REVISTA ESTRADAS Nº22 by Revista Estradas

editorial P

rezado leitor,

Você tem em mãos uma edição que, além do conteúdo técnico e do debate de ideias, traz um componente de emoção e sentimento. Nos 80 anos do DAER, casa dos técnicos que compõem a Sudaer e a Secdaer, abordamos um pouco da história do órgão que se transformou em referência no setor rodoviário e a visão de diferentes gerações sobre sua trajetória e seu futuro. Como tema técnico central deste número da Revista Estradas, apresentamos diversas abordagens sobre a Reciclagem de Pavimentos. Você poderá acompanhar relatos sobre pesquisas relacionadas a questões como avaliação das propriedades de misturas asfálticas recicladas; avaliação da inserção de material fresado em misturas recicladas; deformabilidade das misturas recicladas; reciclagem profunda de pavimentos, entre outros. Os técnicos do Departamento estão presentes com artigos sobre o novo SICRO; análise de intersecção modificada para melhoria na segurança viária e o poder de polícia do DAER. Estão na seção Pratas da Casa, onde você pode constatar que o aperfeiçoamento técnico e a busca pelo conhecimento são características dos profissionais do Departamento. Além disso, trazemos uma Prévia relatando o trabalho de pesquisa do Novo Método de Dimensionamento de Pavimentos, que deve entrar em vigor a partir de 2018 e que abordaremos com maior profundidade em nosso próximo número. A nova seção Inovação traz um artigo com as pesquisas sobre asfalto auto cicatrizável, desenvolvidas por pesquisadores da Holanda e do Chile.

www.sudaer.com.br 2

Foto Júlio Cunha Neto

Boa leitura!

Publicação da Sociedade dos Técnicos Universitários do DAER/ Sociedade dos Engenheiros Civis do DAER Av. Borges de Medeiros, 1555 - Prédio Anexo CEP 90110-150 - Porto Alegre - RS (51) 3210.5076

Mensagem dos Presidentes SUDAER SECDAER 4

sumário

REVISTA ESTRADAS ISSN 1807-426X Ano 16 - N° 22- Novembro 2017

Reportagem Daer 80 anos 5

Prévia

Aspectos dos métodos de dimensionamento de pavimentos asfálticos de alguns países comparados aos critérios propostos para o novo método brasileiro 12

Prata da Casa SUDAER PRESIDENTE Eng. Paulo Ricardo Aquino de Campos Velho VICE-PRESIDENTE Eng. Josani Carbonera Pereira SECRETÁRIO Eng.Cláudio Eduardo Machado TESOUREIRO Eng. Luciano Dornelles

SECDAER PRESIDENTE Eng. Laércio Toralles Pinto da Silva VICE-PRESIDENTE Eng. Ana Paula Pestana Cardoso SECRETÁRIA Eng. Sônia Maria Bortoluzzi TESOUREIRA Eng. Alessandra Ribeiro da Silva

IDEALIZADORA Eng. Sayene Paranhos Dias COMISSÃO EDITORIAL Eng. Carlos Alexandre Pinto Toniolo Eng. José Octávio Guimarães Rodrigues Eng. Luana Rossini Augusti Eng. Márcio Tassinari Stumpf Eng. Marlova Grazziotin Johnston Eng. Rodrigo Malysz JORNALISTA RESPONSÁVEL Francisco Canabarro Mtb 8569 DIAGRAMAÇÃO E FINALIZAÇÃO Padda Comunicação

Novo Sicro: novas tecnologias e análises quanto a transição do sistema referencial do DAER para sistema referencial do DNIT 25 Análise de interseção modificada na ERS-122 Km 76 com objetivo de obter melhorias na segurança viária 35 Poder de Polícia do Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem 40

Artigos Avaliação da inserção de materail fresado em misturas asfálticas recicladas à quente 45 Avaliação das propriedades de resiliência, deformabilidade, coesão e adesão de misturas asfálticas recicladas mornas com uso de ligantes convencionais e modificados por polímero 53 Reciclagem profunda de pavimentos: determinação da resistência à flexão e deformação na ruptura de baes BGTC recicladas 60 Análise de misturas asfálticas recicladas a frio para emprego em camadas de base e sub base de pavimentos 66 Análise dos benefícios da implantação da segunda ponte do Guaíba 74 Avaliação do comportamento mecânico do material fresado com adições de cimento portland, cal hidratada, sílica de casca de arroz e cinzas volantes 82 Deformabilidade de misturas recicladas estabilizadas com ligante asfáltico 87 Fatores que afetam o módulo de resiliência na compressão diametral de pavimentos reciclados com cimento 91

Inovação

Asfalto auto-cicatrizável: a cura para os buracos/ Self-healing asphalt: the cure for potholes 98

Relato de Experiência

Caracterização e análise para solução de reciclagem do pavimento da BR 420/BA 105

Recomendação Técnica Adaptação em usinas de asfalto para reciclagem a quente ou morna de materialfresado (RAP) 110

Agenda

117

As informações, os conceitos e as opiniões emitidos nos textos assinados são de inteira responsabilidade de seus autores.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

mensagemdospresidentes

80 ANOS DO DAER É ESTÍMULO PARA CONTINUIDADE DA MISSÃO

Eng. Paulo Ricardo Campos Velho

Presidente da Sociedade dos Técnicos Universitários do DAER/RS

Eng. Laercio Toralles da Silva

Presidente da Sociedade dos Engenheiros Civis do DAER/RS

No Rio Grande do Sul 85% da movimentação de cargas passa pelas rodovias. No transporte de passageiros este número

e desenvolver ações que possibilitem o desenvolvimento e

sobe para aproximadamente 90%. Estes dados demostram a

aperfeiçoamento técnico e científico de seus associados.

extrema importância do modal rodoviário para a sociedade

E nessa perspectiva, a Revista Estradas representa uma

gaúcha e o papel do Departamento Autônomo de Estradas de

das mais importantes e relevantes ações para alcançar esse

Rodagem - DAER na gestão de mais de 10 mil quilômetros de

objetivo. A publicação se constituiu ao longo dos anos em

rodovias estaduais.

referência na área de conhecimento voltada à tecnologia de

Completar 80 anos é motivo de comemoração. O DAER

pavimentação, conservação rodoviária e mobilidade. A cada

tem se dedicado ao longo deste período, por meio de seus

ano, seu lançamento é aguardado com expectativa pelos

servidores, a vencer os desafios que a sociedade lhe confere.

profissionais que atuam no mercado de trabalho e por aqueles

Atende diferentes demandas de conservação, melhoramentos

que propagam a importância da pesquisa acadêmica nas

e ampliação da malha rodoviária. Além disso, é responsável

universidades. A publicação é uma demonstração eloquente do

pela gestão e fiscalização do transporte coletivo intermunicipal,

que é possível fazer quando se reúnem esforços de diferentes

garantindo sua qualidade e segurança.

esferas da sociedade atuando em prol de um objetivo comum.

Essa caminhada de protagonismo voltada para o

A SUDAER e a SECDAER agradecem de forma muito especial

desenvolvimento do Rio Grande do Sul também teve reflexos

aos profissionais que com sua dedicação e entusiasmo tornaram

na organização interna da autarquia através da criação de

esta publicação possível. Nosso reconhecimento também à

suas associações. Assim, em 15 de abril de 1961, foi fundada

Comissão Editorial e aos pesquisadores que nos honraram com

a Sociedade dos Técnicos Universitários do DAER/RS, SUDAER

o envio de seus trabalhos e relatos.

e alguns anos depois, em 15 de setembro de 1986, surgiu a

Chegar a esta edição da Revista Estradas, comemorando

Sociedade dos Engenheiros Civis do DAER/RS, SECDAER. Com

os 80 anos do DAER, significa olhar para trás e sentir orgulho

isso, 56 dos 80 anos da autarquia contam com a organização dos

do que foi feito e olhar para frente e saber que se tem muito

seus profissionais.

a realizar. Como servidores, temos uma grande satisfação e

A Sudaer e Secdaer estão ligadas umbilicalmente à Autarquia Rodoviária Estadual e congregam diversos

profissionais de nível superior, mantendo a tradição de estimular

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

estímulo para a continuidade dessa missão. Que venham mais 80 anos!

Francisco Canabarro Editor da Revista Estradas

Há 80 anos as estradas de rodagem no Rio Grande do

a Diretoria de Viação Terrestre, dotado de dinamismo e

Sul não passavam, em sua grande maioria, de precários

contemplado com recursos de relativa consistência, o DAER

caminhos, muitos deles antigas trilhas de carretas, com escassos

começou a cumprir a tarefa que lhe foi destinada.

melhoramentos. Uma simples viagem de poucas dezenas

Mesmo com as dificuldades enfrentadas por um órgão

de quilômetros transformava-se em verdadeira epopeia. O

recém-criado, acentuadas pela 2ª guerra mundial que, de 1939 a

desenvolvimento do Rio Grande do Sul era barrado por uma

1945, fez sentir seus reflexos no país e no RS, em 1949 os 420km

estrutura viária extremamente deficiente.

trafegáveis o anos todo multiplicaram-se em mais de 6.300km.

A rede rodoviária do estado em 1937 contava com 500

As melhorias se sucediam: rampas particularmente íngremes

km de rodovias concluídas e 3.500km de caminhos rurais.

eram suavizadas, curvas apertadas tinham seus raios ampliados,

Esta quilometragem pouco significava para o transporte no

trechos demasiado estreitos se alargavam.

estado. Além de constituída por redes desarticuladas, estava em

A primeira estrada foi construída em 1942 e ligava Pelotas a

completo abandono quanto à conservação, somente 420 km

Rio Grande, com 52 km era pavimentada com cimento. Em 1949

ofereciam condições de tráfego durante todo o ano.

foi criada a Seção de Construção e Reparação de Estruturas, que

No VI Congresso Nacional de Estradas de Rodagem realizado

passou a projetar, construir e reparar pontes e outras obras de

no Rio de Janeiro, em 1936, o Rio Grande do Sul ficou em

arte. A importância deste setor fica clara quando se sabe que

penúltimo lugar em extensão da rede rodoviária entre os estados

até 1937 existiam 11 travessias por balsa de Uruguaiana a Porto

brasileiros. A repercussão deste fato junto à sociedade gaúcha

Alegre. Em 1952, destas 11, apenas três ainda eram feitas por

fez crescer o apoio da opinião pública a iniciativa da Sociedade

balsa. Seis já possuíam pontes definitivas, incluindo a ponte Gal.

de Engenharia, apoiada pela Escola de Engenharia, da criação de

Osório, sobre o rio Ibicuí, com 506,80m de extensão.

um Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem.

reportagem

DAER 80 ANOS

O final da década de 50, início dos anos 60 marcaram o

Em 11 de agosto de 1937, o movimento alcançava seu

surgimento da indústria automobilística e a vontade do país de

objetivo. Naquela data, com a promulgação da Lei nº 750, o

crescer e recuperar o tempo perdido. No setor rodoviário, já não

governador José Antônio Flores da Cunha declarava extinta a

bastavam estradas apenas transitáveis. Tornava-se obrigatório

Diretoria de Viação Terrestre da Secretaria das Obras Públicas e

livrar-se da lama, acabar com a poeira, encurtar distâncias e

criava o Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem. Em

reduzir tempos de percurso. Começava a era da pavimentação,

21 de fevereiro de 1938, decreto do Interventor José Maurício

do aperfeiçoamento dos traçados, da otimização das

Cardoso regulamentava a atividade do novo órgão. Em 23 de

características técnicas das rodovias. Em 1957 o DAER iniciava a

fevereiro ocorria a sua instalação oficial. Surgia o DAER. Sem

implantação de seu Laboratório de Pesquisas, estrutura essencial

a rigidez de estrutura e funcionamento que caracterizavam

para os novos tempos. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

José Augusto de Oliveira Engenheiro. Aposentado. Ingressou no DAER em 1974.

Os anos 50 e 60 também viram nascer grandes e emblemáticas obras, como a Travessia do Guaíba e a Estrada da Produção (hoje BR 386). A década de 70 trouxe a RS 62, ligando Santa Maria a São Sepé, considerada na época a melhor rodovia do estado. Em 1972, o DAER inaugurava seu Edifício Sede, na Av. Borges de Medeiros, reunindo os setores até então dispersos em diversos prédios do Centro Histórico. É desta época, também, o

reportagem

embrião da Rota do Sol, projetada para ligar a Serra ao Litoral, com entrega prevista para 1974, mas que só foi concluída em 2007. As décadas de 80 e 90 viram surgir a Estrada do Mar, ligando Osório e Torres. Iniciada em agosto de 1989 e concluída em setembro de 1990, um recorde da engenharia nacional. Na década de 90 o DAER passou a supervisionar o Programa Estadual de Concessão Rodoviária e surgiram os programas financiados pelo BID e pelo Banco Mundial. A rede rodoviária sob sua responsabilidade já era de mais de 11 mil quilômetros. O final dos anos 90 marca o momento em que as dificuldades começaram. A redução de investimentos do governo, a falta de recursos para repor e modernizar equipamentos e estruturas e a redução do número de servidores fazem com que o DAER, aos 80 anos, enfrente seu maior desafio: descobrir um novo caminho para continuar cumprindo sua missão, sem abrir mão de sua história e de sua importância para o desenvolvimento do Rio Grande do Sul. Para tentar entender este momento, a Revista Estradas procurou ouvir servidores do Departamento, que vivenciaram diferentes épocas, para saber como os 80 anos de história podem contribuir para o DAER que virá.

Entrei como estagiário, cursando o segundo ano da engenharia na UFRGS e escolhi trabalhar no Laboratório O DAER tinha uma grande estrutura. O Laboratório trabalhava atualizando continuamente as especificações técnicas. Além disso, fazia ensaios para projetos e assistência nas obras. Isso contribuiu para que nós juntássemos o conhecimento teórico com a prática e aprendêssemos com os técnicos mais experientes do Departamento. Foi uma grande escola de engenharia rodoviária. Eu aprendia com o grande conhecimento dos meus superiores, que por sua vez haviam aprendido com os seus. Havia esta transmissão do conhecimento. O DAER tinha em torno de 3.000 servidores, ainda realizava algumas obras por administração direta, em especial a conservação, feita pelas Regionais e o controle de qualidade era feita diretamente nas obras. Os laboratoristas trabalhavam junto com as equipes de fiscalização. Nesta época, uma equipe de fiscalização era formada por cerca de 15 pessoas. O conhecimento técnico era muito bom também na área da conservação e melhoramento nas estradas de terra, origem do Departamento. Quando aumentaram as estradas asfaltadas, os técnicos do DAER tiveram treinamento através de uma consultoria francesa, inclusive indo à França para aprender melhores técnicas de conservação de pavimentos. Esse conhecimento depois foi repassado aos funcionários das Regionais. O DAER tinha o respeito e a consideração da sociedade e o reconhecimento técnico. Nossas especificações e normas eram utilizadas em todo o país. Fomos pioneiros em diversas tecnologias, como por exemplo: o uso da brita graduada como base, o primeiro uso de microrrevestimento e do asfalto borracha, entre outros. A contribuição do DAER para o desenvolvimento do Rio Grande do Sul é enorme. Eu diria que para o DAER pensar seu futuro, precisa olhar para as suas origens. Não tanto pela forma de fazer, mas pela filosofia com que ele foi criado. Ele surgiu com o estímulo e o apoio de duas entidades técnicas, a Sociedade de Engenharia e a Escola de Engenharia para substituir a Diretoria de Viação Terrestre da Secretaria de Obras Públicas, com duas missões técnicas: aumentar significativamente a malha rodoviária e melhorar as rodovias já existentes. Então, o DAER precisa focar

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

na questão técnica, para a qual foi criado. Fazer engenharia

uma escola, grandes projetos foram feitos pelos servidores da

rodoviária por essência. Mais engenharia rodoviária, menos

SEP. As equipes de topografia faziam todo o levantamento e a

política. Acredito que seja este o caminho. Não pensar em voltar

demarcação, os técnicos projetavam o traçado. A SEP fazia o

a construir como no passado, trabalhar por administração direta.

projeto completo. E o DAER ainda executava pelo menos uma

Mas honrar a filosofia com que foi criado.

parte destes projetos.

Acho que, diante da falta de recursos, a prioridade deveria

A partir do governo Brito, nos anos 90, começou a

se dada à conservação. Mais de uma geração de engenheiros

desmobilização, a terceirização do DAER. Com o PDV houve a

e servidores trabalhou para construir estradas, patrimônio

redução de pessoal e o início da contratação de Consultoras. Em

da sociedade, que hoje estão deteriorando e muitas sem

seguida, a contratação de consultorias foi suspensa e não houve

recuperação por falta de manutenção. Deveríamos priorizar a

reposição de pessoal, principalmente de nível médio. Hoje, por

conservação, seja através de financiamentos, com recursos do

exemplo, o DAER tem um Laboratório com todo o equipamento

orçamento, mas deveria ser a nossa atividade número 1. Até em

necessário e não tem laboratoristas em número suficiente. Além

respeito a história do Departamento.

disso, os salários iniciais não são competitivos com o setor privado.

Não imagino um estado sem ter um órgão que detenha o

O DAER tem conseguido se manter minimamente ativo graças

conhecimento técnico, o know how, o saber como fazer. Nós

aos financiamentos do BID e outros. Apenas com os recursos do

precisamos que exista um ente técnico que defina as normas da

Tesouro do Estado não conseguiríamos cumprir nossa missão.

engenharia rodoviária, que repasse este know how.

Acredito que o DAER precisa de uma grande reformulação. Precisa repensar sua estrutura para atender a sociedade de forma eficiente, com o pessoal e os recursos de que dispõem. Mas,

César Marinho Rodrigues Contador. Superintendência de Finanças. Ingressou no DAER em abril de 1981. Recém-formado, fiquei sabendo que o DAER abrira 20 vagas para Contador. Naquela época o DAER tinha autonomia para realizar as provas e contratar. Fui aprovado e comecei a trabalhar no Grupo de Controle e Análise que controlava as taxas de manutenção e fiscalização das rodoviárias e empresas de ônibus. A natureza do meu trabalho fazia com que viajasse muito para as Regionais, que nos davam suporte para fiscalizar as estações rodoviárias. E, nesta época, anos 80, o DAER ainda realizava muita coisa por administração direta. Lembro que

não pode simplesmente reduzir seu tamanho sem pensar em como ficarão os seus servidores. Reduzir o tamanho do DAER sem reestruturar a matriz salarial, principalmente dos níveis mais baixos, que não tem condições de se aposentar sem sofrer uma redução de 60 a 70% nos seus vencimentos e que são maioria nas Regionais, vai criar um problema social muito grande.

