabela 2-3. Quantidade total de RCD coletado no Brasil em 2011 e 2012 (ABRELPE 2012 apud
Sinisterra, 2014).
Regio
2011 2012
RCD Coletado (t/dia) ndice
(kg/hab./dia)
Populao Urbana
(hab.)
RCD Coletado
(t/dia)
ndice
(kg/hab./dia)
Norte 3.903 / 0,330 12.010.233 4.095 0,341
Nordeste 19.643 / 0,502 39.477.754 20.932 0,530
Centro-
Oeste 12.231 / 0,966 12.829.644 12.829 1,000
Sudeste 55.817 / 0,742 75.812.738 59.100 0,780
Sul 14.955 / 0,638 23.583.048 15.292 0,648
BRASIL 106.549 / 0,656 163.713.417 112.248 0,686
2.2.1 Normativas e Legislao
De forma geral, cada pas tem desenvolvido uma legislao que permite controlar a
disposio dos resduos slidos da construo civil, visando proteo do meio ambiente, e
a incluso de materiais alternativos nos processos construtivos.
Na Holanda, por exemplo, os requisitos para que agregados reciclados sejam usados em
sub-base de pavimentos foram publicados desde 1995, na Standard Road Specifications
(RAW). A Itlia segue a UNI Standard 10006, e no Reino Unido as especificaes dos
materiais esto no documento Specification for Highway Works. Na Austrlia, a qualidade
dos resduos reciclados regulada por Guidelines for Recycled Buildings Materials
(Poon, 1997; Hendriks & Janssen, 2001). Espanha segue as recomendaes tcnicas
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estipuladas no Gua Espaola de ridos Reciclados Procedentes de Resduos de
Construccin y Demolicin (GEAR) que entrou em vigncia em 2011.
No Brasil no que se refere ao tema de pavimentao existem basicamente duas normas:
a ETS-001 da PMSP/SP (2003), e a norma, NBR 15115 da ABNT (2003). Esta ltima
especifica a utilizao de agregado reciclado RCD em camadas de base, sub-base e reforo
do subleito de pavimentos rodovirios. A Tabela 2-4 apresenta os valores mnimos requeridos
nestas duas especificaes brasileiras para o uso dos RCD em diferentes camadas da estrutura
do pavimento.
Tabela 2-4. Especificaes para agregados reciclados de RCD para aplicaes na pavimentao
(Souza, 2015).
Parmetros PMSP/SP 001
(2003) NBR 15115 (2003)
Dimenso mxima caracterstica
(mm) 50,0 63,5
Frao menor que 0,42mm (%)
Coeficiente de uniformidade > 10 > 10
Coeficiente de curvatura no consta
Porcentagem de materiais
indesejveis
mesmo grupo no consta 2,0%
grupos distintos no consta 3,0%
Forma dos gros (% de gros
lamelares) no consta Mximo 30%
ndice de suporte Califrnia (CBR%)
base (b) (a)
sub-base
Ref. de subleito
Expanso
base
sub-base
Ref. de subleito (a) permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de trfego com N 106 repeties
do eixo- padro de 80 kN no perodo do projeto; (b) permitido o uso de agregado reciclado em camada de base para vias de trfego com N 105 repeties
do eixo-padro de 80 kN no perodo do projeto.
Nos Estados Unidos mediante o relatrio NCHRP 598 (TRB, 2008) se determinou que
os agregados reciclados de concreto (RCP) e os agregados reciclados de concreto asfltico
(RAP) podem ser empregados na construo de bases e sub-bases granulares para volumes
de trfego pesado, mdio e baixo. Segundo a Transportation Research Board (TRB, 2008) o
comportamento mecnico dos agregados reciclados depende no s das tenses aplicadas,
mas tambm das condies de saturao e do clima. A Tabela 2-5 apresenta os valores de
referncia, os ensaios mnimos recomendados e as condies de trfego e clima que devem
ser levados em considerao na hora de trabalhar com agregados reciclados de concreto ou
de asfalto.
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Tabela 2-5. Ensaios e valores mnimos requeridos para o uso de RCD nos Estados Unidos
(TRB, 2008).