Luciano Faustino da Silva Engenheiro. Ingressou no DAER em 2012. Diretor de Infraestrutura Rodoviária Iniciei em Lajeado, como superintendente regional adjunto

em 1983 foi feita a última grande compra de equipamentos,

de 2012 a 2015. Em 2015 assumi como Superintendente e em

máquinas e caminhões, para as Regionais. Então, nesta época

abril de 2016 foi convidado pelo Secretário Pedo Westphalen

as Regionais estavam em plena atividade. Já havia alguma

para assumir a Diretoria de Infraestrutura Rodoviária.

coisa de terceirização, alguns contratos, mas as regionais ainda conservavam e construíam. No âmbito da Superintendência de Finanças o DAER tinha

O DAER é uma instituição que completa 80 anos em 2017. A simples existência por 80 anos já traz toda uma história, uma bagagem. O Brasil vive uma transição gigantesca, e precisamos

autonomia para decidir os pagamentos. A Secretaria de Fazenda

incluir o DAER neste contexto histórico. Houve a época em que

liberava os recursos e a Superintendência definia o cronograma de

o Estado assumiu a responsabilidade de ser o grande executor,

pagamentos, tinha autonomia para gerir os recursos.

fazer as obras necessárias e entregá-las para a sociedade, e

Meu pai foi motorista da Superintendência de Projetos e através dele acompanhei muito da história do DAER. A SEP era

este era o contexto histórico no surgimento do DAER. Então, o Departamento iniciou sua trajetória construindo estradas, com

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

pessoal e equipamentos próprios, com recursos próprios. O DAER

cultura técnica. Qualquer servidor questionado sobre os pontos

era a grande construtora do Rio Grande do Sul.

positivos do Departamento vai citar a cultura técnica. O grande

Aos poucos isso foi se transformando, assim como a

reportagem

economia brasileira passou pelo processo da iniciativa privada

volume de conhecimento que existe dentro do DAER. Este conhecimento vai passando entre as diferentes

assumir muitas questões que eram pertinentes ao serviço

gerações que trabalham juntas. Confesso que não existe

público. Esse processo foi natural. E o DAER passou por isso.

uma sistematização desse processo. É mais na prática. Tens

De um período inicial com milhares de funcionários, com

a necessidade e buscas a solução através da consulta a uma

equipamentos de ponta, em que era um indutor de tecnologia

especificação técnica, da conversa com um servidor com

na área da construção rodoviária, essa transição está levando

mais experiência, que conhece a região, conhece o tipo de

o DAER, digo levando porque a transição ainda está em

trabalho que está sendo executado. E existe a colaboração

andamento, a se tornar um gestor de contratos.

entre os técnicos do Departamento na disseminação deste

Neste período em que estou no Departamento, e podemos dizer que nas últimas duas décadas, é a fase mais crítica. Por

conhecimento. Para que este processo de transição aconteça de maneira

que o DAER ainda guarda um resquício do Órgão construtor,

efetiva e correta, o DAER gestor de contratos precisa levar para

ainda temos equipes e equipamentos próprios que atuam

as empresas esse conhecimento e exigir delas que mantenham a

nas rodovias, mais na questão de conservação, em pontos

cultura técnica que o DAER desenvolveu. As nossas boas práticas

específicos em que nossos contratos ficam sem cobertura, e

de execução de obras, de fiscalização. De maneira que eles

já existe o DAER gestor, que contrata um projeto, aprova, orça,

ajustem seus processos para que se tenha uma obra executada

licita, fiscaliza e paga. Que hoje representa o maior volume de

com a melhor qualidade, no menor tempo possível, com bom

investimentos.

uso dos materiais, para que eles também tenham o resultado

Eu vivenciei isso na prática quando trabalhei na Regional.

financeiro que precisam. Então, para que essa transição não seja

Resolvi problemas em campo com pessoal e equipamentos

prejudicial ao DAER, precisamos disso: manter o conhecimento

do Departamento e fiscalizei obras contratadas. E eu senti que

aqui dentro e passarmos esse conhecimento através da exigência

existe no DAER uma grande preocupação em não perder a

das boas práticas por parte das contratadas. Isso se faz através das especificações técnicas. O conhecimento do DAER tem que ser transcrito e atualizado nestas especificações, para que as novas gerações se utilizem desses instrumentos para perpetuar este legado técnico. Em resumo, o DAER não tem como voltar a ser o DAER construtor, porque o próprio mercado não comporta, mas tem o desafio de manter o seu legado, repassando seu conhecimento e cobrando o uso das melhores técnicas de quem vai construir.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

DEPOIMENTOS A Revista Estradas pediu ao Diretor Geral do DAER, ao presidente da Sociedade de Engenharia, mentora da criação do DAER e ao Secretário dos Transportes um depoimento sobre os 80 anos do DAER.

Nosso resultado é enorme. Só que perto

Rogério Uberti Diretor Geral do DAER

do nosso tamanho ele não aparece. Então, a ideia é reduzir patrimônio, casas, regionais que não tenham mais finalidade. Hoje, com os avanços tecnológicos, não tem sentido ter uma regional a apenas 100 km de outra.

O DAER sempre foi respeitado e

Conseguimos melhorar nosso

Nós temos um quadro funcional com

admirado no RS e no Brasil. Referência

processo de comunicação com a

um grande número de servidores em

técnica para todos os DERs. Passou

sociedade e mostrar nosso trabalho.

idade de aposentadoria. Pretendemos

por um processo de degradação em

Estamos construindo 25 acessos

começar a encaminhar estes para a

virtude das questões políticas, da troca

municipais, recuperando mil quilômetros

aposentadoria e trazer novos servidores

de gestão e de objetivos a cada nova

de rodovias, temos contrato para

por meio de concurso público. É neste

eleição. Não houve continuidade. Hoje,

qualquer tipo de obra, todos renovados.

sentido que a reestruturação está

em virtude da situação do Estado, com

Encaminhamos uma reestruturação em

sendo pensada. Também vamos rever e

a necessidade de enfrentar a falta de

que todos estão inseridos, ninguém foi

modernizar processos. Mas, não podemos

recursos, o DAER teve que se adaptar e

alijado do processo. Eu tenho orgulho

deixar de contar com uma estrutura

graças aos financiamentos e a capacidade

de estar vivenciando este período, de

mínima para intervenções. O DAER não

do corpo técnico e aos servidores, que

o DAER chegar aos 80 anos passando

pode abrir mão da administração direta

são excelentes, estamos mostrando ao

pelo seu melhor momento nos últimos

num estado que, no momento, não está

Rio Grande do Sul que pode contar com o

10, 15 anos. Espero que no final deste

em boas condições financeiras. Quando

DAER. O Departamento ainda tem muito

processo, no ano que vem, tenhamos um

estas condições melhorarem, podemos

que oferecer à sociedade gaúcha.

Departamento reestruturado e com os

pensar em só trabalhar com contratos.

servidores com a questão salarial bem

Então, há um estudo paralelo, que no

DAER jamais será extinta, fechada ou

equilibrada. Pretendo encerrar minha

momento oportuno será inserido na

qualquer outro absurdo que inventam

gestão com o Plano de Cargos e Salários

reestruturação, que são as Patrulhas

por aí. Apesar de todas as dificuldades,

aprovado pela Assembleia Legislativa.

Rodoviárias.

Uma instituição com a história do

o DAER executa um orçamento de 560

A ideia é fazer uma reestruturação

A ideia é modernização,

milhões e a previsão para 2018 é de 750

de fato. O que pesa contra o DAER é o

enxugamento e rejuvenescimento do

milhões. Estamos avançando, apesar da

seu tamanho, não a sua competência. As

DAER, sem esquecer o passado, a história

grande demanda e com um corpo técnico

pessoas cobram: “...esse Departamento

que nos trouxe aos 80 anos. Continuar

reduzido, mas de alto nível, estamos

imenso, com estrutura em todo lugar, e

sendo referência técnica para o Rio

cumprindo nossa missão.

apresenta um resultado tão pequeno”.

Grande do Sul e o Brasil. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Luis Roberto Ponte Presidente da Sociedade de Engenharia do RS

reportagem

A crise financeira do Rio Grande,

O DAER foi escola para alunos de engenharia que ajudaram a pagar seus estudos universitários com os estágios que nele cumpriram

já agravada na década de 90, levou

de modo muito profícuo para

o governo a implantar pedágio nas

ambos, e foi berço de aprendizado

estradas de maior volume de tráfego,

de inúmeros engenheiros que

tendência que, com a crônica falta

compuseram ou compõem os

de recursos para manter bem

excelentes quadros técnicos de

implantação de rodovias e pontes,

conservada a malha viária, acabou

tradicionais empresas de construção

aportando as últimas inovações

se consolidando e culminando

e supervisão das estradas do Estado,

tecnológicas que se iam criando no

com a criação da Empresa Gaúcha

muitas delas criadas ou dirigidas por

mundo, tendo formado um modelar

de Rodovias-EGR, levando a que,

esses engenheiros.

corpo técnico dedicado à dura e

provavelmente esta empresa

nobre missão de conceber, construir

fique incumbida da manutenção e

da sua gestão e superadas algumas

e manter a imensa, embora ainda

duplicação das rodovias de maior

dissenções político-ideológicas

insuficiente, malha rodoviária do

VDM, deixando ao DAER a missão de

internas, o DAER deverá voltar a ter

Rio Grande do Sul indispensável à

construir estradas novas e cuidar da

a grande proeminência que já teve

mobilidade das pessoas, à circulação

manutenção do restante da malha

na condução da solução do crucial

da sua produção primária e industrial

pavimentada e de toda a imensa

desafio de propiciar e manter uma

e a um vigoroso e sustentável

malha ainda não pavimentada, o

adequada malha rodoviária de que o

desenvolvimento econômico do

que continua sendo um grande e

desenvolvimento do Rio Grande não

Estado.

importante desafio.

pode prescindir.

O DAER foi modelo nacional na

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Consolidada a modernização

Pedro Westphalen Secretário dos Transportes

Neste ano que o DAER completou 80 anos de história, eu não poderia, como secretário dos Transportes do RS, deixar de fazer um agradecimento, aos seus funcionários, diretores e colaboradores pelos serviços prestados à população e aos caminhos construídos ao longo desses 80 anos no estado. Diante deste momento de dificuldade que vivemos, o DAER continua dando as

respostas que o Rio Grande do Sul precisa. Fico muito honrado de ter essa autarquia sob o nosso comando na Secretaria dos Transportes. Estamos realizando uma reestruturação do departamento, com foco total na prestação de serviços, e o DAER tem feito sua parte. Que esse legado de 80 anos da autarquia, sirva de exemplo e motivação para sempre realizar mudanças necessárias e avanços importantes.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

ASPECTOS DOS MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS DE ALGUNS PAÍSES

prévia

COMPARADOS AOS CRITÉRIOS PROPOSTOS PARA O NOVO MÉTODO BRASILEIRO Laura Maria Goretti da Motta COPPE/UFRJ

1 - INTRODUÇÃO

e reconhecimento. Uma visão histórica do método está apresentada no Relatório 1 do TED 682/2014, concluído em 2015 (Motta e

Em 2014, foi publicado em um número da revista Estradas

Medina, 2015). No entanto, as condições de tráfego são muito diferentes

um artigo que apresentava os conceitos principais de um método mecanístico-empírico (M-E) de dimensionamento de pavimentos

daquelas a década de 1960-70. Aumentou muito: o volume, os tipos de veículos, os

asfálticos e trazia também informações sobre o empenho da Rede Temática de Asfaltos (RTA), patrocinada pelo CENPES/Petrobras e do

tipos de pneus, velocidades, pesos, etc. Evoluíram também o

DNIT em tornar realidade um novo método no país (Motta, 2009).

conhecimento das formas de avaliar os materiais (novos ensaios),

Ao longo destes três anos, houve um avanço na definição do

os processos construtivos, os materiais asfálticos, as exigências de

novo método mecanístico-empírico, que atualmente está em vias

sustentabilidade, os métodos de cálculo de tensões-deformações,

de fechamento de uma versão de teste pelos engenheiros do DNIT

etc.

e da RTA. A versão proposta neste momento está comentada neste artigo. Também são apresentados alguns aspectos de métodos

rodovias nacionais, aumentou muito a necessidade de uso de

vigentes em outros países.

pavimentos semirrígidos e invertidos. Para estes, com mais razão, o

É sabido que se têm três tipos de métodos de

. . .

dimensionamento de pavimentos asfálticos: Métodos empíricos: como exemplo: Método do CBR

(Murillo Lopes de Souza, 1966, 1981) Métodos mecanístico-empíricos: por exemplo MEPDG

(AASTHO - EUA) e SisPav (Franco, 2007) Catálogos de estruturas de pavimento: por exemplo de

Portugal e Espanha. O Método do CBR estabelecido pelo DNER em 1966 foi

Para os volumes de tráfego comercial presente nas principais

uso do método do CBR com todas as suas simplificações ficou mais anacrônico ainda. Assim, se impõe como uma ação urgente o estabelecimento de um novo método de dimensionamento. Muitos projetistas já têm empregado métodos ME para dimensionar pavimentos asfálticos no Brasil. No entanto, divergem em vários pontos tais como o método de cálculo de tensões-deformações e quais critérios de desempenho considerar, mas talvez o ponto mais importante seja a falta de calibração que os procedimentos particulares apresentam.

desenvolvido pelo Engenheiro Murillo Lopes de Souza e tem

Os parâmetros de acompanhamento do desempenho são as bases

inegavelmente grande importância para o Brasil. Apesar de se

dos critérios de um dimensionamento racional.

basear em dois métodos americanos de 1962, a versão que se usa

Um método mecanístico-empírico basicamente considera que:

foi adaptada (fortemente) pelo Eng. Murillo. Muitos quilômetros

–

o pavimento é uma estrutura em camadas;

foram dimensionados com muito sucesso, merecendo homenagens

–

é necessário um programa de cálculo de tensões-

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

deformações: compatibilizar esforços do tráfego e a

“pegar” modelos de desempenho de um método para uso em

deformabilidade dos materiais – a parte mecanística

outro.

–

É necessário ajustar os critérios com observações de

trechos acompanhados no campo - a parte empírica. A tendência mundial de estabelecer métodos mecanísticos–

Monismith (2004), professor da Universidade da Califórnia, Berkeley, apresentou extenso relato sobre o desenvolvimento histórico dos métodos de dimensionamento de pavimentos

empíricos de dimensionamento fundamentados em sólidas

asfálticos que foi acompanhada da evolução da tecnologia dos

bases analíticas e experimentais se confirma mais a cada dia.

concretos asfálticos. Diz que:

Otimizar recursos específicos de projeto, compatibilizar os

•

Pavimentos asfálticos duradouros podem ser

materiais e testar várias combinações para reduzir os custos e o

projetados fazendo uso dos métodos mecanísticos - empíricos

tempo de construção são possibilidades deste novo enfoque.

(base analítica) desenvolvidos nos últimos 40 anos.

Porém, mesmo com todo avanço dos ensaios de laboratório

•

Embora já seja possível projetar pavimentos asfálticos

e dos métodos de cálculo de tensões e deformações, ainda há

duradouros, permanece a necessidade de dar cuidada atenção

necessidade de ajustar as relações matemáticas de previsão dos

às boas práticas construtivas a fim de assegurar o desempenho

danos - que é a parte empírica, para:

previsto no projeto.

- levar em conta a complexidade de parâmetros não totalmente representados nos modelos numéricos, - ajustar as funções dos modelos de desempenho para as

2 - CATÁLOGO DE ESTRUTURAS

condições particulares de uma região, de um clima, dos hábitos de carga, das técnicas construtivas, etc. Somente a observação sistemática da evolução dos defeitos

Em países de menor extensão, com materiais bem conhecidos é possível o dimensionamento prévio de estruturas que são

ou danos – trincamento de fadiga e deformação permanente -

agrupadas em “catálogo” em função do tráfego e do subleito. Este

nos pavimentos em uso, permite a validação dos critérios de um

catálogo pode ser empírico ou mecanístico. Exemplos de catálogo

método M-E.

são os ainda usados em Portugal e na Espanha, explicados a

Isto implica: contagem e pesagem de caminhões e ensaios não destrutivos de auscultação da condição estrutural

seguir. Estas informações estão compiladas no Relatório 3 do TED 682/2014, preparado pela COPPE (Motta et al, 2016).

do pavimento (deflectometria, geo-radar, mapeamento dos defeitos, etc) por vários anos.

2.1 Portugal

Como principais critérios de um método M-E tem-se que o dimensionamento de pavimento deve garantir que as espessuras das camadas e suas características sejam suficientes para:

•

minimizar o efeito do afundamento da trilha de roda

ATR (acúmulo excessivo de deformação permanente)

•

assegurar que a repetição da aplicação da carga não

irá causar o trincamento excessivo da camada de revestimento (fadiga) dentro do período de projeto.

O “Manual de Concepção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional” - MACOPAV (JAE, 1995) apresenta o catálogo com base mecanística usado em Portugal. É uma publicação com sete capítulos: introdução, tráfego, condições climáticas, fundação do pavimento, materiais de pavimentação, estruturas de pavimento e perfis transversais. O MACOPAV indica estruturas tipo para pavimentos novos,

Quando se determina em laboratório a curva de fadiga e

não sendo aplicável para projeto de reforço. Vale para volume

os modelos de deformação permanente criam-se os critérios

de tráfego comercial de 50 a 2000 veículos por dia e considera

de acompanhamento do desempenho. No entanto, como as

Eixo padrão: 8,2t. Para estruturas semirrígidas, a avaliação da

condições de laboratório são em geral simplificadas em relação

capacidade de carga é feita para eixo padrão de 130 kN (13 t),

ao campo e muitas vezes mais severas, é necessário o ajuste

utilizando fator de agressividade do tráfego pesado de 0,5 a 1.

destas previsões. O Fator Laboratório – Campo, FLC, serve para

Portugal é dividido em três regiões climáticas – temperada,

ajustar a vida de fadiga estimada por ensaios de laboratório

média e quente – e o tipo de ligante asfáltico é escolhido por

às condições de campo, por exemplo. Mais detalhes sobre a

esta condição e pelo volume de tráfego. Os ligantes típicos são

Mecânica dos Pavimentos e o dimensionamento podem ser

de penetração: 60/70 e 40/50. Se usar asfalto polímero deve-se

vistos em Medina e Motta (2015), por exemplo.

redimensionar.

Todos os métodos de dimensionamento M-E apresentam

O Módulo de Resiliência das misturas asfálticas pode ser

ajuste deste tipo, estabelecidos levando em conta todos os

estimado pelo modelo da SHELL e o coeficiente de Poisson

aspectos do método. Portanto: não é possível simplesmente

adotado foi 0,35. O modelo de fadiga é dado por:

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

No catálogo da Espanha (catálogo M-E), as características dos parâmetros de dimensionamento são as seguintes:

Fadigas:

Onde: a = 3 a 3,5x10-3 e b = -0,20. Para o subleito pode-se estimar o Módulo de Resiliência (MR) pelas expressões:

Brita – Cimento (BGTC)

prévia

Solo - Cimento Admite-se para algumas classes de SL a determinação do CBR sem embebição e sem sobrecarga e indica-se melhoria de alguns solos de fundação com cal ou cimento. Na Figura 1 mostra-se uma das páginas do Catálogo de Portugal que foi estabelecido para tráfego de 500 a 800 veículos por dia (T3) e para subleito de MR igual a 60 MPa (F2). Figura 1 – Estruturas de pavimento propostas pelo catálogo de Portugal para certa condição de tráfego e de subleito (JAE, 1995)

O fato de existir um catálogo oficial de dimensionamento de pavimentos em Portugal não implica em que consultores e pesquisadores não utilizem métodos mecanístico-empíricos para seus projetos, por exemplo: PaviFlex (Baptista e Picado Santos, 2000). Na Tabela 1 mostra-se uma comparação do catálogo de Portugal com o da Espanha e o da França de 1998, em termos gerais. Tabela 1 – Comparação entre espessuras indicadas para as camadas de pavimento nos catálogos de Portugal e Espanha.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Na Figura 2 mostra-se uma das páginas do catálogo espanhol em função do tráfego e da condição do subleito Figura 2 – Exemplo de catálogo espanhol de dimensionamento de pavimentos.

Todos os catálogos têm lista de materiais bem definidos: exigências de qualidade, muito uso de materiais estabilizados quimicamente, sendo que na década 1980eram empíricos, na década de 1990 passaram a ser mecanístico-empírico e na década de 2000 alguns são mantidos somente para baixos volumes de

. .

trincas térmicas, irregularidades superficiais (International Roughness

Index - IRI) ATR:

tráfego. Hoje a substituição por programas está cada vez maior devido à facilidade dos computadores.