Ensaio
(Parmetro de
ensaio)
Trfego H M H L M L
Umidade H L H L H L H L
Temperatura F NF F NF
Micro-Deval (porcentagem perdido) < 5% < 15% < 30% < 45%
Suco capilar (constante dieltrica) 7 20
Triaxial esttico
(Tenso desviomax)
opt, c = 34,5 kPa 689,5 kPa 413,68 kPa 172,40 kPa N.A.
sat, c = 103,4 kPa 1241,05 kPa 930,80 kPa 413,68 kPa N.A.
Triaxial cclico
(Tenso desvio na
falha)
opt, c = 103,4 kPa 1241,05 kPa 1.103,2 kPa 620,53 kPa N.A.
sat, c = 103,4 kPa 1241,05 kPa 1.103,2 kPa 413,68 kPa N.A.
Mdulo de resilincia 413,68 MPa 275,80 MPa 172,40 MPa N.A.
H: Alto volume de trfego ou umidade; M: trfego mdio NF: No congelado
L: Baixo volume de trfego ou umidade N.A.: No aplica
F: Congelado opt: umidade tima, sat: umidade de saturao
2.3. AGREGADO RECICLADO DE RCD COMO MATERIAL GRANULAR DE
BASE OU SUB-BASE
Os materiais reciclados esto sendo cada vez mais utilizados em pavimentao para as
camadas de base / sub-base. Essa prtica ajuda a reduzir custos e impactos ambientais da
construo da estrutura. No entanto, as variaes em misturas originais e a histria do servio
destes materiais reciclados geram incertezas no seu desempenho quando empregados nas
diferentes camadas do pavimento. Para validar o uso dos RCD se faz necessrio estudar suas
caractersticas e compar-las com os materiais granulares convencionais (Gmez, 2011;
Cerni et al., 2012a; Arulrajah et al., 2013; Li, 2013).
Petkovic et al. (2004) afirmaram que possvel utilizar agregados reciclados em todas as
estruturas envolvidas em uma obra rodoviria, incluindo alm da base, a sub-base, o
revestimento asfltico e o reforo do subleito, as drenagens sub-superficiais e as barreiras
antirrudo como observa-se na Figura 2-1, porm, esses usos dependeram da quantidade e
qualidade do material disponvel.
Motta (2005) analisou, em laboratrio, aspectos fsicos e mecnicos de um agregado
reciclado da cidade de So Paulo, Brasil, utilizado para confeco de camadas de base e sub-
base. Com o intuito de avaliar o desempenho do material, a autora executou ensaios de:
compactao, ndice de suporte Califrnia (CBR), resistncia trao por compresso
diametral, resistncia compresso simples e mdulo de resilincia. O estudo envolveu a
anlise do agregado reciclado in natura, alm de misturas RCD + 4% de cal ou RCD + 4%
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de cimento Portland, com o intuito de melhorar a resistncia do material. Entre as concluses
obtidas pela autora se tem que o agregado reciclado de resduo slido da construo civil tem
uma perspectiva promissora como insumo para a construo de camadas de bases e sub-bases
em vias de baixo volume de trfego, e podem ser usados em substituio aos materiais
convencionais para as condies referidas.
Figura 2-1. Aplicaes dos agregados reciclados (RCD) em estradas (Petkovic et al., 2004).
Gmez (2011) avaliou as propriedades fsicas e o comportamento resiliente do RCD
proveniente da demolio do estdio Man Garrincha da cidade de Braslia, Brasil. O
material foi testado aplicando as normas de ensaio para os agregados brasileiros
convencionais. Os resultados mostraram que o agregado reciclado apresentava propriedades
fsicas e mecnicas comparveis s dos agregados de calcrio utilizados na capital brasileira
para a construo de bases granulares. O ensaio de compactao Proctor mostrou que para as
diferentes energias empregadas no h uma curva bem definida, porm, a umidade tima de
compactao foi estabelecida em 13% j que para esse teor de umidade o material apresentou
a melhor trabalhabilidade. A partir de curvas granulomtricas de RCD a autora definiu a
quebra produzida durante a compactao. O ndice de quebra de Marsal Bg foi calculado com
base na variao das curvas granulomtricas aps ensaios de compactao. Os ndices de
quebra obtidos variaram entre 9, 13 e 18% para as energias de compactao normal,
intermediria e modificada respectivamente. Ainda Gmez (2011) avaliou as caractersticas
pozolnicas do agregado fino do RCD mediante o procedimento estabelecido na norma
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NBR - 7215 (ABNT, 1996). O RCD no atingiu o valor mnimo requerido (30,2 MPa) para
ser considerado como uma pozolana pura. Contudo, a resistncia compresso simples
alcanou um valor razovel (15,7 MPa).
Motta (2005) avaliou o comportamento de resduos de construo e demolio coletados
na cidade de So Paulo. Estes agregados foram misturados com cal ou cimento Portland com
o intuito de melhorar sua resistncia mecnica. Gmez (2011) avaliou um agregado reciclado
gerado durante a demolio do estdio Man Garrincha da cidade de Braslia.
Diferentemente dos resduos avaliados por Motta (2005), o RCD brasiliense apresentou
um ganho de at 23% com o aumento do tempo de cura, sem precisar adio de materiais
pozolnicos. Essa variao foi medida a partir da tenso mxima na ruptura obtida no ensaio
de cisalhamento rpido aplicado aps o ensaio de mdulo de resilincia, para uma tenso de
confinamento s3 = 35 kPa, como se pode observar na Figura 2-2.
Figura 2-2. Variao da tenso mxima na ruptura com o tempo de cura aps ensaio de MR
(Gmez, 2011).
Gngora (2011) analisou o comportamento de brita de calcrio e RCD da remodelao
do Palcio de Planalto da cidade de Braslia, como materiais de aterro para estradas no
pavimentadas mediante ensaios laboratoriais de carregamento cclico. A ideia era simular a
carga produzida por um semi-eixo padro. Uma carga de 18 kN foi aplicada a uma frequncia
de 1 Hz mediante uma placa circular. Quando a estrutura de pavimento atingia 25 mm de
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deslocamento vertical o teste era parado. O material de aterro que apresentou melhor
comportamento em termos de resistncia ao nmero de ciclos de carga foi de forma geral o
arranjo feito com RCD, chegando a 1.710 ciclos de carga contra os 1.630 ciclos do pavimento
construdo com brita de calcrio.
Delongui (2012) caracterizou os RCD-R produzidos no municpio de Santa Maria RS,
Brasil. Os resultados demonstraram que os agregados reciclados atendem as especificaes
normativas at mesmo para altos volumes de trfego. No geral, os agregados reciclados
alaram melhores resultados quando submetidos energia de compactao intermediria,
comportando-se semelhantemente s britas.
Amorim (2013) analisou a viabilidade de uso do RCD e solo na construo de bases em
obras virias. O resduo e o solo avaliados na pesquisa foram obtidos em Campo Verde
Mato Grosso, Brasil. A pesquisa incluiu ensaios de campo e laboratrio. O autor verificou
que o incremento do RCD ao solo elevou a resistncia compresso simples e o mdulo de
resilincia de modo que produziu um material com um comportamento mecnico melhorado.
No caso das deflexes obtidas no trecho experimental em estudo, realizadas com a viga
Benkelman, observaram-se valores dentro dos limites aceitveis para o trfego atuante.