3 A TENDÊNCIA ATUAL DE USO DE MÉTODOS MECANÍSTICOS-EMPÍRICOS

Fadiga:

A grande parte dos países já migrou ou está migrando para métodos M- E. Vão ser apresentados aqui alguns aspectos dos métodos dos EUA, França, Inglaterra, Alemanha, África do Sul, Austrália e México, a título de exemplos. Estas informações e outras

Na Figura 3 mostra-se a tela inicial do MEPDG norte-

estão compiladas no Relatório 3 do TED 682/2014 preparado pela

americano do ano de 2008. Uma característica importante a

COPPE (Motta et al, 2016).

ser observada é que há sempre frequentes atualizações dos

3.1 Estados Unidos (2002, 2004,2008, 2013, 2015): O método é conhecido como Mechanistic – Empirical Procedure Design Guide (MEPDG). Engloba num mesmo software o dimensionamento de pavimentos asfálticos (flexíveis) e de concreto de cimento portland (rígidos), novos e reabilitados. Para pavimentos asfálticos são

. .

utilizados quatro critérios de ruptura: deformação permanente (afundamento de trilha de roda

- ATR), trinca por fadiga de baixo para cima, base-topo (bottom-

up) e de cima para baixo, topo - base (top-down),

métodos M-E. Na Tabela 2 mostram-se critérios de desempenho deste método na versão de 2008. Ressaltam os americanos que vários fatores impactaram a

. . .

adoção do M – E nos EUA: O processo de análise representou mudança radical de

como os pavimentos são projetados. Implantação exige recursos para ser bem-sucedida e

mudança nos órgãos. O Guia não é um “livro de receitas” que pode ser

aplicado por engenheiros inexperientes: o usuário deve ter

compreensão do comportamento do pavimento. Implantação do M-E exige estreita coordenação entre

o conhecimento dos materiais, do tráfego, de construção, banco de dados e critérios de projeto.

Figura 3 – Tela inicial do MEPDG dos EUA (2008)

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Tabela 2 – Ordem de grandeza dos critérios de ruptura recomendados pelo MEPDG (2008)

–

Base de materiais betuminosos (10 a 20 cm)

–

Camada de materiais granulares sem aditivos

(aproximadamente 12 cm) –

Materiais tratados por ligantes hidráulicos (15 a 50 cm)

–

Subleito

Em 1998 foi feita uma atualização do Catálogo mecanísticoempírico (ALIZÉ) e a partir de 2005 passou-se a utilizar diretamente o ALIZÉ para cada dimensionamento particular.

prévia

O programa ALIZE continua, cada vez mais adaptado para as

3.2

Fança

O Guia Técnico Francês de dimensionamento estrutural de pavimentos que pode ser considerado um dos primeiros M-E é de 1994 (“Conception et dimensionment des structures de chausée – Guide tecnique”). Mas desde a década de 1970 já era utilizado um programa de análise de tensões denominado ALIZÉ O Guia Técnico compreende seis partes: 1.

Fundamentos do método de dimensionamento.

Relação entre as escolhas de concepção dos

pavimentos e de gestão de uma rede rodoviária. 3.

A camada superficial (revestimento).

O subleito (“plate-forme”) de suporte do pavimento.

Os materiais do pavimento.

Dimensionamento de pavimentos novos.

A - As estruturas de pavimentos consideradas são: – Pavimentos flexíveis (chaussée souples) –

Revestimento de materiais betuminosos

–

Base de materiais betuminosos (<15cm)

–

Base granular sem aditivo (20 a 50 cm)

–

Subleito

situações reais do país e com as facilidades operacionais que se tem hoje. Em 2011 foi lançada nova versão do ALIZE – LCPC Software 1.3 que permite análise M-E das estruturas sendo ferramenta regulatória para projeto de pavimentos para a rede federal francesa e outras agências. Nas Figuras 4 a 7 mostramse algumas telas do método francês aplicada a um projeto brasileiro. Os critérios de desempenho são: –

Deformação admissível dos materiais betuminosos:

ε_psit=ε_6∙((CAM∙N)/(1×[10]^6 ))^b∙k_r∙k_s∙k_c –

Tensão admissível dos materiais tratados com ligante

hidráulico:

σ_psit=σ_6∙((CAM∙N)/(1×[10]^6 ))^b∙k_d∙k_ r∙k_s∙k_c –

Deformação admissível de materiais granulares não

tratados:

ε_psiz=A×(CAM∙N)^(-0,222)

B – Pavimentos betuminosos espessos –

Revestimento de materiais betuminosos

–

Base de materiais betuminosos (15 a 40 cm)

–

Subleito

C – Pavimentos de camadas de base e sub-base tratadas com ligantes hidráulicos –

Revestimento de materiais betuminosos (6 a 14 cm)

–

Materiais tratados por ligantes hidráulicos (20 a 50 cm)

–

Subleito

D – Pavimentos de Estrutura Mista –

Revestimento de materiais betuminosos

–

Base de materiais betuminosos (10 a 20 cm)

–

Materiais tratados por ligantes hidráulicos (20 a 40 cm)

–

Subleito

E – Pavimentos de Estrutura Invertida – 16

Revestimento de materiais betuminosos

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 4 - Tela de entrada do método M-E da França (2011)

Figura 5 - Tela de Biblioteca de dados do método M-E da França (2011)

3.3

Inglaterra O método inglês é empírico, mas os materiais são escolhidos

pelos seus Módulos de resiliência. Por exemplo para o Subleito (CFT): Fundação Classe 1 ≥ 50 MPa; Fundação Classe 2 ≥ 100 MPa; Fundação Classe 3 ≥ 200 MPa; Fundação Classe 4 ≥ 400 MPa (subleito estabilizado quimicamente). A Classe 1 não pode ser para tráfego N > 2 x 107. Um outro aspecto considerado é que para pavimentos

Figura 6 - Tela de resultados do método M-E da França (2011)

flexíveis de vida útil longa usa-se base estabilizada com cimento (HBM) e revestimento de espessura de 180 mm total, necessário para retardar o aparecimento de trincas de reflexão, desde que trincas transversais tenham sido induzidas na base HBM a intervalos de 3m, requerido pela Especificação MCHW1 Série 800. Para misturas asfálticas os valores típicos (de tipos dados por siglas) de Módulo Dinâmico são:

• • • •

Figura 7 - Tela de tráfego do método M-E da França (2011)

DBM125 = 2.500 MPa; HRA50 = 3.100 MPa; DBM50 / HDM50 = 4.700 MPa; EME2 = 8.000 MPa.

São valores para a condição de referência de ensaio de 20°C e 5 Hz. No controle no campo usa-se Módulo de resiliência a compressão diametral.

3.4

Alemanha Na Alemanha é utilizado um método M-E, cuja concepção

está apresentada na Figura 8. O dimensionamento mecanísticoempírico da estrutura do pavimento de acordo com a Richtlinien für die rechnerische Dimensionierung des Oberbaus von Verkehrsflaechen mit Asphaltdeckschicht: RDO Asphalt 09 (FGSV 2009). Este procedimento contém princípios teóricos para utilização do software que faz o dimensionamento estrutural do Na França faz-se as seguintes considerações:

•

Os critérios de projeto deste método analítico têm como Opção de pouca manutenção, portanto, a opção por

elevado investimento inicial, de forma a atingir longo período de vida útil, de 20 a 30 anos, com camadas espessas,

•

Ampla gama de estruturas asfálticas, semirrígidas e

premissa proteger o pavimento:

• •

deformações excessivas no subleito, trincas por fadiga do tipo bottom up (de baixo para

cima).

rígidas;

•

pavimento.

Revestimentos com várias camadas e funções: 1)

drenagem e atrito, 2) impermeabilizar, 3) fadiga, 4) deformação permanente.

• •

Proteção contra gelo-degelo. Tipo de ligante e mistura escolhido de acordo com o

tráfego e os ensaios estão indicados na figura 9. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Na Figura10 mostra-se uma tela do programa de

3.5 África do Sul

dimensionamento da Alemanha. A África do Sul é um dos países que desenvolveu tecnologias Figura 8: Concepção do método M-E da Alemanha (2009).

de avaliação de pavimentos pioneiras, especialmente nas décadas de 1970 – 80. O atual Manual da África do Sul é de 2014 (South African Pavement Engineering Manual – SAPEM 2014) e diz: “SAPEM é um “documento vivo”. A primeira edição foi disponibilizada em formato eletrônico em janeiro de 2013, e segunda edição, em outubro de 2014. As opiniões de todas as

prévia

partes interessadas na indústria da pavimentação são apreciadas, pois isso irá manter o SAPEM relevante” . Um critério estrutural de ruptura é alcançado quando o nível de desconforto atinge um nível pré-definido, inaceitável. Exemplos de condições terminais: –

20 mm de ATR para pavimentos flexíveis e

–

40% de área trincada.

Nas Figuras 11 a 15 mostram-se aspectos da concepção do método M-E sul africano. Figura 9 – Ensaios indicados para obter os parâmetros das misturas

Figura 11 - Esquema do pavimento asfáltico típico e bulbo de tensões

asfálticas na Alemanha.

(SAPEM, 2014)

Figura 12 - Classes de rodovias consideradas na África do Sul

Figura 10 – Tela do programa de dimensionamento da Alemanha (2009)

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

As respostas críticas a serem consideradas são:

Figura 13 - Funções de transferência utilizadas na África do Sul

- Camada asfáltica: deformação horizontal de tração no fundo da camada; - Camada granular: não tem critério de ruptura); - Camada cimentada: deformação horizontal de tração no fundo da camada - Subleito e camada final de terraplenagem: deformação vertical de compressão no topo da camada. Na Figura 16 mostra-se a tela do método australiano de dimensionamento de pavimentos asfálticos. Figura 16 – Método da Austrália e seus Critérios: ATR, Fadiga, IRI

Figura 14 – Concepção da base tratada com cimento no método da África do Sul

Figura 15 – Pontos onde são calculadas as deformações pelo método de dimensionamento sul-africano.

3.7

México O Instituto Mexicano del Transporte lançou em 2013 o

programa de dimensionamento IMT – Pave 1.1. Em 2014 já existia a versão modificada IMT – Pave1.2 (2014). E em 2016 foi lançada a versão mais atual – Método mecanístico-empírico atualizado: Software IMT – PAVE 3.0 O Projeto é para 20 anos e se emprega fadiga por compressão diametral. Nas Figuras 17 a 21 mostram-se alguns aspectos do programa de dimensionamento do México. Figura 17 – Tela do endereço do programa de dimensionamento do México.

3.6

Austrália Na Austrália, o dimensionamento M-E se aplica mais

especificamente a tráfego médio a alto. A resposta ao carregamento é calculada usando um modelo elástico linear, utilizando o programa denominado CIRCLY (Mincad Systems 2009). Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 18 – Tela do tráfego do método do México

4 Método brasileiro em desenvolvimento (DNIT) Apoiado na Rede Temática de Asfalto e nas várias instituições participantes, e na parceria IPR/DNIT e COPPE estão sendo estabelecidos os padrões de dimensionamento e de calibração do novo método M-E brasileiro. Desde a década de 1970 que a COPPE tem parceria com o IPR e, incialmente, coordenadas pelo prof. Jacques de

prévia

Medina foram introduzidos os ensaios de carga repetida para determinação de módulo de resiliência e depois fadiga. Citam-se pelo pioneirismo: Figura 19 – Análise das cargas no programa do México

•

Métodos de ensaio de carga repetida de solos

implantados desde 1978 (Preussler, 1978)

•

Métodos de ensaio de carga repetida de concreto

asfáltico desde 1980 (Pinto e Preussler, 1980). A Rede Temática de Asfalto da Petrobras chegou a incorporar 20 universidades (desde 2006) e o IPR com vários estágios de projetos. Em 2014 por ação do Ministério dos Transportes surgiu a chance de se estabelecer um TED entre a COPPE e o IPR para formalizar o método M-E que já vinha sendo gestado, mas que realmente foi oficializado em abril de 2015. Os critérios de desempenho adotados se apoiam nos Figura 20 – Análise da estrutura no programa do México

principais defeitos estruturais: Trincamento por fadiga da camada asfáltica (“flexível”) e da camada tratada com cimento portland (BGTC); afundamento de trilha de roda (ATR) como contribuição de todas as camadas e subleito. Nas Figuras 22 e 23 mostram-se exemplos destes defeitos. Nas Figuras 24 e 25 mostram-se defeitos de deformação permanente do revestimento asfáltico que não são considerados no dimensionamento, mas sim nos critérios de dosagem da mistura asfáltica. Figura 22 – Exemplo de trincas de fadiga em alto grau de deterioração

Figura 21 – Análise das deformações permanentes no programa do México

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 23 – Exemplo de defeito tipo afundamento de trilha de roda de contribuição das camadas geotécnicas

com cerca de 500 amostras foi analisado por Ferreira (2007) – Redes neurais

- Deformação permanente (parcela plástica) – modelo inicial (Svenson, 1980) e atual (Guimarães, 2009). Nas Figuras 26 e 27 mostram-se o modelo de representação do módulo de resiliência de solos e britas que está incorporado no método de dimensionamento para expressar a não linearidade do MR com o estado de tensões. Na Figura 28 mostra-se um exemplo do ensaio de previsão da deformação permanente dos materiais de camadas de base, sub-base e subleito. Este ensaio foi normalizado recentemente dentro das ações do TED. Figura 24 – Defeitos de deformação permanente do revestimento asfáltico por problemas de dosagem.

Figura 26 – Modelo de módulo de resiliência de solos e britas (modelo composto, Macêdo, 1996)

Figura 27 – Tela do ensaio de módulo de resiliência de solos sob cargas repetidas.

Figura 25 – Defeitos de deformação permanente do revestimento asfáltico por problemas de dosagem.

Figura 28 – exemplo de resultado do ensaio de previsão da deformação permanente de um solo (Guimarães, 2009).

Os critérios de seleção dos materiais são os seguintes:

Solos e britas Com o ensaio triaxial de carga repetida definem-se:

- Módulo de resiliência (parcela elástica) - Banco de dados Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Misturas asfálticas:

• •

Módulo de resiliência (método DNIT, 2017) Deformação permanente – FN (Nascimento, 2008 e

método DNIT, 2017)

•

Fadiga (Pinto, 1991, método DNIT, 2017)

Estes ensaios, mostrados esquematicamente na Figura 29, foram atualizados (MR) e normalizados (Fadiga e FN) pelo DNIT recentemente dentro das ações do TED.

prévia

Figura 29 – Exemplos dos ensaios de MR, FN e fadiga de misturas asfálticas usados no método de dimensionamento em desenvolvimento

O programa de cálculo de tensões-deformações que está sendo utilizado baseia-se no sistema desenvolvido por Franco

Figura 32 – Características de um material de base do programa de dimensionamento desenvolvido por Franco e atualizado para o DNIT

(2007) e tem sido atualizado e melhorado com a contribuição de vários pesquisadores da COPPE, do CENPES e da RTA. Nas Figuras 30 a 35 apresentam-se as principais telas do programa que tanto pode verificar se uma dada estrutura satisfaz aos critérios quanto pode modificar a espessura de uma delas até dimensionar ou seja atender a todos os critérios propostos pelo órgão. Na Figura 36 mostra-se uma tela do programa de retroanálise que foi desenvolvido por Franco para permitir fazer o projeto de reforço por método M-E. Figura 30 – Programa de cálculo de tensões-deformações AEMC desenvolvido por Franco (2007)

Figura 33 – Características de um material de revestimento do programa de dimensionamento desenvolvido por Franco e atualizado para o DNIT

Figura 35 – Características de uma estrutura analisada pelo programa de Figura 31 – Tela de entrada do programa de dimensionamento desenvolvido por Franco e atualizado para o DNIT

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

dimensionamento desenvolvido por Franco e atualizado para o DNIT

Figura 36 – Tela do programa BackSispav de retroanálise de bacias de deflexão desenvolvido por Franco em 2016 para o DNIT

Figura 37 – Danos de fadiga acumulados no revestimento com os meses, usados para obter a Função de Transferência exemplo (Fritzen, 2016)

Figura 38 – Função de transferência para transformar dano acumulado

A parte mais importante desenvolvida durante os projetos

em % de área trincada (Fritzen, 2016).

da RTA e do TED é a calibração do método a partir da observação sistemática de trechos monitorados. Neste método a chamada função de transferência foi desenvolvida por Fritzen (2016) baseado em proposições feitas por Nascimento (2015). A função de transferência (FT) explicita o resultado do dimensionamento em termos de porcentagem de área trincada. Fritzen (2016) utilizou resultados de: •

45 seções de Baixa, Média e Alta Porcentagem de AT do

Projeto Fundão; •

Bacias Deflectométricas com FWD;

•

Propriedades Mecânicas das Misturas Asfálticas – Curva

5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS

de fadiga por compressão diametral e MR; •

Segmentos sem intervenção após implantação.

Considera-se hoje que se tem completa condição de implantação de um método mecanístico-empírico nacional, que

Nas Figuras 37 e 38 mostram-se os danos calculados

resulta de um esforço coletivo da todos os participantes da Rede

nas camadas de revestimento com o tempo e a função de

Temática de Asfalto, dos pesquisadores da COPPE que fazem

transferência gerada que foi incorporada ao programa de

parte do TED, do apoio de órgãos e empresas que ajudaram

dimensionamento. A validação da FT foi feita com trechos

na implantação e acompanhamento dos trechos monitorados

nacionais (Rede Temática), que dispunham de ensaios de fadiga

e dos muitos alunos de mestrado e doutorado. Não é possível

e Módulo de Resiliência (CD) e foram os seguintes:

neste artigo citar nominalmente todos, mas é preciso deixar

. . . . . .

claro que o método proposto é a consolidação do conhecimento Quatro segmentos na concessionária Concer avaliados

nacional iniciado a décadas e que já permeia o meio rodoviário.

pela COPPE;

Agradecimentos especiais ao Professor Jacques de Medina,

Três segmentos na concessionária CRT avaliados pela

que introduziu a Mecânica dos pavimentos no país e formou

COPPE;

gerações de professores e pesquisadores que agora seguem

Um segmento UFSM;

divulgando e ampliando o conhecimento.

Um segmento da UFRGS;

Deve-se também ressaltar a importância do apoio financeiro

Dois segmentos da EPUSP;

e de congregação dos temas de pesquisa feitos pelo CENPES/

Um segmento da UFC.

Petrobras com a Rede Temática de Asfalto nesta última década,

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

especialmente. E nos últimos três anos a decisiva atuação do IPR/DNIT. Podemos considerar que estamos honrando a memória e a coragem do Eng. Murillo Lopes de Souza atualizando o método de dimensionamento nacional, que, como ele fez, foi gerado observando o que se tem no exterior, mas desenvolvendo nossos próprios critérios. O programa calibrado e as bases do método e os critérios parecidos com os de vários países foram obtidos de esforço coletivo e de consenso, mas considerando que, também

prévia

como visto em todos os países esperando que as revisões e avanços sejam frequentes daqui pra frente. A percepção geral do que se viu na maioria dos países é dimensionar pavimentos para vida útil maior é o objetivo: 20 a 30 anos, com confiabilidade definida e que o conhecimento dos materiais e novos padrões de ensaio sempre vão estar disponíveis para melhorar o dimensionamento.

Referências Bibliográficas FERREIRA, J. G. H. M. Tratamento de dados geotécnicos para predição de módulos de resiliência de solos e britas utilizando ferramentas de Data Mining. 2008. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) – COPPE/ UFRJ. FRANCO, F.A.C.P, Método de dimensionamento mecanísticoempírico de pavimentos asfálticos - SISPAV. Tese de D.Sc., COPPE/ UFRJ, Rio de Janeiro, RJ, Brasil. 2007. FRITZEN, M. A. Desenvolvimento e validação de função de transferência para previsão de dano por fadiga em pavimentos asfálticos. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Rio de Janeiro. 2016 GUIMARÃES. A. C. R. Um método mecanístico-empírico para a previsão da deformação permanente em solos tropicais constituintes de pavimentos. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) Universidade Federal do Rio de Janeiro. 2009. MACÊDO, J.A.G. Interpretação de ensaios deflectométricos para avaliação estrutural de pavimentos flexíveis. 1996. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Federal do Rio de Janeiro. MEDINA, J e MOTTA. L. M. G. Mecânica dos Pavimentos. 3ª Edição. Editora Interciência. 2015. MONISMITH, Carl. “Evolution of Long- lasting Asphalt Pavement Design Methodology: A Perspective”. 2004. (disponível: http:// asphalt.org/downloads/Monismith_lecture.pdf ) MOTTA, L. M. G. Princípios de um método mecanístico-empírico de dimensionamento de pavimentos asfálticos novos. Revista Estradas, vol. 13, p.21-31. Porto Alegre. MOTTA, L. M.; MEDINA, J e LEITE, L. F. M. Estabelecimento dos princípios do novo método de dimensionamento. COPPE. Relatório 3. TED 682/2014. 2016. NASCIMENTO, L. A. H. Implementation and Validation of the Viscoelastic Continuum Damage Theory for Asphalt Mixture and Pavement Analysis in Brazil. Tese (Doutorado em Engenharia de Transportes) - North Carolina State University. NASCIMENTO, L. A. H. Nova Abordagem da Dosagem de Misturas Asfálticas Densas com Uso do Compactador Giratório e Foco na deformação permanente. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – COPPE/ UFRJ. PINTO, Salomão. Estudo do comportamento à fadiga de misturas betuminosas e aplicação na avaliação estrutural de pavimentos. Tese (Doutorado em Engenharia Civil), COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1991. 478p.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

PINTO, Salomão; PREUSSLER, Ernesto S. Módulos resilientes de concretos asfálticos. DNER. IPR. 1980. PREUSSLER, Ernesto Simões. Ensaios triaxiais dinâmicos de um solo arenoso. Tese (Mestrado em Engenharia Civil), COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1978. 149p. SOUZA, Murillo Lopes de. A Problemática do Dimensionamento de Pavimentos. Rio de Janeiro: IPR, n. 594, 1972. 105 p. SOUZA, Murillo Lopes de. Método de Projeto de Pavimentos Flexíveis. Rio de Janeiro: MVOP/DNER, 1966 (reformulação de 1961). SOUZA, Murillo Lopes de. Método de Projeto de Pavimentos Flexíveis. Rio de Janeiro: MVOP/DNER, 1961. SOUZA, Murillo Lopes de. Método de projeto de pavimentos flexíveis. Rio de Janeiro: IPR, n. 667, 3. ed. rev. e atual., , 1981. 33p. (a 1ª edição é de 1966). SVENSON, Margareth. Ensaios triaxiais dinâmicos de solos argilosos. Tese (Mestrado em Engenharia Civil), COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 1980. 144p.

prata da casa

Eliane dos Santos

Engenheira Civil DAER/RS.

NOVO SICRO: NOVAS METODOLOGIAS E ANÁLISE QUANTO A TRANSIÇÃO DO SISTEMA REFERENCIAL DO DAER PARA SISTEMA REFERENCIAL DO DNIT

Júlio Xavier Bertúlio

Analista de Desenvolvimento Econômico e Social SINFRA/MT

Na evolução da engenharia de custos, definida como gerenciar os custos para aprimorar o orçamento de uma obra, e consequente obtenção de preços exequíveis, o novo SICRO do DNIT veio para revolucionar a metodologia de cálculo dos custos nas obras de infraestrutura, em conformidade com a Lei 8.666/93. Aspectos tão desejados pelas empreiteiras foram observados, que são: remuneração das obras, em função da influência da chuva, e a demora da conclusão de uma etapa da obra, devido a influência do tráfego. Assim como, as questões tão desejados pelos órgãos de controle, tais como: BDI diferenciado para cada tipo de obra, retirada da administração local do BDI e canteiro de obra alocado na planilha de custos (sendo possível a medição) são algumas das mudanças que vieram para melhor apurar o custo de uma obra. Para o DAER, que apesar de algumas pequenas evoluções em sua metodologia de cálculo, ainda está aquém de um estudo amplo e profundo como do DNIT, reverencia essa nova metodologia, considerando alguns aspectos salutares, como composições de preços unitários alinhados às determinações do Tribunal de Contas da União - TCU e, consequentemente, aos demais órgãos de controles. Bem como, a publicação do referencial de preços com mais frequência, do que atualmente ocorre, e uma pesquisa de preços referendada pela Fundação Getúlio Vargas - FGV. Entretanto, para transição dessa nova metodologia acarretará um envolvimento de todo o Departamento, pois essas e outras alterações implementadas pelo novo SICRO não ocorrerão, somente, nas composições de custos, mas, também, em conceitos, especificações de serviços (medição, produção e consumos) e na fiscalização dos mesmos.

INTRODUÇÃO: A importância de uma adequada gestão de custos fez com

que, em 1946, o extinto e pioneiro Departamento Nacional de Estradas de Rodagem – DNER implementasse as primeiras Tabelas Referenciais de Preços. Onde, em 1972, lançou o Manual de Custos Rodoviários (os famosos “livros azuis”), no qual demonstrava a metodologia de cálculo dos custos dos serviços de obras rodoviárias, onde todos os setores de custos dos Departamentos Rodoviários do Brasil, inclusive o DAER, se basearam para elaborar sua metodologia e composições de preços unitários. Conceitos

último Referencial de Preço foi publicado em Novembro de 2016. Em Janeiro de 2017, após dois anos de espera, expectativas e muitos debates entre DNIT, órgãos de controle (TCU, CGU), empresas privadas e órgãos públicos, o novo SICRO foi apresentado, atendendo as obras de infraestrutura de transporte, que são elas: as obras rodoviárias, hidroviárias e ferroviárias. Salienta-se aqui, que as inovações referentes as obras rodoviárias serão o foco dessa apresentação e alguns dos novos conceitos e metodologias implantados no novo SICRO, os motivos que o DNIT adotou essas ações e suas abrangências.

como Produção de Equipe Mecânica - PEM, custos produtivos e improdutivos, entre outros foram introduzidos a partir dessa

1.1

Consideração Inicial

publicação do DNER. De lá para cá, o seu sucessor, o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte - DNIT, atualizou esse

O novo SICRO, em todo o seu Manual, é norteado por um

Manual diversas vezes, organizando e reformulando a metodologia,

importante conceito chamado de preço de referência. Esse termo

e criando o Sistema de Custos Referenciais de Obra – SICRO. O

é altamente utilizado pela Coordenação do CGCIT, em relação à

SICRO 2 foi a penúltima metodologia implementada, cujo seu

Tabela Referencial do DNIT, significando “que é um preço formado Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

prata da casa

estatisticamente, por meio de pesquisa e coleta e informações de mercado, aplicada a metodologias de crítica e cálculo gerando

2.1.1 Equipamentos: A inovação, com relação aos custos de referência dos

um resultado final. Por ser um produto de uma pesquisa não

equipamentos, está na nova metodologia apresentada para o

possui as características principais tais como do preço transacional,

cálculo do custo horário dos equipamentos, onde foi revisto o

como carga de negociação e informações reais para efetivação

tempo de vida útil e o valor residual, a inclusão da parcela de

da compra. O preço de referência tem como principal objetivo

oportunidade do capital no custo horário produtivo e a inclusão dos

servir de parâmetro à tomada de decisões” . Além disto, existem

custos de propriedade no custo horário improdutivo. Além disto,

serviços que dependem de distâncias médias de transportes,

foram ajustados os fatores de correção de Eficiência, Conversão

insumos significativos no orçamento de uma obra específica que

e Carga em função das aferições em campo e das alterações

podem ter um custo mais apurado, bem como as composições

metodológicas.

podem ser adaptadas de acordo com o projeto que será licitado.

A parcela referente ao custo horário dos juros de oportunidade

O DNIT, ainda salienta que “a utilização indiscriminada dos preços

de capital que é definido como a remuneração do valor monetário

divulgados pelo Sistema de Custos Referenciais de Obras - SICRO,

do equipamento, por hora trabalhada, em reais, era, no SICRO 2,

sem o devido tratamento que a elaboração de um orçamento para

remetida ao BDI. Na nova metodologia ela está agregada ao custo

contratação de obras públicas requer, independentemente do nível

horário do equipamento, onde a taxa de juros deve incidir sobre o

de detalhamento do projeto, constitui grave erro para a correta

valor médio do investimento em equipamento, durante sua vida

formação dos preços das obras de infraestrutura de transportes.

útil. O valor da taxa de juro é de 6% ao ano, que se mostra, segundo

” Convergindo com a mesma temática, o Decreto 7.983/2013 em

o DNIT, ajustada e compatível na análise dos rendimentos nas

seu artigo 4º diz que: “o custo global de referência dos serviços

aplicações da caderneta de poupança.

e obras de infraestrutura de transportes será obtido a partir das

Abaixo, destaca-se, o cálculo do custo produtivo e improdutivo

composições dos custos unitários previstas no projeto que integra

do novo SICRO, sendo que metodologia do cálculo de cada parcela

o edital de licitação, menores ou iguais aos seus correspondentes

está no Manual do novo SICRO.

nos custos unitários de referência do Sistema de Custos Referenciais de Obras - SICRO, cuja manutenção e divulgação caberá ao Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT, excetuados os itens caracterizados como montagem industrial ou que não possam ser considerados como de infraestrutura de transportes” .

NOVAS METODOLOGIAS As inovações realizadas no Manual de Custos do novo SICRO

são muito significativas e alteram desde procedimentos e conceitos comumente utilizados, como também, incluem inéditos métodos de cálculo. Esses novos procedimentos e metodologias serão apresentados, aqui, sucintamente, para se ter a noção da suas abrangências.

2.1 Nos insumos: De forma geral o DNIT inova no conceito metodológico na

Onde: Dh - Depreciação horária (R$/h); Jh - Custo horário dos juros de oportunidade de capital (R$/h); Mh - Custo horário

determinação principalmente dos custos de cada insumo, onde se

da manutenção (R$/h); Cc - Custo horário de combustíveis,

percebe que o objetivo principal é evidenciar maior transparência

lubrificantes, filtros e graxas (R$/h); Cmo - Custo horário da mão de

aos detalhamentos dos custos a serem apresentados e que mais se

obra de operação (R$/h); Ih - Custo horário de seguros e impostos

aproxime a realidade de mercado, como exemplo: o acréscimo da

(R$/h).

parcela de depreciação no custo improdutivo dos equipamentos, adoção de estudo do binômio, onde se considera o material e o seu

2.1.2 Mão de Obra

frete como forma de determinar qual será adotado, além da mão de obra que passou a incluir despesas complementares e adicionais, além dos já utilizados encargos sociais. 26

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

O DNIT inovou na metodologia dos custos de referência pertencentes à mão de obra, onde foram definidos através de

d) encargos adicionais: são os benefícios que os valores referenciais médios do tratamento da base de dados do

trabalhadores têm direito, de acordo com determinações

Cadastro Geral de Empregados e Desempregados do Ministério do

específicas, descritas nos dissídios e convenções coletivas.

Trabalho - CAGED/TEM, ampliando significativamente as categorias

Exemplo: benefícios quanto ao auxílio funeral, seguro de

profissionais necessárias para as composições de custos do SICRO

vida, cesta básica, assistência médica ou odontológica,

em conformidade com a realidade de mercado. Além disto, as

deslocamento para visitas a família, etc.

categorias profissionais foram divididas em grupos, nos quais foram concebidos por critério de similaridade de função profissional,

O novo SICRO prevê, também, nos custos de mão de obra o

onde cada grupo possui um teto salarial. Os grupos são: oficiais,

cálculo para as despesas extraordinárias (horas extras), adicional

ajudantes, operadores, encarregados, motoristas, nível superior,

noturno, periculosidade e insalubridade que são as despesas de

técnicos e administrativos.

trabalho em serviços com condições especiais, onde seus custos

Outra inovação do DNIT é na apresentação dos custos

deverão ser agregados àquelas atividades que se caracterizam

individualizados, associados à mão de obra, definindo-os em quatro

como penosas, insalubres e perigosas: cumpre ressaltar ainda

parcelas, demonstrados no quadro abaixo:

que caberá ao orçamentista a busca detalhada das condições de trabalho a que estarão sujeito os profissionais, procurando assim,

a) salário: são definidos como valores médios mensais, referente ao salário básico nominal de mercado dos arquivos do CAGED, que fornece os dados de registro e desligamento em carteira profissional individualizada. Destaca-se também, que as categorias profissionais foram divididas em grupos por critério de similaridade de função profissional, com seu respectivo teto salarial, que são: oficiais, ajudantes, operadores, encarregados, motoristas, nível superior, técnicos e administrativos, mas são demonstrados no Referencial de forma individualizada com seu respectivo salário.

antever a necessidades de custos extras relacionados às atividades desenvolvidas, atentando-se à legislação pertinente. 2.1.3 Materiais Para a definição dos custos unitários de materiais, o novo SICRO considera os preços médios das cotações de preços, e propõe na sua pesquisa: pagamento à vista, incluindo todos os tributos e frete até a praça de cotação; preços preferencialmente pesquisados em produtores, atacadistas ou representantes comerciais de fábricas; evitar preços de varejo; e também, observar a qualidade compatível com as especificações de materiais. Além disto, utiliza o critério de definição dos custos referenciais dos insumos (materiais), apresentando a metodologia de preços

b) encargos sociais (Grupos A, B, C e D): são definidos através do CAGED/MTE, Anuário Estatístico da Previdência Social e do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE. Representam obrigações incidentes sobre o salário nominal do empregado, por força da legislação vigente, CLT e Constituição Federal. No novo SICRO são diferenciados pela categoria profissional, pelo regime de trabalho (horista ou mensalista), e obviamente, para cada estado brasileiro.

médios ao invés do critério de menor preço, com tratamento estatístico, excluindo os extremos e considerando a natureza do insumo. Quanto a metodologia referente a pesquisa de preços de mercado, estabelecendo critério do preço estimado através dos custos de transportes em função da distância média de transporte – DMT (Metodologia de Frete). Essa metodologia é, também, chamada de binômio (preço + transporte), que é o preço estimado (valor de aquisição coletado na origem de fabricação/fornecimento do insumo) somado ao custo do frete de origem até o local de utilização do insumo. Essa metodologia é analisada, inclusive para a aquisição e

c) encargos complementares: também são obrigações do empregador em função da natureza do trabalho e por força dos dissídios e convenções coletivas. São necessários para a execução e a segurança do trabalhador e, consequentemente, do empregador. São eles: alimentação, transporte, ferramentas manuais, equipamentos de proteção individual e exames médicos admissionais, periódicos e demissionais. Destaca-se aqui, as ferramentas manuais que eram alocadas, no SICRO 2, na composição de preços unitários.

transporte de materiais asfálticos, preservando a utilização dos preços disponibilizados pela Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis – ANP, com o objetivo de definir custos mais ajustados para os materiais asfálticos, bem como, conceitos relacionados a cadeia de produção dos asfaltos e seus derivados. Das inovações referentes aos materiais destacam-se: a)

pesquisa de mercado local dos custos dos insumos

mais significativos da obra, principalmente, para os agregados (produtos britados e areia), que apesar da publicação do Referencial de Preços, onde os insumos que tiverem maior relevância na Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

ocasião do orçamento, deverão ser pesquisados no mercado local, compatíveis com a realidade da obra e levando em consideração: as

prata da casa

quantidades previstas no projeto e a capacidade de fornecimento

2.2 Nas Composições de Custos Nas composições de custos são demonstradas como um

dos estabelecimentos. Através da faixa A da Curva ABC os insumos

serviço será executado, ou seja, é o detalhamento da execução

de custos mais relevantes poderão ser definidos. Observa ainda,

de um determinado serviço, cujo objetivo é o valor do seu preço

que os preços publicados no Referencial de Custos do novo SICRO,

unitário. Nelas são encontrados todos os insumos, seus consumos,

referem-se às condições de mercado para preços postos nas capitais

produções, especificações dos materiais, serviços auxiliares e a

e a utilização dos preços comerciais desses insumos no SICRO. A

parcela do BDI.

pesquisa deve ser realizada com cuidado devido à variedade de preços entre as regiões de um Estado para outro; b)

metodologia de pesquisa por família de materiais:

“A confecção das composições de custos é baseada em premissas obtidas a partir de informações técnicas, especificações de serviços, manuais, catálogos, observações de campo

chamadas de famílias homogêneas que são grupos cadastrados

eprocedimentos executivos que atentem para critérios técnicos de

e organizados, antecipadamente, de acordo com sua forma de

racionalidade, de eficiência e de economicidade” .

confecção e o tipo de material, onde define-se o “insumo líder”, relacionando-o com os demais insumos membros, facilitando assim

No novo SICRO, quanto às composições de custos, as principais inovações foram:

as cotações de preços; c)

e os custos da indenização do superficiário referente à

apresentação das composições de custos, no Referencial

exploração de material de jazida, que “durante a fase de elaboração

divulgado pelo DNIT, sem a parcela do BDI, considerando assim,

do projeto, deve-se atentar para a previsão dos custos associados

todos os serviços principais, mas podem ser consideradas auxiliares

à remuneração do superficiário, detentor de posse das áreas

quando utilizadas num orçamento específico;

potencialmente utilizáveis para exploração ou extração direta de materiais de jazida” .

a parcela improdutiva do equipamento, somente será

considerada remunerada, quando fizer parte da patrulha do serviço (conjunto de equipamentos por tipo e quantidade);

2.1.4 Transportes

retirada da motoniveladora das composições dos serviços

de escavação, carga e transporte em rodovias pavimentadas; O novo SICRO orienta para as operações de deslocamentos dos insumos, o critério do menor custo é o que deve ser considerado.

serviços, alocando-o na Administração Local, ainda como custo

Das inovações destacam-se:

direto;

o total da mão de obra. As ferramentas foram realocadas para os

e) as novas alocações em composições específicas, na

retirada do percentual de ferramentas que incidia sobre

parcela de transporte, tanto nos serviços de terraplenagem (com

encargos adicionais da mão de obra, fazendo parte do cálculo

caminhão e motoscraper), da Produção de Equipe Mecânica – PEM,

desse encargo, juntamente, com a alimentação, transporte e

bem como, nos serviços de transportes de insumos (com caminhão

equipamentos de proteção;

basculante e caminhão carroceria com guindauto) - tempos fixos de carga, descarga e manobras dos equipamentos transportadores. b)

eliminação, nas composições de custos, da diferenciação

criação do Fator de Influência de Chuvas – FIC, que

deverá ser aplicado diretamente sobre o custo unitário de execução dos serviços (mão de obra e equipamento) que sofram influência

entre transporte local e comercial. Após significativas observações,

de chuva em sua produção. O FIC é um fator criado, a partir de

constatou-se que a distância do transporte local tem aumentado

estudos das condições climáticas regionais, onde foi possível

em relação a distância comercial, equiparando-se uma com a outra.