Souza (2015) avaliou o comportamento do RCD caracterizado por Gmez (2011) como
material de base de um pavimento flexvel. O foco da pesquisa foi avaliar o RCD em
condies de servio. Dessa maneira, o autor utilizou um modelo fsico de verdadeira
grandeza que permitiu simular a estrutura do pavimento. A estrutura foi submetida a
carregamentos cclicos. Quanto avaliao do desempenho da estrutura do modelo fsico o
autor concluiu que apesar do controle de compactao apresentar deficincias, os valores das
instrumentaes apontaram para um bom comportamento da estrutura do modelo fsico. Com
os deslocamentos plsticos iguais a 2,75 mm determinados no ponto de aplicao da carga e
para um nmero de ciclos igual a 1 x 106 se verificou o bom comportamento da estrutura em
relao ao limite crtico de afundamento para um pavimento. O comportamento dos
deslocamentos plsticos a partir de 1 x 105 ciclos indica que a taxa de deformao decresce
at um valor nulo evidenciando a ocorrncia do comportamento de Shakedown plstico. Para
os deslocamentos elsticos obtidos na superfcie do revestimento foi possvel verificar que a
estrutura do pavimento para o nmero total de ciclos do ensaio estaria em condies
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estruturais ainda boas segundo o critrio da norma DNER-PRO 011 (DNER, 1979). As taxas
de acrscimos de tenso se estabilizam para valores acima de 1 x 105 ciclos onde a partir
desse nmero de ciclos os acrscimos so relativamente constantes. As tenses registradas
na parte inferior da camada de base foram 82% menores que a tenso aplicada na superfcie
do revestimento o que demonstra o bom desempenho do revestimento e base para reduo
das tenses a serem transmitidas para o subleito.
Li (2013) avaliou o comportamento resiliente e a deformao permanente de diferentes
materiais granulares, entre os quais se encontram o agregado de calcrio, agregado reciclado
de asfalto e agregado reciclado de concreto. O estudo permitiu concluir que a deformao
permanente se incrementa com o aumento da tenso desvio; tenses desvio baixas (68,9 kPa)
e densidades relativas entre 85 e 95% no afetam significativamente o comportamento da
deformao permanente dos materiais testados; um contedo de finos alto (12,4 - 12,6%)
gera uma deformao permanente menor do que uma quantidade de finos pequena
(0,8 - 2,2%), indicando que a resposta resiliente dos materiais granulares funo no s da
distribuio granulomtrica, mas tambm da resistncia ao cisalhamento do material
avaliado.
As pesquisas de Motta (2005); Gmez (2011) e Delongui (2012) mostraram que os
resduos gerados em diferentes cidades do Brasil tm caractersticas fsicas e mecnicas
comparveis aos materiais convencionais empregados. Todas essas pesquisas apontam que
os agregados reciclados poderiam passar a ocupar o espao que os materiais granulares
convencionais, sempre que tenham adequadas prticas de reciclagem. Porm, o fato de esses
materiais alternativos serem pouco homogneos, diminui a viabilidade de seu uso. A
variabilidade devido procedncia do resduo, e uma alta absoro associada sua
porosidade (superior aos 2% das britas comuns) demandam controles de obra mais rigorosos,
e do conhecimento em profundidade das propriedades fsicas e mecnicas dos RCD, j que
resduos que provm da mesma regio podem ter uma composio diferente e, portanto, tero
uma resposta mecnica distinta.
Dentre as propriedades que devem ser avaliadas antes de viabilizar o uso de um RCD
encontram-se a distribuio granulomtrica, a sua composio, isso quantidade de concreto,
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brita ou cermicos, resistncia ao cisalhamento, rigidez, deformao permanente entre
outros. Vrios dos aspectos sero abordados nos itens seguintes.
2.4. COMPORTAMENTO RESILIENTE DO MATERIAL GRANULAR
O termo resilincia significa energia armazenada num corpo deformado elasticamente, a qual
devolvida quando cessam as tenses causadoras das deformaes, correspondendo
energia potencial de deformao (Medina & Motta, 2015).
At a dcada de 70, os mtodos de dimensionamento, usualmente empregados no Brasil,
caracterizavam-se por enfocar, basicamente, a capacidade de suporte dos pavimentos em
termos de ruptura plstica sob carregamento esttico, retratada pelo valor de CBR. No
entanto, observou-se que boa parte da malha rodoviria vinha apresentando uma deteriorao
prematura, que era atribuda fadiga dos materiais gerada pela contnua solicitao dinmica
do trfego atuante. Essa realidade acabou por dar ensejo introduo de estudos da resilincia
de materiais empregveis em pavimentos, permitindo avaliar comportamentos estruturais at
ento no explicveis pelos procedi