verificar o tratamento da série histórica de centenas de estações

Além disto, foi observado, pelo CENTRAN, que houve ocorrências

pluviométricas do país. Ele foi criado com objetivo de prever a

de altas velocidades nos transportes locais, nos anos de 2008 e

influência da chuva e de outras condições climáticas desfavoráveis

2009. Também, foi observado, que no entorno da obra, o transporte

sobre a eficiência dos equipamentos e a produção das equipes

comercial, sofre interferência do tráfego, e essa interferência é

mecânicas e de mão de obra, remunerando, somente, os serviços

contemplada no novo SICRO. Assim, considera-se a metodologia

que sofrem essa influência;

de preço estimado por meio do cálculo dos custos de transportes

retirada do insumo Encarregado das composições de

criação do Fator de Interferência de Tráfego – FIT, é o fator

em função da Distância Média de Transporte – DMT, que consiste

que remunera a redução de produção dos serviços de uma obra em

na estimativa do preço unitário, através do valor de aquisição do

decorrência do volume de tráfego, principalmente, nos entornos

insumo (oriundo da fabricação e/ou fornecimento) acrescido do

dos centros urbanos. É aplicado sobre o custo unitário de execução

custo do frete da origem até o local da utilização do insumo.

de alguns serviços (mão de obra e equipamentos), além dos serviços

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

auxiliares e transportes. Este fator é aplicável, em serviços como de

da taxa de juros básica do Banco Central (SELIC) sobre o preço de

obras de melhoramentos, de adequação de capacidade, construção

venda, durante um mês, excluindo o lucro operacional. As despesas

de terceira faixa, de restauração, de conservação e de transporte,

de inadimplência não são consideradas nesta parcela, por ser de

através do Volume Médio Diário – VDM. Entretanto, observa-se que

caráter eventual. a.3) Seguros e Garantias Contratuais são as despesas

se faz necessária, a aferição da real interferência do tráfego em casos específicos.

referentes aos custos exigidos nos Editais de licitações, e são geralmente, estimadas por empresas seguradoras. É atribuída ao

2.3 No BDI

custo de mercado de uma apólice por um período de 2 anos da garantia de execução de 5,0% do valor global do contrato exigida

O Benefício e Despesas Indiretas – BDI é definido como os

pelo DNIT.

custos indiretos oriundos da estrutura de uma obra, representado

a.4) Riscos são as depesas referentes a uma reserva para

por um percentual, aplicado diretamente sobre o custo direto do

cobrir eventuais acréscimos de custos de obras não recuperáveis

serviço.

contratualmente. “Em que pese a complexidade e as variações em

O novo SICRO inova caracterizando o mesmo, em função da

função das diferentes formas de contratação, o SICRO define uma

natureza e do porte das obras, e devido à alteração de metodologia,

parcela de 0,5% sobre o preço de venda para remunerar riscos em

onde incluiu o custo de oportunidade do capital no cálculo dos

orçamentos definidos pelas diretrizes da Lei nº 8.666/1993” .

equipamentos, que antes era atribuído ao BDI. As parcelas que compõem o BDI são os Benefícios, as

Benefícios: Lucro: segundo o DNIT “O desenvolvimento

de qualquer atividade empresarial ou de prestação de serviços

Despesas Indiretas e os Tributos. E todas essas, segundo essa nova

pressupõe a sua justa remuneração financeira, normalmente

metodologia sofrem variações, em menor ou maior grau, em

denominada lucro” . O lucro remunera os fatores de produção do

função do cronograma da obra, natureza e porte da obra, porte da

executor que ocorrem na obra como a capacidade administrativa

empresa, localização geográfica, características especiais, problemas

e a condução da obra, bem como, o conhecimento tecnológico, o

operacionais, situações conjunturais, nível e qualidades exigidos,

investimento em formação e o treinamento de pessoal. O lucro no

prazos e condições de pagamento.

BDI do novo SICRO é aplicado sobre o custo direto. Semelhante ao dimensionamento da Administração Local, da Administração Central e do Canteiro de obra, onde há a necessidade da caracterização da obra quanto a sua natureza e porte, o lucro, também teve essa metodologia para dimensioná-lo. O DNIT ressalta que esses valores referenciais foram revisados e ajustados, pois foi excluída parcela de oportunidade de capital, onde no SICRO 2 estava contida no lucro operacional do BDI e, agora, faz parte da

Fonte: Impactos do Novo SICRO nas Obras Rodoviárias – Elci Pessoa Júnior

Como mostra a figura acima, os componentes do BDI, no novo SICRO são:

parcela do custo direto da propriedade dos equipamentos. c)

Tributos Os tributos são alíquotas regidas por Leis Federais,

apresentadas no novo SICRO, para obras de engenharia no regime a)

Despesas Indiretas: compostas por:

a.1) Administração Central são as despesas referentes à manutenção da estrutrura da sede principal da empresa como água, luz, telefone, aluguel, pagamentos de honorários da diretoria, despesas comerciais, materiais de consumo, aquisições de editais, realização de cursos treinamento e desenvolvimento tecnológico, viagem do pessoal lotado na sede, etc. a.2) Despesas Financeiras (DF) são as despesas referentes

cumulativo, por: c.1) PIS – Programa de Integração Social = 0,65% § Lei Complementar nº7/1970; c.2) COFINS – Contribuição para o financiamento da Seguridade Social = 3,00% § Lei Complementar nº 123/2006; c.3) ISSQN – Imposto Sobre Serviço de Qualquer Natureza § Lei Complementar nº116/2003: possui variação, dependendo de cada Município, mas o SICRO adota um valor referencial de 3,0%

ao financiamento da obra, pelo executor, ou seja, referem-se

para o ISSQN em orçamentos de obras de engenharia, admitida

aos desembolsos mensais acumulados superiores às receitas

alíquota máxima de 5,0% e redução da base de cálculo em 40,0%

acumuladas. São despesas realizadas, previstas ou utilizadas

em virtude da possibilidade de dedução dos materiais produzidos

para cobrir o desembolso de recursos do capital de giro entre

pelo prestador dos serviços;

o pagamento realizado e o efetivo recebimento dos serviços prestados. Os cálculos são realizados em função da incidência

c.4) CPRB – Contribuição Previdenciária sobre a Receita Bruta§ Lei nº 13.161, de 31/08/2015: também denominada Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

prata da casa

como Desoneração da Folha de Pagamento, no qual atribui, para

determinada área pré-fixada e parte será variável de acordo com

empresas específicas de obras de construção de infraestrutura

o número de funcionários. Serão levados em consideração ainda

de transporte, um valor de 4,50%. Esse tributo tem característica

fatores como a distância do canteiro a uma cidade-base para apoio

específica de aplicação estabelecida pelo Memorando Circular nº

comercial, o fator mobiliário (mobília de escritório a ser utilizado)

03/2016-DIREX, 02/02/2016, determinando que “os orçamentos de

e a opção entre ser provisório e permanente (a administração

obras de infraestrutura no âmbito do DNIT devem ser elaborados

optando por alvenaria ou madeira). O uso de contêineres também

nas duas condições de recolhimento de tributos previdenciários

passou a fazer parte dos modelos padrões adotado, principalmente,

possíveis, inclusive com correção do BDI diferenciado face à inclusão

para as áreas industriais e o caso de obras de conservação. A base

da parcela da CPRB. O menor valor global obtido nos orçamentos

referencial para o custo das áreas edificadas continua sendo o custo

deverá ser utilizado como referência para licitação de obras de

médio da construção civil do Sistema de Preços Custos e Índices -

infraestrutura, cabendo aos responsáveis dar ampla publicidade a

SINAPI, extraído diretamente do site do IBGE.

respeito da condição adotada para elaboração dos orçamentos nos termos de referência e nos editais de licitação ” . Assim, o SICRO definiu valores referenciais de BDI, de acordo

Através de elementos mínimos para projeto e o orçamento de um canteiro, como: a) cronograma físico da obra – estabelece a duração da obra e também, define os materiais para a construção

com a natureza e porte das obras, compartimentando-as em:

do canteiro; b) histograma de mão de obra – é necessário para

construção e restauração rodoviária, conservação rodoviária,

definir as dimensões dos alojamentos, refeitórios, e etc, através da

construção de Obras de Artes Especiais, recuperação, reforço e

quantidade e distribuição no tempo. Na falta dessa ferramenta, o

alargamentos de Obras de Arte Especiais, alocando-as cada uma

SICRO definiu o valor 1,33 para utilização desse dimensionamento;

delas em: pequenas, médias e grandes porte de obras. Ver Tabela 7.

c) histograma de equipamentos – para dimensionar as instalações

Estabeleceu, também, que para serviços não constantes no

de apoio tais como oficinas e pátios; d) estabelecimento do plano

SICRO 2, onde o custo total da execução do serviço for definido

de ataque: se haverá ou não instalações de usinas, pedreiras, pátios

por meio de cotações de pesquisa de mercado, e, também para

de pré-moldados; e e) determinação da infraestrutura do canteiro:

a aquisição e transportes de produtos asfálticos, o BDI a ser

água, esgoto, telefonia, mobiliário, etc, começa-se a elaborar o custo

considerado é o chamado de BDI diferenciado, cujo valor é 15%, no

do canteiro de obras.

caso de preços sem desoneração. Para obras cujo preço unitário seja com desoneração o valor passa a ser de 21,24%.

A partir disto, o novo SICRO apresenta modelos referenciais para o dimensionamento de um canteiro, onde se caracteriza em

Figura 3 – Valores referenciais de BDI do SICRO

2.4 Canteiro de Obras

função do número de funcionários como, também, da natureza (obras de construção, restauração rodoviária e obras de arte

O canteiro de obras não é uma novidade na metodologia

especiais) e porte da obra (pequena, média e grande). Assim,

de custos do DNIT, pois no SICRO 2, já havia sido extinto do BDI

introduz tabela referencial, com critérios de ocupação em função

e tratado como item constante na planilha de orçamento, mas a

das premissas de dimensionamento de áreas para os tipos de

inovação do novo SICRO referente ao canteiro é, essencialmente,

instalações estabelecidas que são estimadas de forma a atender

por trazer de forma detalhada modelos padrões de construção

às necessidades dos funcionários (administração local, mão de

baseado em normas regulamentadoras, envolvendo quesitos como

obra ordinária e operadores de veículos e equipamentos), dos

ventilação, espaço, circulação, acondicionamento de resíduos, etc.,

veículos e equipamentos e dos insumos necessários à execução

associado a um critério de dimensionamento onde, parte terá uma

da obra, permitindo que sejam calculadas, por meio de equações

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

pré-estabelecidas. Essas equações resultam em áreas referenciais

porte e de suas características, foi prevista a diferenciação dos

para as instalações cobertas do canteiro, conforme o número

padrões construtivos (provisório e permanente) apenas para a

de funcionários, sendo elas: escritório e seção técnica, refeitório

central de concreto de 150 m3/h e para a usina de asfalto de 120 t/h.

e cozinha, alojamentos, banheiros e vestiário, ambulatório, área

Para as demais instalações industriais, foram previstos contêineres e

de recreação e residências. Salienta-se que a quantidade de

barracões em tábua de pinho.

funcionários a ser considerada no cálculo dessas áreas de referência

Foram criados coeficientes, denominados fatores de ajustes

está considerando a natureza de sua ocupação e a finalidade a que

que são eles: Fator do Padrão de Construção (k1), fator de mobiliário

se destina, justificando a distinção dos parâmetros relacionados

(k2) e fator de Ajuste da Distância do Canteiro aos Centros

à quantidade de funcionários da obra. As demais dependências

Fornecedores (k3), que como dizem seus nomes, ajustam o custo do

como almoxarifado, depósito de cimento, oficina, topografia e

canteiro de obras, e se caracterizam, respectivamente para:

guarita foram pré-estabelecidas, também, por meio de tabela, mas seu cirtério para dimensionamento é pela natureza da obra e do

a) k1 - fator do Padrão de Construção – de

seu respectivo porte. As áreas descobertas, também foram préestabelecidas, referencialmente, por meio de tabelas nas quais são

acordo com o padrão construtivo: se provisório (0,80); se

em função da natureza e porte da obra.

permanente (0,10);

Assim, para o dimensionamento das áreas do canteiro de obras, o novo SICRO utilizou-se dos critérios, onde “As áreas totais dos terrenos dos canteiros de obras devem ser suficientes para

b) k2 - fator de mobiliário – de acordo com o

garantir o ordenamento viário, a livre circulação de pessoas, veículos

mobiliário e a aparelhagem do laboratório:foi estabelecido

e insumos, além de permitir a instalação das estruturas cobertas e

coeficientes de 1,04, 1,05, 1,06 e 1,13 dependendo da

com vedação lateral e também das descobertas, tais como pátios

natureza e porte da obra.

de manobra, estacionamentos, centrais de armação, pátios de estruturas pré-moldadas, pátios de aduelas, rampas de lavagem,

c) k3 - fator de Ajuste da Distância do Canteiro

postos de combustíveis, entre outras.” O novo SICRO estabelece também, parâmetros de relação com o SINAPI, utilizando-o como referência para o cálculo do custo

aos Centros Fornecedores – caracteriza-se por fórmula de transporte, em função da Distância de Transporte

por metro quadrado de construção das diferentes instalações dos

relacionada à condição do pavimento (leito natural,

canteiros de obras. Desta forma, foi avaliada a variação dos custos

revestimento primário ou rodovia pavimentada).

por metro quadrado das diferentes instalações cobertas e sem vedação lateral em relação ao custo médio da construção civil do

“O fator de ajuste do padrão de construção (k1), o fator de

SINAPI, originando o Fator de Equivalência das Áreas Cobertas

distância de transporte do centro fornecedor (k3) e os fatores de

(FEAC) , o Fator de Equivalência das Áreas Descobertas (FEAD) e o

equivalência de áreas cobertas, descobertas e totais (FEAC, FEAD

Fator de Equivalência de Áreas Totais do Terreno (FEAT), onde:

e FEAT) foram definidos por meio de estudo comparativo entre os custos destas composições de custos do SICRO e aqueles advindos

FEAC – entre 50% a 70%, dependendo do tipo de

do custo médio da construção civil - CMCC, calculado pelo IBGE e

instalação (escritório, seção técnica, escritório, cozinha, alojamento,

divulgado pelo SINAPI, para as diferentes estruturas e materiais dos

laboratório, oficina, etc).

canteiros tipo”.

FEAD – 5,00 % (pátios de manobra, estacionamentos

Através de todos esses parâmetros, o SICRO estabelece, então,

diversos, centrais de armação, pátios de fabricação de elementos

a fórmula abaixo para o cálculo do Custo Total do Canteiro de Obras

pré-moldados, pátios de aduelas, rampas de lavagem, postos de

(CCO):

combustíveis, etc). c)

FEAT – 3,00% especificamente, para a previsão de

CCO=[(k1 x k2 x k3 x ΣAC x FEAC )+(ΣAD x FEAD )] x CMCC +CII

utilização exclusiva de contêineres, como em obras de conservação rodoviária. As instalações industriais (CII) também foram previstas nesse

onde: CCO representa o custo total do canteiro de obras e de suas

estudo, semelhante ao procedimento adotado nas obras de

instalações industriais; k1 representa o fator de ajuste do padrão de

construção e restauração rodoviária e nas obras de arte especiais,

construção (provisório ou permanente); k2 representa o fator de

foram desenvolvidos canteiros tipo para as diferentes instalações

mobiliário; k3 representa o fator de ajuste da distância do canteiro

industriais. Também, através de tabelas refereciais, em função do

aos centros fornecedores; AC representa as áreas das edificações Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

consideradas cobertas e com vedação lateral; FEAC representa

prata da casa

os fatores de equivalência de áreas cobertas das instalações; AD

diversas, conforme Tabela 1. Quando a obra for de Conservação Rodoviária há

representa as áreas descobertas ou sem vedação lateral; FEAD

particularidades a serem consideradas, na Parcela Vinculada tais

representa o fator de equivalência de áreas descobertas; CII

como: dimensionamento da extensão das faixas das rodovias; e

representa o custo específico das instalações industriais; CMCC

quando na obra houver casos de serviços que envolvam operações

representa o custo médio da construção civil por metro quadrado,

de tracionamento (protensão, tirantes e estaiamento) e de

calculado pelo IBGE e divulgado pelo SINAPI mensalmente e por

suspensão (içamentos, reforços e trocas de aparelho de apoio) de

unidade da federação.

elementos estruturais em algumas obras de infraestrutura, devem-

2.5 Administração Local

se quantificar, na Administração Local, técnicos especializados,

Tendo em vista, o Acórdão nº 2622/2013 – TCU – Plenário que

sendo que esses serão dimensionados em função das características

recomenda que os custos da Admistração Local, por serem passíveis

intrínsecas do projeto e do cronograma proposto para esses

de identificação, mensuração e discriminação, devam ser inseridos

serviços. Devem ser previstas, também, sua alocação na parcela

nas Planilhas orçamentárias, nos quais devam ser sujeitos a controle,

vinculada da administração local apenas no período em que os

medição e pagamento individualizado pela Administração Pública,

serviços estiverem sendo efetivamente executados.

e que sejam pagos de maneira proporcional ao avanco da execução

Nos custos da manutenção do canteiro e acampamentos

financeira da obra, o DNIT, através do novo SICRO desenvolveu uma

relativos à Conservação Rodoviária, por serem áreas reduzidas e por

metodologia inovadora para apurar esses custos com modelagens e

utilizarem contêineres, é atribuído para o cálculo, o percentual de

critérios referenciais.

50% da equipe mínima de mão de obra e equipamentos prevista

Como as estruturas organizacionais são diversas, em função da complexidade de cada obra e dos serviços que serão desenvolvidos, o novo SICRO desenvolveu uma metodologia, padronizando

para as áreas de canteiro, conforme Tabela anexa no Manual de Custos do SICRO. Assim, “detalhadas as parcelas fixas, vinculadas e variáveis da

uma estrutura organizacional referencial para bem administrá-la,

mão de obra que compõem o custo de referência da administração

de acordo com a natureza e porte da obra, sendo composta por:

local de uma obra, torna-se possível ao gestor público intervir em

mão de obra, veículos, equipamentos e despesas diversas. Sendo

situações diversas de paralisação do empreendimento, garantindo

que, para melhor apurar os custos, formatou a mão de obra em:

assim a preservação do erário e os interesses da Administração

equipe gerencial técnica, equipe gerencial administrativa, equipe

Pública” .

de segurança e medicina do trabalho, manutenção do canteiro de

Quanto aos critérios de medição da Administração Local, o

obras e campamentos, equipe de produção em campo, equipe de

SICRO segue a orientação do Acórdão nº 2622/2013-TCU-Plenário,

frentes de serviço e equipe de controle tecnológico.

estabelecendo que os pagamentos sejam realizados conforme a

Deste modo, classificou as despesas em cinco subgrupos,

execução financeira da obra. Portanto, a metodologia proposta pelo

dimensionados em: parcela fixa, parcela vinculada, parcela variável,

SICRO, possibilita que os valores atribuídos à Administração Local

manutenção do canteiro de obras e acampamentos e despesas

sejam pagos proporcionalmente ao avanço físico da obra.

Tabela 1 – Grupos da Administração Local do SICRO

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

CONCLUSÃO:

Tabela Referencial própria, atuando na pesquisa e coleta de preços, elaboração dos orçamentos para obras a serem licitadas, bem como

Ao longo de seus 80 anos, o Departamento Autônomo de

elaborando composições de serviços com a expressiva colaboração

Estradas de Rodagem do Rio Grande do Sul – DAER/RS, pioneiro

da sua fiscalização, sejam nas áreas de projetos e construção/

como o DNIT, tem desenvolvido e investido na área de custos.

restauração de rodovias, como também, na área de OAE. Salienta-se

A partir de apropriações de custos dos serviços executados no

aqui, a parceria fundamental do Laboratório de Pesquisas, sempre

campo que, através da coleta das informações do corpo técnico,

atuante e dando respaldo para a tomada de decisões, quanto à

fiscalização de obras e projetistas, juntamente, com o Manual de

formação das composições. Todavia, a tarefa sempre foi árdua,

Custos do DNER, de 1972, com sua metodologia para compor os

geralmente, com pouco pessoal e atendendo a toda a demanda do

preços, fizeram com que fossem formados os preços dos serviços

Departamento. Além de, assiduamente, responder aos órgãos de

do DAER. No decorrer dos anos as composições de custos foram

controle.

revisadas quanto aos insumos e consumos; equipamentos foram

Nesse viés, há pelo menos três anos atrás, a Direção do DAER

atualizados, produções dos serviços foram adequadas, parâmetros

vem demonstrando o interesse em adotar as composições do DNIT/

de transportes atualizados, BDIs foram modificados, sendo

SICRO, já que essas são: frequentemente auditadas pelo TCU, são

obviamente, suprimidas muitas composições de custos e, também

revisadas anualmente e tem Referencial de Preços divulgados com

outras tantas incluídas ao Referencial de Preços. As composições

mais frequência que o Referencial do DAER, que é divulgado uma

de custos atendem as exigências dos órgãos de controle e, em

vez por ano. Bem como, após diversos apontamentos dos órgãos de

quase em sua totalidade, pois foi evoluindo com o passar do tempo,

controle nas quais, sempre o DAER é comparado ao DNIT, essa EER

adaptando-se as exigências da engenharia moderna, da tecnologia

iniciou os estudos, subsidiados pela Direção desse Departamento,

e da legislação. Ressalta-se aqui, que o DAER é responsável pela

como reuniões promovidas pela Associação Brasileira dos

pesquisa criteriosa e morosa de preços dos insumos no mercado

Departamentos Estaduais Rodoviários – ABDER, através do

para confeccionar a Tabela Referencial de Preços do DAER, para

Grupo de Custos - CUSTOROD, nos quais foram ministradas pelo

obra, projeto e supervisão de rodovias. Aléms disto, a Equipe de

Coordenador Geral de Custos de Infraestrutura – CGCIT do DNIT,

Economia Rodoviária – EER, da Superintendência de Programação

Luiz Heleno Albuquerque Filho, e outros cursos recentes com a

Rodoviária – SPR, subordinada a Diretoria de Gestão e Projetos -

mesma temática, para, num futuro próximo, promover ou não, a

DGP, baseia-se na metodologia do DNER, com alguns parâmetros

transição da Tabela Referencial do órgão para o Referencial do DNIT.

revisados e atualizados em conformação com SICRO 2 e, também,

Através da participação desses eventos, foi constatado que

com conceitos e métodos desenvolvidos pela própria Equipe,

as todas as composições do DAER, em relação com as inovações

desde sua criação. Assim, a EER sempre se orgulhou de ter sua

do DNIT, terão que sofrer grandes ajustes para adaptar-se a essa Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

nova metodologia. Um exemplo é a retirada da Motoniveladora das composições Escavações, carga e transportes, já que essa foi considerada para espalhar o material, somente com o objetivo de abrir caminho para a execução do serviço. Bem como, a retirada do Encarregado, que está inserido em todas as composições de custos. Além de considerar os novos fatores FIC e FIT, entre outras mudanças. Quanto aos preços dos serviços, existem tanto no DAER

prata da casa

quanto no DNIT preços bons e alguns não tão bons, preços justos e alguns não tão justos, pois esses dependem da percepção de quem os analisa, sejam do ponto de vista dos empreiteiros ou dos órgãos de controle. Do que tange as mudanças, a EER já começou o estudo para a retirada da Administração Local do BDI, atendendo aos apontamentos recentes da CAGE, baseando-se na metodologia do novo SICRO, mas adaptando-a à metodologia do DAER. Entretanto, observa-se a necessidade de uma comissão multidisciplinar para estipular conceitos e métodos próprios do órgão. Assim, para que isso aconteça de fato, a mudança não será, tão somente, nas composições de custos, pois, também terão mudanças nas especificações de serviços próprias do Departamento e na forma de medição, que também tem características próprias. Além da forma de gerenciar/planejar os custos dentro do órgão, fazendo com que eles façam, realmente, parte do planejamento da obra, deixando de ser um mero informador de preços. A metodologia do novo SICRO, é realmente inovadora, além de trazer maiores subsídios para o orçamentista, deixa claro, todas as etapas da formação dos preços, conforme preconiza os órgãos de controle. Além disto, demonstra com clareza, o quão importante são as três premissas: a natureza, o porte e o cronograma da obra. E com certeza, os orçamentos serão mais planejados, muito melhores orçados e os custos mais adequados às condições locais e às condições específicas de cada obra. Deste modo, diante de tudo que foi exposto aqui, se faz a pergunta: o DAER está preparado para essa grande transição? Adota-se o novo SICRO, ou adaptam-se as composições de custos do DAER às composições do DNIT, e como o Departamento definirá suas ações daqui para frente? 4. Referências Bibliográficas: DNIT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - Manual de Custos De Infraestrutura de Transportes. Metodologias e Conceitos. Volume 1.[Brasília], [2017]. PESSOA JR, Elci - Impactos do Novo SICRO nas Obras Rodoviárias – [2017]. DNIT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - Manual de Custos De Infraestrutura de Transportes. Canteiros de Obra. Volume 7.[Brasília], [2017]. DNIT – DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - Manual de Custos De Infraestrutura de Transportes. Administração Local. Volume 8.[Brasília], [2017]. ______. Acórdão 2622/2013. Administrativo. Entidade: Tribunal de Contas da União. Interessado: Tribunal de Contas da União. Relator: Marcos Bemquerer Costa. [S.I.]. Disponível em <https://contas.tcu.gov. br/portaltextual/MostraDocumento?qn=1&doc=2&dpp=20&p=0>. Acesso em: 10 fev. 2014.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Técnica em Estradas

DAER /RS Luciana do Val de Azevedo, Engenheiro Civil

DAER /RS Luís Fernando Finamor, Engenheiro Civil

DAER /RS

prata da casa

Débora Alessandra M. Alves,

ANÁLISE DE INTERSEÇÃO MODIFICADA NA ERS-122 Km 76 COM OBJETIVO DE OBTER MELHORIAS NA SEGURANÇA VIÁRIA

Larri Rivoire, Professor Uniritter

INDRODUÇÃO

Uma parte significativa e crescente de acidentes ocorre em

Identificadas as causas, e os tipos de intervenções para alcançar

trechos onde a rodovia passa por área que sofreu desenvolvimento

os objetivos almejados e estimados, a etapa seguinte reside

urbano desordenado. Nestes trechos encontra-se uma mistura

na seleção daqueles locais que apresentam, preliminarmente,

de tráfego de passagem e tráfego local, com a participação

melhores perspectivas de retorno econômico, em vista da

significativa de veículos pesados de carga, ônibus, bicicletas, e

escassez de recursos humanos e materiais para desenvolvimento

pedestres atravessando a pista ao longo de toda sua extensão.

de projetos para todos os locais que efetivamente tenham sido

Normalmente nessas travessias problemáticas encontram-se

declarados críticos. E por fim, selecionados os locais para efetivo

também acessos e interseções com características inadequadas, em

tratamento, devem ser desenvolvidos os projetos necessários para

condições precárias de operação e sem ordenamento de tráfego.

essa situação.

Em geral os acidentes que ocorrem nessas travessias

Entre as rodovias avaliadas, foi realizada pela Superintendência

urbanas resultam de uma multiplicidade de fatores contribuintes

de Estudos e Projetos uma análise para o entroncamento de acesso

abrangendo: volumes de veículos e/ou pedestres excessivos em

a Monte Bérico, km 76 da ERS-122, que por suas características

relação à capacidade da via, comportamento inadequado de

geométricas e de ocupação apresenta maior vulnerabilidade

pedestres e de condutores de veículos, condições operacionais

a acidentes. Da verificação da quantidade e a gravidade dos

insatisfatórias dos veículos em circulação, e deficiências do projeto

acidentes, verificou-se a necessidade de elaborar um projeto com

viário.

providências emergenciais para aumento de segurança viária e

Para minimizar acidentes e diminuir a sua gravidade, é necessário o desenvolvimento de um programa de estudo de segurança viária, com monitoramento de tráfego.

minimizar o risco de acidentes na interseção (figura1). Figura 1 - Imagem de satélite do acesso a Monte Bérico

O propósito desses procedimentos é identificar os locais onde ocorrem acidentes com maior frequência, para os quais seja possível a adoção de algum tipo de melhoria capaz de reduzir a quantidade ou a gravidade dessas ocorrências. A abordagem começa com a identificação dos locais críticos em termos de acidentes de trânsito, enfatizando-se a severidade dessas ocorrências. Posteriormente, a identificação dos fatores que efetivamente contribuíram para o desfecho dessas ocorrências, ou seja, na investigação dos fatores contribuintes - diagnóstico.

Fonte: (Google Earth –Abril/2014)

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Após uma avaliação da interseção e seus acessos, técnicos

Figura 2 – Pontos de conflitos 1 e 2

do DAER-RS constataram que devido à intensidade de tráfego da rodovia, a maioria dos acidentes no local caracterizava-se basicamente em abalroamento, colisão lateral, colisão traseira, além de atropelamentos. Para uma análise mais detalhada do problema, dividiu-se a

prata da casa

fase inicial em etapas, onde foram analisadas a geometria da via e a sinalização existente, bem como, os pontos de conflito sobre a mesma. 1.1.1

Elementos Geométricos

O trecho em estudo encontra-se em região montanhosa. A seguir são apresentadas as principais características da via, classificadas conforme as Normas de Projetos Rodoviários do

Figura 3 – Pontos de conflitos 3 e 4

DAER/RS, (tabela 1). Tabela 1 – Características técnicas da rodovia

Fonte: (Quadro de Características Técnicas - Projeto Geométrico da ERS-122)

1.1.2

Pontos Críticos

Ponto crítico de acidente de trânsito significa uma interseção ou trecho entre interseções consecutivas que

1.1.3 Estudo dos Conflitos e Diagnóstico do Problema

apresentam uma frequência de acidentes excepcionalmente

A interseção do tipo “rótula aberta”, que abrange toda rotatória,

elevada, se comparada com as demais interseções ou trechos

não teria condições de atender ao elevado número de conversões

entre interseções da malha viária.

realizadas naqueles pontos, representando um alto risco de

A identificação dos pontos críticos refere-se a análise dos fatores condicionantes das ocorrências em cada ponto

Por ser um trecho em pista simples com relevo montanhoso,

identificado. São realizadas vistorias in loco objetivando a

foi observada uma deficiência de visibilidade em relação ao sentido

confirmação do diagnóstico prévio, avaliação dos fatores de

oposto de tráfego, pela própria geometria do trecho e traçado da

risco e comportamento dos usuários; proposição de melhorias e

rodovia, o que implica ao usuário dificuldade em realizar manobras

estimativa dos custos e benefícios econômicos das alternativas

de forma segura.

propostas; programação e execução de projeto e obras e finalmente acompanhamento das melhorias implantadas. Numa etapa inicial são demarcados os fluxos de circulação de veículos e pedestres e identificados os pontos de conflito.

Por essas características os condutores realizam ultrapassagens e /ou conversões forçadas e inseguras, geralmente resultando em acidentes de trânsito. Nos locais onde há a presença de 3ª faixa de tráfego, destinadas

Para facilitar, os pontos foram assinalados nas fotos com o

a veículos lentos, muitas vezes, os condutores também utilizam os

seu respectivo número. No cruzamento da Rua Valentino

acostamentos para fazerem as manobras ou ultrapassagens.

Venturim com a rodovia, tem-se o primeiro ponto de conflito, e

Notou-se também a dificuldade de veículos mais longos, de

no cruzamento da Av. Luiz Amalcabúrio com a ERS-122, tem-

presença constante na rodovia, em realizar curvas mais acentuadas

se o segundo ponto, sendo que os dois foram analisados em

sem invadir a outra faixa, ou ainda a faixa de sentido oposto,

conjunto (figura 2).

denotando uma incompatibilidade entre frota passante e geometria

Os pontos 3 e 4 apontam os cruzamentos analisados sobre a rodovia e no ponto 5, tem-se o cruzamento da Av. Jacob Luchesi com a rodovia ERS-122, na saída do Motel (figura 3). 36

acidentes no local.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

do trecho. Constatou-se ainda a presença de acessos irregulares à via principal, onde não existia definição de ruas laterais, as quais se

uniam a própria via. O conflito causado pelo tráfego de veículos

1.2

ALTERAÇÃO DE PROJETO

locais nessa área e atividades comerciais, localizadas em áreas lindeiras à rodovia, resulta do crescimento desordenado da cidade

Tendo em vista a situação no local, e o clamor da sociedade

ao longo do eixo da mesma e acentuam os problemas de tráfego

em razão do crescimento dos acidentes de trânsito, a avaliação do

entre veículos de percursos longos e curtos.

DAER para o segmento levou a adoção de intervenções em 3 fases.

Na figura 4, vê-se um veículo longo com dificuldades para

Foram apresentadas propostas de ações a curto, médio e longo

realizar conversões na pista, pois a geometria da via foi projetada

prazo, com base nos índices de acidentes e nas especificidades

prevendo veículos menores e também um volume de tráfego

do local analisado. Porém, o objetivo deste trabalho é analisar

menor, de forma que permitisse a realização da manobra através de

as propostas a curto prazo e verificar se as medidas adotadas

rótula vazada.

minimizaram a situação encontrada na interseção da ERS-122. Foi previsto então, como medida de curto prazo, um reforço

Figura 4 – Veículo longo aguardando para fazer a conversão

de sinalização nas aproximações da interseção na rodovia e nas avenidas com controle de fluxo, buscando melhorar, de maneira imediata, os conflitos mostrados nos pontos 1, 2, 3, 4 e 5. Como nas interseções as correntes de tráfego devem cruzar ou convergir utilizando a mesma área, surgem os conflitos. Sendo assim, para que os veículos possam realizar as manobras de forma adequada, foi indicada a implantação de dispositivos de canalização e semáforos, com o objetivo de direcionar e disciplinar o tráfego. A proposição de curto prazo implantada, com intuito de melhorar as condições existentes, está apresentada na figura 5 e será melhor detalhada nos itens a seguir.

Figura 5 - Projeto de Semaforização e Reforço de Sinalização

1.2.1

Elementos Geométricos

As medidas adotadas

referentes a geometria da interseção, por ser um tratamento a curto prazo, foram muito pequenas, pois este tipo de procedimento requer mais tempo para implantação.

1.2.2

Melhorias na

Sinalização Horizontal e Vertical O reforço de sinalização consiste na implantação de placas de regulamentação de velocidade, placas de advertência principalmente Fonte: (DAER/RS – Data do Projeto: Maio/2014)

para advertir sobre a implantação de semáforos na rodovia, além das placas indicativas informando as localidades próximas. Foi indicado ainda a revitalização e a implantação

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

de reforço da sinalização horizontal, com a implantação de Linhas

previstas 2 fases para o semáforo, conforme esquema a seguir

de Estímulo à Redução de Velocidade (LERV), faixa de travessia de

(figura 7).

pedestres, indicando o local onde os pedestres poderão atravessar

Figura 7 - Detalhe das fases do semáforo

de maneira segura, já que também estavam previstas placas para advertir aos motoristas da existência da travessia de pedestres. Em complementação, foi indicada a implantação de

prata da casa

demarcador central de pista, dispositivo projetado pelo Departamento e utilizado com o objetivo de manter a velocidade dos veículos no sentido descendente da rampa, em níveis desejáveis,

E em novembro de 2014, ocorreram as obras de tratamento de

acompanhado de sinalização específica. Esta manutenção da

segurança viária com a implantação do reforço de sinalização e dos

velocidade se dá através da sensação de confinamento do condutor

semáforos. Na figura 8 tem-se imagem do local atualmente, onde

pela implantação de tachões, formando um “trilho de roda” pelo qual

se verifica o acesso à empresa devidamente fechado, sinalização

o veículo deve se deslocar. Este procedimento se encontra em fase

vertical e horizontal assim como os semáforos implantados

de testes e ainda não foi regulamentado, porém tem demonstrado

conforme projeto.

bons resultados.

Figura 8 – Imagem do local atualmente

Foi indicada ainda no projeto a implantação de canteiros fictícios com o uso de tachões e supertachões, delimitando canteiros laterais, para disciplinamento dos movimentos de conversão, além de marcas viárias (zebrados) com a finalidade de servir como canalizadores de fluxo. Foi criado um canteiro divisor com tachões e pintura na interseção da rodovia com a Av. Luiz Amalcabúrio, com o uso de defensa metálica, desta forma, na saída existente na Av. Luiz Amalcabúrio foram instaladas defensas metálicas, evitando-se o acesso direto a rodovia Canteiro criado na saída da Av. Luiz Amalcabúrio. No detalhe abaixo mostra a disposição na qual o tachão e o supertachão foram projetados para impedir que algum veículo utilizasse a área destinada ao canteiro para manobras (figura 6). Figura 6 – Canteiro criado na saída da Av. Luiz Amalcabúrio

1.2.4

Análise das melhorias (antes e depois)

Para auxiliar na definição dos locais com necessidade de estudos específicos foram coletados e tabulados os dados de acidentes na rodovia. 1.2.4.1

Dados de Ocorrências de Acidentes Antes da

Intervenção Na figura 9, apresenta-se o gráfico com a representação da natureza dos acidentes, onde no período de análise (dez/2012 a Out/2014), foram totalizados 59 acidentes, sendo 8% de acidentes com vítimas fatais, 25% com lesões corporais e 67% com danos materiais. 1.2.4.2

Dados de Ocorrências de Acidentes Após a

Implantação do Novo Projeto Verificou-se que 71% dos acidentes registrados foram com 1.2.3

Implantação de Sinalização Semafórica

Nos estudos técnicos foi avaliada a implantação de

danos materiais e os acidentes com lesões corporais ocorreram em 29% dos casos, e nenhum acidente com vítimas fatais,

semaforização no entroncamento, disciplinando a prioridade de

totalizando 24 acidentes ocorridos neste período (figura 10). Na figura 11 podemos verificar que houve uma redução

fluxos no entroncamento, e restringindo movimentos nos acessos

significativa do número total de acidentes, sendo que com danos

existentes, a qual se mostrou viável, e o projeto de sinalização para

materiais a redução foi de 59%, em acidentes com lesões corporais

implantação dos dispositivos no entroncamento das Ruas Jacob

53%, mas o fator mais relevante é que neste período, após a

Luchesi e Rua Venturim foi desenvolvido pelo DAER de acordo

implantação do projeto de semaforização, não se registrou nenhum

com a Legislação vigente. Para um melhor funcionamento, foram

acidente com vítimas fatais.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 9 – Gráfico da natureza dos acidentes antes da intervenção

Figura 10 - Gráfico da natureza dos acidentes após implantação do novo projeto

Fonte: (elaborado pelo autor, baseado nos dados fornecidos pela CRBM)

Figura 11 - Gráfico comparativo de antes e depois

Fonte: (elaborado pelo autor, baseado nos dados fornecidos pela CRBM)

Com o estudo de identificação de pontos críticos, análise, elaboração e implantação de projeto para melhorias da interseção na ERS-122, com as ações propostas visando melhorar o conforto e a segurança dos usuários e também a redução dos acidentes de trânsito já apresentaram um resultado muito significativo, com a expressiva redução dos acidentes no local. No entanto, com as medidas que devem ser adotadas a médio e longo prazo, é provável que tenhamos resultados mais expressivos, pois o trecho desenvolve-se em zona com elevado volume de tráfego

Fonte: (elaborado pelo autor, baseado nos dados fornecidos pela CRBM)

A seguir apresentou-se o gráfico da evolução dos acidentes em UPS (figura 12). Figura 12 - Gráfico da evolução dos acidentes em UPS

de veículos leves e pesados e com alto índice de ocupação urbana nas adjacências da rodovia. Entre as medidas previstas à médio prazo, está a adequação do dispositivo através de fechamento de rótula, bem como um reforço da sinalização visando adequação aos novos projetos. A implantação dessas alterações de médio prazo na geometria e sinalização da interseção tem uma previsão de que ocorra nos próximos anos, pois em função da característica da interseção, é recomendável o estudo de medidas para adequar a capacidade de tráfego, bem como melhorar ainda mais as condições de trafegabilidade e segurança viária. E a longo prazo está previsto a implantação de duplicação da rodovia com bloqueio do cruzamento em nível na interseção, estabelecendo pontos de retorno próximos do acesso ou a implantação de interseção em dois níveis (viaduto).

Fonte: (elaborado pelo autor, baseado nos dados fornecidos pela CRBM)

Não foram computados os dados de acidentes no mês de novembro de 2014 em razão das obras de melhorias da interseção com a presença de sinalização de obras no local.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A presença de veículo pesado ainda é um fator de risco que merece a devida consideração. A influência da quantidade de veículos pesados na quantidade de acidentes deve ser melhor avaliada, uma vez que é um fator de risco que merece a devida consideração. Ao finalizar o trabalho, conclui-se que para minimizar os problemas em uma interseção, podem ser utilizados dispositivos que visam canalizar o tráfego, diminuindo a aleatoriedade dos

O presente trabalho teve como objetivo a avaliação de uma

movimentos, reduzindo a área de conflitos e melhorando as

interseção do tipo rótula vazada em pista simples, bem como as

condições de fluxo, pois é realmente eficiente na redução de

modificações propostas nessa interseção, visando obter melhorias

imprevisibilidades. A canalização adequada aumenta a capacidade

na segurança viária e no tráfego.

da via, oferece conforto e segurança ao usuário e a implantação de

Neste trabalho foram analisadas apenas as medidas realizadas

dispositivos de controle de tráfego permite que seja estabelecida uma

à curto prazo, em um único ponto, pois se fazia necessário uma

alternância entre a prioridade de passagem dos fluxos conflitantes,

resposta mais imediata à sociedade.

eliminando o risco por questões de imprudências. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

PODER DE POLÍCIA DO DEPARTAMENTO AUTÔNOMO DE ESTRADAS DE RODAGEM prata da casa

Silvia Vargas Bertoglio

INTRODUÇÃO A investigação do tema quanto

à compreensão do poder de polícia O Departamento Autônomo de Estradas de Rodagens possui uma grande abrangência no Estado do Rio Grande do Sul, haja vista a malha rodoviária e a trafegabilidade de milhões de usuários que utilizam os serviços da Autarquia para suprir suas necessidades. Em certa medida, atribui-se às autoridades o poder de sanção com a finalidade de orientar a conduta de cidadãos comuns. Assim, o Estado possui a faculdade de reprimir, não de forma absoluta e ilimitada, sujeitando-se aos limites jurídicos, as liberdades individuais, sempre asseguradas as prerrogativas na Constituição. O art.78, parágrafo único, do CTN faz referência às características do poder de polícia, que somadas, compõe a noção de exercício regular. A polícia administrativa manifesta-se através de normatização condicionando certos atos a regulação estatal. Ocorre que os atos fiscalizadores da Administração Pública previamente se acautelam de possíveis danos que podem advir da ação de particulares. Portanto, as multas são sanções que visam intimidar o cumprimento da norma e ressarcir a Administração de algum prejuízo que a ação ou inação tenha causado. O DAER tem a função de vistoriar os veículos de transporte intermunicipal de passageiros com o intuito de aferir as condições de trafegabilidade e garantir a segurança dos usuários, prevenindo riscos e possíveis acidentes. Da mesma forma, a fiscalização ao transporte de cargas deve seguir um padrão com à marcação exata de peso para prevenção de possíveis prejuízos a terceiros, como lentidão na trafegabilidade nas rodovias, e o desgaste provocado no pavimento das rodovias, bem como pontes e viadutos. A ideia imperativa de vedação de um comportamento está ligada à polícia administrativa, no qual o Comando Rodoviário da Brigada Militar está inserido, uma vez que, através de Convênio de Cooperação Técnica com o DAER, possui delegação de poder para tanto. O objetivo principal é agilizar os atendimentos e intervenções às demandas da comunidade.

administrativa exercido pelo DAER, suas reais atribuições em face do interesse público, da segurança e da ordem. Contempla, tal estudo, o ramo do Direito Administrativo, Direito Constitucional e demais leis infraconstitucionais utilizadas pela Autarquia na condução dos atos da relação intercorrente do Estado com os particulares. A pesquisa foi no sentido de agrupar dados devido à carência de dispositivos publicados que pudessem esclarecer essa temática, uma vez que o Departamento possui outras atribuições além da manutenção dos programas de construção rodoviária, uma vez que a fiscalização nas rodovias do Estado do Rio Grande do Sul realizada pelo Departamento Autônomo de Estradas de Rodagens tem finalidade preventiva e denota particularidades no que tange a intervenção das liberdades dos direitos individuais em benefício da segurança e do interesse público.

2 O PODER DE POLÍCIA NO ÂMBITO DA ADMINISTRAÇÃO PÚBLICA Os poderes administrativos são instrumentos da Administração Pública que possuem prerrogativas próprias,

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

no sentido da aplicação de regras

Celso Antônio Bandeira de Mello

de direitos alheios, cabe a observância do

vinculadas no caso concreto. Portanto,

dá dois conceitos de poder de polícia:

contraditório e ampla defesa no devido

trata-se de regras de atribuição de

em sentido amplo e sentido restrito.

processo legal em sentido procedimental.

competência administrativa, pela qual,

O sentido amplo abrange tanto atos

Por outro lado, em situações que exige a

a lei prevê um único comportamento

do Poder Legislativo quanto do Poder

interdição de excessos, ferindo o princípio

válido diante de uma determinada

Executivo. É a atividade Estatal tutelando

da proporcionalidade, observa-se o

situação. Nesse âmbito, a existência da

a liberdade e a propriedade ajustando

denominado devido processo legal em

discricionariedade administrativa pode

ao interesse coletivo. Em contrapartida,

sentido substancial.

decorrer tanto da perspectiva técnica do

no sentido mais restrito refere-se a

legislador, sujeita a inúmeras imprecisões,

intervenções gerais e abstratas, através

como também, das diversas situações

de regulamentos, autorizações, e licenças

apresentadas no cotidiano. Em certa

do Poder Executivo para prevenir e

medida, a discricionariedade atribui

obstar o desenvolvimento de atividades

determinada hipótese legal, prevendo

particulares que contrastem com os

mais de uma consequência. Desta forma,

interesses sociais. Di Pietro considera que

o administrador deverá eleger a hipótese

o Estado utiliza meios para o exercício

legal mais adequada ou mais de uma,

da polícia administrativa através de atos

considerando a melhor quanto a satisfazer

normativos descritos pela lei e por atos

3 TRANSPORTE COLETIVO RODOVIÀRIO INTERMUNICIPAL DE PASSAGEIROS NO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL O transporte coletivo rodoviário

o interesse público, ou seja, respeitando

administrativas e operações materiais

intermunicipal é uma atividade meio

a conveniência e oportunidade, em face

aplicadas como medidas preventivas,

que visa atender às necessidades de

das circunstâncias fático-jurídicas havidas

como fiscalização, vistoria, ordem,

deslocamentos de pessoas e por motivos

no caso concreto. Conforme José Cretella

notificação, autorização e licença.

diversos. Existem, para tanto, dois tipos

Júnior, o poder de polícia enseja três

Os atributos do poder de polícia

de transporte de passageiros, segundo

objetivos, quais sejam, a tranquilidade,

abrangem a discricionariedade, a

sua natureza: o regular e o especial. O

a segurança e a salubridade públicas,

autoexecutoriedade, a coercibilidade,

transporte regular engloba as linhas

para tanto, é faculdade discricionária

e a exigibilidade que são, portanto,

de operação normal, portanto, ativas

da Administração limitar as liberdades

medidas que a Administração deve

durante todo o ano, e contemplam as

individuais em prol do bem comum.

adotar a partir de determinados

linhas temporárias do Plano Praia que

Assim como os direitos individuais são

elementos, como motivo ou objeto,

são operadas apenas durante o período

relativos, da mesma forma, o poder

pois não é dado ao legislador prever

de veraneio. Por sua vez, o transporte

de polícia, não pode pôr em perigo a

todas as circunstâncias fáticas possíveis.

especial compreende o serviço de

liberdade e a propriedade. Portanto,

Assim, a Administração terá que decidir

fretamento e turismo e por isso são

as restrições a direitos individuais não

qual a ação mais adequada, adotando

contratados entre as partes interessadas,

devem ser excessivas e desnecessárias, de

uma solução previamente estabelecida,

como o transporte de estudantes,

modo a não configurar abuso de poder.

sem qualquer possibilidade de opção.

trabalhadores e turistas, mediante a

A polícia administrativa encontra-se

No entanto, o excesso se manifesta na

emissão de lista de passageiros fechada.

definida no art. 78 do Código Tributário

intensidade da medida tomada em

Segundo dados relativos a 2015, no Rio

Nacional, uma vez que, uma das formas

determinada situação contra o particular,

Grande do Sul, o transporte coletivo

de contraprestação da atividade de polícia

ou quanto à extensão da medida que

intermunicipal regular de passageiros

administrativa, porém não a única, se dá

foi maior do que o necessário obtendo

atende cerca de 51,6 milhões de

através da cobrança de taxas, conforme

resultados indesejáveis. Portanto, a

passageiros ao ano e 189 empresas são

disposto no art. 145, II, da CF e art. 77 do

proporcionalidade dos meios para

responsáveis pela circulação de 3.000

referido Código. Todavia, na obra de Maria

atingir os fins equivale a não ir além

veículos, com idade média de 11 anos.

Sylvia Zanella Di Pietro, a doutrinadora

da finalidade, produzindo a eficácia da

São efetuadas mais de 1,5 milhões de

menciona que o parágrafo único do artigo

medida que deva ser mais adequada

viagens durante o ano, somando um

78 do Código Tributário Nacional trata dos

para impedir um dano à coletividade.

total de 191 milhões de quilômetros

limites da lei aplicável, com observância

Portanto, devido à imposição

percorridos. O setor de transportes é

do processo legal, sem abuso ou desvio de

constitucional (art. 5º, LIV, da CF), tratar da

responsável por uma renda em torno de

poder, apesar da discricionariedade.

atuação estatal potencialmente restritiva

R$725 milhões, o que representa 0,3% Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

do PIB gaúcho. Conforme levantamento efetuado pela Secretaria de Transportes, em 2001, o Sistema de Transporte Intermunicipal mantém cerca de 60.000 empregos (diretos e indiretos), com investimento de US$20

prata da casa

milhões ao ano em frota, garagens, treinamento, sendo aproximadamente US$ 200 milhões o valor imobilizado no setor (patrimônio). No transporte especial existem 3.072 empresas cadastradas, operando serviços de fretamento e turismo, possuindo uma frota de 8.600 veículos, com idade média de 13 anos. Além disso, a Equipe de Planejamento de Linhas emite de 850 a mil Ordens de Serviços, documentos através dos quais, permitem que seja autorizada a implantação ou modificação dos serviços em determinadas linhas, a fim de adequá-los às necessidades dos usuários. Da mesma forma, são fornecidas autorizações para operações especiais programadas pelas empresas. Essas operações são executadas em datas específicas, a fim de atender alterações que advenham de demandas que possam ocorrer em função de feriados e eventos regionais. A gestão do transporte coletivo rodoviário intermunicipal é feita pelo Departamento Autônomo de Estradas de Rodagem, criado a partir da Lei Estadual nº 750 de 11 de agosto de 1937 e vinculado à Secretaria dos Transportes, órgão responsável pelas políticas setoriais desse segmento do Estado. Outrossim, além de gestor, o DAER tem também a atribuição de Poder Concedente dos contratos de concessão das linhas regulares e estações rodoviárias. O Sistema de Transporte Coletivo Rodoviário Intermunicipal constitui-se de (dados de 2015): •

1255 linhas regulares e 383 195 linhas temporárias (Plano

Verão);

33 linhas semelhantes às

urbanas (suburbana interior); •

325 estações rodoviárias;

•

17 postos de venda de

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

4 TRANSPORTE RODOVIÁRIO DE CARGAS

passagens permanentes e 12 postos de venda temporários (Plano Verão).

O transporte rodoviário possui

Oferecer transporte coletivo é

grande representatividade no segmento

dever do Estado, todavia, essa tarefa é

de cargas, uma vez que está relacionado

concedida a terceiros e executada por

ao baixo custo inicial de implantação,

empresas privadas que são operadoras

grande flexibilidade e integração

do Sistema de Transporte Coletivo

nacional, devido à extensão da malha

Intermunicipal de Passageiros de

rodoviária e a confiabilidade nos prazo de

Longo Curso, fiscalizado pelo Governo

entrega de mercadorias. Todavia, a busca

do Estado, através do Departamento

por redução de custos e a constante

Autônomo de Estradas de Rodagem

otimização do transporte, faz com que

(DAER). Desta forma, as linhas oferecidas

as empresas alterem a configuração da

para transporte de passageiros no

frota, aumentando, assim, a capacidade

Estado do Rio Grande do Sul propiciam

de carga dos veículos. Esta situação

acesso equânime aos usuários, para

acentua o desgaste nas rodovias, uma

tanto, cabe ao Departamento gerenciar

vez que compromete a durabilidade

e coordenar essas atividades, inclusive

dos pavimentos e das obras de arte

no que tange a política tarifária. Por isso,

especiais, tais como pontes e viadutos,

é responsável pelo cálculo das tarifas,

além de interferir diretamente na fluidez

zelando pelo equilíbrio econômico

e na segurança do tráfego pela limitação

financeiro do sistema, visando garantir

de velocidade e das possibilidades de

do controle, bem como, a observância

ultrapassagem vinculadas à presença

à legislação vigente. Nesse contexto,

destes veículos.

o combate à clandestinidade de

O Poder Público do Rio Grande

transporte de passageiros, merece uma

do Sul atua nesta área através do

fiscalização redobrada, pois os usuários

Departamento de Autônomo de Estradas

incautos, visando, apenas o baixo

de Rodagem e o Comando Rodoviário

custo, ficam a mercê da precariedade

da Brigada Militar, através de fiscalização

da condução oferecida, sem qualquer

do transporte desde o condutor do

garantia de segurança ou qualidade

veículo, passando pelo transportador

de serviços. O transporte pirata de

e o embarcador. Dessa forma, o

passageiros não contempla pagamento

embarcador é responsável pela infração

de impostos, obediência à legislação

quando for único e o peso declarado no

trabalhista, tampouco, preocupa-se

documento fiscal for inferior ao aferido,

com superlotação, uma vez que retira

conforme descrito no Código Brasileiro

passageiros do Sistema nos horários de

de Trânsito. Neste caso, o transportador

maior demanda.

teria aprovado, de boa-fé, a declaração

A constante manutenção do Sistema,

falsa. Contudo, se o peso declarado for

contínuas avaliações e fiscalização, em

superior ao limite legal (sem tolerância), o

certa medida, são ações que demonstram

transportador e embarcador respondem

a importância econômica e a função

solidariamente pela multa.

social que esse seguimento do Estado

secções; •

•

Nesse sentido, a Resolução 258/07

possui, proporcionando aos usuários

tornou mais rigorosa as normas de

bem-estar e segurança no que tange o

controle de peso por eixo, uma vez que,

transporte coletivo intermunicipal.

fixou em 5% a tolerância tanto no peso

bruto quanto no peso por eixo, manteve

o veículo à pesagem, nos pontos fixos

para 110 homens, com a formatura da 4ª

a tolerância de 7,5% nos eixos por um

ou móveis, receberá multa e retornará,

Turma de Guardas Rodoviários, possuíam

período de transição; exigiu o uso da

obrigatoriamente, ao ponto de evasão

três caminhonetes da marca DKW e

tolerância na verificação por meio de

para a pesagem. Nesse caso, além das

três veículos da marca JEEP. Em 1968, o

documento fiscal, de acordo com o

penalidades previstas nos art. 210 e 278,

número existente de policiais rodoviários

Código de Trânsito Brasileiro; flexibilizou

do CTB, o motorista comete uma infração

era de 132 homens, sendo que 112

a verificação por meio de documento

penal, segundo o art. 330 do Código

estavam presentes nos 17 destacamentos

fiscal, que, na impossibilidade da

Penal Brasileiro.

da Polícia Rodoviária, distribuídos nas

balança, pode ser feita a qualquer tempo

localidades de: Rincão do Cascalho,

e em qualquer local; reafirmou que a

Gravataí, Viamão, Guaíba, Montenegro,

tolerância não pode ser incorporada aos limites legais e regulamentou a multa por exceder a Capacidade Máxima de Tração. Tanto o transportador quanto o embarcador entendem que para manter

5 POLICIAMENTO DE TRÂNSITO RODOVIÁRIO NO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

Cachoeira do Sul, Santa Cruz do Sul, Cruz Alta, Passo Fundo, Farroupilha, Pelotas, Santa Maria, Santa Rosa, Estrela, Santo Antônio da Patrulha, Taquara e Bagé. A Brigada Militar incorpora a Polícia

a malha rodoviária em condições é

Rodoviária do DAER, sendo criada a

preciso controlar o peso dos veículos de

Companhia de Policiamento Rodoviário,

transporte de cargas, contudo resistem

A Polícia Rodoviária do DAER entra

com sede em Viamão. Nesse contexto,

ao controle de peso por eixo, ou do entre

em funcionamento em 1º de janeiro do

a Polícia Rodoviária Estadual cresceu

eixos.

ano de 1951, com a função precípua de

juntamente com a rede viária do Estado

policiamento e auxílio aos usuários das

e o número de usuários das rodovias,

1% de excesso de peso num eixo isolado,

estradas estaduais do Rio Grande do Sul.

prestando cooperação técnica às

resulta no aumento de 4,32% no desgaste

O corpo policial possuía um efetivo de

atividades do DAER. Além da fiscalização

do pavimento, portanto, uma rodovia

36 homens, comandados por um major e

das rodovias estaduais e da orientação do

projetada e construída para durar dez

auxiliado por dois tenentes, tendo como

tráfego, os patrulheiros levavam ao DAER,

anos tem sua vida útil reduzida para

equipamento disponível incluía: cinco

dados estatísticos importantes para a

pouco mais de oito anos com sobrecarga

veículos da marca JEEP, sete motocicletas,

prevenção de acidentes. No ano de 1973,

de 5%; com sobrecarga de 7,5%, a vida

da marca SUEDEN, de dois cilindros e 200

a Companhia de Policiamento Rodoviário

útil seria de pouco mais de sete anos; e

cm de cilindrada, podendo alcançar a

estabeleceu plano de prioridades para

com 20% de sobrecarga, a vida útil cairia

velocidade máxima de 180 km/h, além

propiciar a realização do objetivo de

para 4 anos e meio.

disso, o comando dispunha de uma

garantir segurança no trânsito. Em 1981,

caminhonete da marca DODGE.

houve a necessidade de reestruturar

Conforme dados estatísticos, a cada

Estradas danificadas com deformações, enrugamento do asfalto,

Não obstante, o número reduzido

a unidade, dando-lhe a formação de

fissuras (rachaduras) e rupturas (buracos)

de policiais, os mesmos fiscalizavam as

Batalhão de Polícia Rodoviária (BPRv), o

prejudicam as estruturas dos veículos

estradas de acesso às praias, estando

qual permaneceu até o ano de 2004. A

e retardam as viagens, além disso,

instalados em quatro postos da rodovia

partir de então, em dezembro de 2004,

aumentam o desgaste das peças do

nos trechos que abrangiam Gravataí-

criou-se o Comando Rodoviário da

veículo e perturbam o fluxo de tráfego,

Osório-Tramandaí e um posto no Morro

Brigada Militar - CRBM do Rio Grande

resultando em acidentes e mortes.

Alto, no entroncamento da rodovia que

do Sul, encarregado da execução das

A fiscalização dos limites de peso

permitia acesso a Capão da Canoa com

atividades de polícia ostensiva nas

e dimensões é feita ao longo das vias

BR-59. O posto nº 1 estava instalado no

rodovias estaduais (art. 22-A, § 1º, Dec.

públicas; o excesso de peso é aferido

km 31, à saída de Gravataí, o posto nº 2,

Nº 42.871/04), em conformidade com as

por equipamento de pesagem ou

na entrada de Santo Antônio, o posto nº

competências da estrutura organizacional

pela verificação de documento fiscal,

3, na saída de Santo Antônio, o posto nº

interna (Lei 10.991/97).

na forma estabelecida pelo COTRAN,

4, no Morro Alto, e o posto nº 5, ficava

DAER e CRBM tornam-se partícipes

estabelecendo metodologia e

na entrada de Tramandaí, no km 131.

de um Convênio com duração de

periodicidade para aferição. De acordo

Em 1957, a Polícia Rodoviária do DAER

sessenta meses, na forma do art. 116

com o art. 99 § 3º do CTB, o condutor que

contava com um efetivo de noventa

da Lei Federal nº 8.666/93, adotando-

se evadir da fiscalização e não submeter

homens, número que foi aumentado

se os procedimentos do art. 20 da IN Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

CAGE nº 01/2006. O DAER – Autarquia Estadual integrante da

automaticamente e de forma continuada até satisfação da

Administração Indireta (CERS/90. Art. 21), sob fundamento

exigência descrita na lei.

legal do Art. 25 da Lei nº 9.503/97, Código de Trânsito Brasileiro,

O CRBM tem ainda a função de coibir e reprimir atos

vinculada à Secretaria dos Transportes, criada pela Lei nº 750/37

criminosos como, posse e porte ilegais de armas, ocorrências

e reorganizada pela Lei nº 11.090/98, como entidade responsável

com drogas, veículos furtados/roubados e captura de foragidos

pela gestão do transporte rodoviário do Estado do Rio Grande

da justiça, a fim de manter a ordem e segurança de todos.

prata da casa

do Sul – delega à Brigada Militar, órgão da Administração Direta, execução das atribuições nos termos do art. 23 da Lei nº 9.503,97 (CTB), tendo em vista o interesse e a conveniência

CONCLUSÃO

A polícia administrativa tem a incumbência de regular e

administrativa. No desempenho das atribuições delegadas, os

orientar a conduta dos particulares, todavia, a existência da

militares estaduais, subordinados ao CRBM, denominam-se de

liberdade individual e da restrição estatal estão relacionadas

agentes de trânsito por delegação. Não obstante, a competência

à necessidade de respeitar essa liberdade e garantir a ordem

para julgar a consistência dos autos de infração de trânsito e

social. O fundamento principal é a predominância do interesse

aplicar a penalidade cabível, nos moldes do art. 281 do Código

público sobre o particular, com esse propósito, o DAER cumpre

de Trânsito Brasileiro, permanecerá do Diretor-Geral do DAER,

a função fiscalizatória junto aos transportadores de cargas,

a quem competirá exercer o poder jurisdicional de autoridade

aos veículos de transporte intermunicipal de passageiros, bem

de trânsito, em obediência ao disposto no art. 16, inciso II, do

como, conveniado ao Comando Rodoviário da Brigada Militar. A

Decreto Estadual nº 47.199/2010.

prevenção de atos prejudiciais a terceiros ou ações criminosas

As multas são a modalidade sancionadora mais comum;

estão sujeitos às sanções estatais que são puníveis através

visa, coercitivamente, limitar ações que sejam contra a lei e

de multas ou intervenções policiais, diante disso, assegurar a

ressarcir à Administração Pública por prejuízos causados por

trafegabilidade de milhões de usuários e preservar a malha

ação ou inação causada pelo administrado. Podem se renovar

rodoviária são os principais objetivos do DAER.

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BOLETIM DO DAER. POLÍCIA RODOVIÁRIA DO DAER. ANO XVI Nº 61. Dezembro/1953.

Veículos Rodoviários de Carga e seu Efeito no Fator de Equivalência de Carga. Revista de Engenharia e Tecnologia. V.6, Nº 3. Dez/2014

BOLETIM DO DAER. PONTE SOBRE O RIO PARDO. ANO XX. Nº 76/77, Setembro-Dezembro/1967.

MAFFINI, RAFAEL. Direito Administrativo. 3ª ed. rev., São Paulo: Editora Revista dos Tribunais, 2009.

CÓDIGO TRIBUTÁRIO NACIONAL. 15ª ed., São Paulo: Editora Rideel, 2014,. CONSTITUIÇÃO DA REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL. 15ª ed., São Paulo: Editora Rideel, 2014.

MELLO, CELSO ANTÔNIO BANDEIRA DE. Curso de Direito Administrativo. 25ª edição, São Paulo: Malheiros Editores. 2007.

DI PIETRO, MARIA SYLVIA ZANELLA. Direito Administrativo. 18ª ed. São Paulo: Atlas, 2005. GODOY, VALDEMAR DE. MACHADO VILSON VITÓRIA. O Excesso de Peso Rodoviário – Manual Prático do Transporte Rodoviário de Cargas. Pesos – Dimensões e Configurações Técnicas. 2ª ed., Canoas, 2010. JÚNIOR, JOSÉ CRETELLA. Direito Administrativo do Brasil. Poder de Polícia. Vol. V. São Paulo: Revista dos Tribunais, 1961.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

MISSIO, EUDES ANTIDIS. Fiscalização, Garantia de Segurança e Satisfação para o Passageiro. Revista das Estações Rodoviárias, Gênese Artes Gráficas. . OLIVEIRA, SÔNIA MARIA BORTOLUZZI DE. Transporte Coletivo Rodoviário Intermunicipal no Rio Grande do Sul. Revista Estradas, ano 6, RS, nov. 2007. REVISTA RODOVIÁRIA. ANO 3, Nº 11, 1974. www.crbm.bm.rs.gov.br/historico. Acesso em: 20/10/2015.

Professora - pesquisadora – URI – RS

Luciano P. Specht

Professor - pesquisador – UFSM – RS.

Rinaldo J. B. Pinheiro

Professor - pesquisador – UFSM – RS.

Deividi da Silva Pereira

Professor - pesquisador – UFSM– RS.

Tatiana Cureau Cervo Professora - pesquisadora– UFSM – RS.

AVALIAÇÃO DA INSERÇÃO DE MATERIAL FRESADO EM MISTURAS ASFÁLTICAS RECICLADAS A QUENTE

artigos

Roberta Centofante

Fabio Hirsch

Engenheiro Civil – Triunfo Concepa – RS.

Fernanda Dresch

Professora - pesquisadora – Unicruz – RS.

1. INTRODUÇÃO

A principal preocupação com o aumento das percentagens admissíveis de RAP no asfalto em mistura quente refere-se à

O pavimento asfáltico representa uma estrutura de

presença de materiais envelhecidos, os quais podem fragilizar a

múltiplas camadas de espessuras finitas formado, de maneira

mistura e diminuir a sua resistência (Moreira et al., 2003; Daniel e

geral, por revestimento asfáltico, base, sub-base e reforço do

Lachance, 2005; Mensching et al., 2014).

subleito, onde o revestimento tem como principal função

Apesar de o uso de RAP em misturas a quente ter se tornado

resistir, de forma direta, aos esforços oriundos do tráfego, além

uma prática comum nas últimas décadas, em países europeus

de impermeabilizar o pavimento e melhorar as condições de

e nos Estados Unidos, com quase todas as misturas contendo

rolamento (Yoder e Witczak, 1975; Papagiannakis e Massad, 2008;

alguma porcentagem do material reciclado. Porém, muitas

Bernucci et al., 2010).

agências de transportes norte-americanas têm relutado em

A busca por alternativas favoráveis ambientalmente tem

permitir que se use mais de 10 a 20% de RAP. Uma das principais

dado vazão ao surgimento de diversos métodos de reciclagem

razões para essa relutância é devido às preocupações de que as

de pavimentos, por serem alternativas economicamente viáveis

misturas resultantes serão muito rígidas e, consequentemente,

e utilizarem-se de técnicas politicamente corretas. Atualmente,

menos trabalháveis, difíceis de compactar e, ainda, que podem

muitos países se empregam técnicas de reciclagem como

levar a misturas propensas a falhas em campo (Vasconcelos e

forma de agregar valor à execução e à manutenção da vida útil

Soares, 2004; Daniel et al., 2010; Mogawer et al., 2010, Bressi et

dos pavimentos. Assim, tendo em vista a redução de custos e

al., 2015; Mohajeri et al., 2015; Rowe et al., 2015).

manutenção e, ainda, visando o aumento de sua vida útil, aliado

Neste contexto, este trabalho tem por objetivo a avaliação

à questão ambiental, inúmeras tecnologias de reciclagem de

laboratorial da técnica da reciclagem a quente em misturas

pavimento estão sendo testadas e aplicadas (Fonseca et al., 2013;

asfálticas no que tange às propriedades mecânicas e de adesão/

Bressi et al., 2015; Mohajeri et al., 2015; Rowe et al., 2015; Zubaran

coesão, a fim de verificar a pertinência de seu emprego na

e Motta, 2015; Pires et al., 2016).

substituição de material granular virgem por RAP em diferentes

A reutilização de materiais reciclados em camadas de pavimento, como o fresado em camadas novas, consiste na aplicação desse resíduo a fim de obter uma redução no valor

porcentagens, visando sua aplicação em camadas de pavimento.

RECICLAGEM DE PAVIMENTOS

econômico, no consumo de materiais novos, aumentado a capacidade de carga, e proteger o meio ambiente. O impacto dos

Reciclar pavimentos consiste no processo de reutilizar as

materiais de pavimentação de asfaltos recuperados (Reclaimed

camadas envelhecidas e deterioradas de um pavimento para

Asphalt Pavement - RAP) no desempenho de um pavimento

a produção de novas misturas, onde é possível aproveitar os

consiste em um importante tópico de estudo na indústria,

agregados e ligantes remanescentes, provenientes da fresagem,

devido, principalmente, aos benefícios ambientais e de custo.

com acréscimo de agente rejuvenescedor, espuma de asfalto, Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo) ou emulsão novos, se necessários. A reciclagem de pavimentos consiste em uma solução para

drum mixer convencionais, pois o contato do RAP com a chama do tambor, que tem por finalidade gerar calor para secagem dos agregados virgens que serão incorporados na mistura, irá resultar

alguns problemas encontrados nos grandes centros urbanos e,

em queima do ligante envelhecido que está aderido ao material.

ainda, oferece inúmeras vantagens em relação à utilização de

Essa queima resulta na produção da chamada fumaça azul, que

materiais virgens convencionais. O surgimento da reciclagem dos

acaba prejudicando o funcionamento do sistema (ARRA, 1997;

materiais na pavimentação corresponde à necessidade de proteger

Lima, 2003; DNIT, 2006).

artigos

o meio ambiente, economizando em materiais provenientes de

É possível observar um interesse crescente na produção

recursos naturais, espaços físicos, energia e redução de gases do

de misturas asfálticas recicladas com propriedades similares

efeito estufa (DNIT, 2006; Brosseaud, 2011).

aos materiais feitos de componentes 100% virgens. Além de ser

Há uma grande quantidade de técnicas de reciclagem as quais

economicamente viável devido aos crescentes custos com CAP e,

se pode utilizar material asfáltico fresado, onde o desenvolvimento

ainda, desencadeada pela crescente consciência com a produção

da reciclagem é muito variável de um país para outro, ou mesmo

de materiais de pavimentos rodoviários sustentáveis. Na Europa, é

de região para região. Nos Estados Unidos, os materiais mais

permitida a quantidade de RAP regulada por normas nacionais. Por

reciclados são as misturas asfálticas, sendo mais de 80 milhões

exemplo, na Suíça, a adição de pavimento asfáltico recuperado em

de toneladas por ano. No Brasil, a técnica da reciclagem dos

misturas asfálticas a quente é uma prática comum, onde a norma

pavimentos começou a ganhar destaque apenas no início de

permite a utilização de um máximo de 70% de RAP em camadas de

1990, os quais relatam indícios de reciclagem a quente in situ do

sub-base e 60% na base (Bressi et al., 2015, Bueche et al., 2015).

revestimento na rodovia Dutra, ganhando impulso a partir dos

As misturas asfálticas recicladas a quente contendo elevadas

programas de concessão de rodovias, os quais já haviam sido

porcentagens de RAP são cada vez mais comuns, sendo produzidas

iniciados em 1996. Assim, a partir disto, várias concessionárias têm

em tambor misturador ligado em paralelo, pré-aquecendo o

utilizado esta técnica para recuperar segmentos de malha que

RAP, ou por meio de cilindro de tambor duplo, o qual aquece os

necessitam de acréscimos na sua capacidade estrutural (Trichês et

agregados virgens e, em seguida, mistura com RAP à temperatura

al., 2010; Brosseaud, 2011).

ambiente. Em Portugal, os estudos e obras efetuados com material

A restauração de pavimentos utilizando a técnica de

reciclado são desenvolvidos utilizando uma taxa de até 40% deste

reciclagem consiste em um método bastante promissor quando a

agregado recuperado. A prática mais comum, nos Países Baixos, são

superfície reciclada apresenta grau de trincamento acentuado, o

as misturas com 50% de material reciclado, onde não é incomum

qual possa ser conduzido ao problema de reflexão de trincas nas

pré-aquecer os agregados virgens a 320°C para obter uma

camadas sobrejacentes ou, ainda, que exija espessuras elevadas de

temperatura de mistura, no tambor duplo, de 160°C (Bento, 2010;

recapeamento. Além disso, é importante ressaltar que, desde que a

Mohajeri et al., 2015).

reciclagem tenha sido considerada a alternativa mais viável para a restauração, deve ser escolhida a melhor modalidade: a quente ou a frio (Suzuki et al. 2004; DNIT, 2006).

METODOLOGIA

O processo de reciclagem a quente consiste em recuperar materiais de pavimentação, no qual o pavimento asfáltico existente

da reciclagem a quente com relação às propriedades que se

produzir misturas de asfalto, as quais diferem de acordo com a

deseja analisar. Foi realizada a análise de rigidez através do

temperatura em que ocorrerá o processo, ou seja, sob condições

ensaio de Módulo de Resiliência, bem como a resistência através

de aquecimento dos materiais. As técnicas de reciclagem a quente

do ensaio de Resistência à Tração. A verificação da deformação

podem ser classificadas de acordo com o local onde irá acontecer a

permanente foi avaliada através do ensaio de Flow Number. Já,

mistura dos materiais: no próprio local onde está sendo executada

a adesividade e coesão das misturas foram analisadas através

a obra (in situ) ou através de uma usina estacionária. A reciclagem

dos ensaios de Lottman Modificado e Desgaste Cântabro,

a quente no local consiste de um método no qual o pavimento

respectivamente.

existente é aquecido e amolecido e, em seguida, escarificado/

A partir dos ensaios laboratoriais é possível avaliar a técnica

é removido por intermédio de um equipamento fresador para

Este estudo trata da análise laboratorial das propriedades

moído até uma profundidade especificada. O tipo de usina mais

mecânicas e de adesão/coesão de misturas asfálticas recicladas a

empregado para o processo é a drum mixer e o produto final deve

quente, tendo por objetivo a análise dos resultados das misturas

atender às especificações de misturas asfálticas a serem aplicadas

com adição de fresado nas proporções de 10%, 20% e 30%,

nas camadas desejadas, seja base, binder ou de rolamento. No

comparados a uma mistura de referência, a qual não apresenta

entanto, o material fresado não pode ser processado em usinas

material reciclado na sua composição.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Os materiais utilizados nesta pesquisa são aqueles

Figura 1 – Composição granulométrica das misturas utilizadas na pesquisa

convencionalmente utilizados em obras e empreendimentos rodoviários, além dos agregados reciclados, provenientes de processo de fresagem do pavimento asfáltico da BR 392, em trecho localizado entre os municípios de Santa Maria/RS e São Sepé/RS, os quais foram utilizados em substituição ao agregado virgem. Foram realizados ensaios de granulometria e, ainda, extração de betume através do ensaio de centrífuga Rotarex (DNER-ME 053/1994), o qual obteve teor médio de ligante de 6,76%, e massa específica de 2,367 g/cm³, obtida através da metodologia Rice (ABNT NBR 15619/2012). Os agregados virgens utilizados nas misturas foram obtidos através de processo de britagem e coletados

O projeto de mistura desta pesquisa foi executado de acordo

diretamente nas unidades de produção, os quais foram

com os procedimentos determinados para dosagem Superpave,

fornecidos pela empresa Della Pasqua Engenharia e

seguindo os preceitos da norma da AASHTO M 323-13, considerando

Construção LTDA. Foram utilizadas frações de agregados 3/4”,

o agregado reciclado como black rock, aplicando os critérios de

3/8” e pó-de-pedra de origem de rochas vulcânicas ácidas,

projeto nível 1 (critério volumétrico), o qual depende do tráfego, com

com valores de abrasão Los Angeles de 14,35% seguindo a

valores limite de tráfego (número N), e da importância da rodovia,

norma DNER-ME 035/98, sanidade da brita 3/4” de 2,86% e da

conforme Bernucci et al. (2010). Através da curva volume de vazios x

brita 3/8” de 0,19% através da DNER-ME 089/94 e equivalente

ligante, foi possível determinar, para cada uma das misturas, o teor de

de areia de 80,04%, de acordo com a norma DNER-ME 054/97.

ligante correspondente ao Vv de 4%, com esforço de compactação

O ligante asfáltico utilizado foi o CAP 50/70, fornecido

de projeto baseado no numero de giros de projeto (Nprojeto), o

também pela empresa Della Pasqua Engenharia e Construção

qual corresponde a um número de giros igual a 100, utilizado nesta

LTDA.

pesquisa, que representa um tráfego equivalente à carga de eixo

As misturas foram designadas em mistura de Concreto Asfáltico de Referência (CAref ), CA com adição de 10% de

simples entre 3x106 e 3x107 (AASHTO), considerado em vias de tráfego médio a pesado.

material fresado (CAF10), CA com adição de 20% de fresado (CAF20) e CA com 30% de fresado (CAF30). Foram realizadas

3.1

Módulo de Resiliência

as dosagens através da metodologia Superpave das amostras, para posterior escolha do teor de projeto de ligante para cada uma das misturas analisadas. No ajuste granulométrico buscou-se uma mistura

O ensaio de módulo de resiliência (MR) executado nas misturas asfálticas desta pesquisa foi realizado de acordo com as prescrições das normas do DNIT-ME 135/2010. Através deste ensaio é possível

que estivesse enquadrada nos limites prescritos para a Faixa

avaliar a propriedade de rigidez cosiderando o material puramente

C da norma DNIT 031/2006-ES, sendo que, depois de tomada

elástico, da forma como se utiliza na prática corrente brasileira. O

uma mistura de referência contendo apenas materiais

equipamento utilizado foi a Universal Test Machine (UTM) da IPC

virgens, o proporcionamento dos agregados foi realizado

Global. O ensaio tem como intuito determinar a capacidade que

utilizando-se o método tradicional de tentativas. A partir

um corpo elástico tem de armazenar energia quando solicitado a

da mistura de referência, foram aplicadas as sugestões do

um carregamento e, após, retornar ao seu estado inicial. Consiste,

método Bailey para proporcionamento dos componentes,

basicamente, em aplicar uma carga repetidamente no plano

detalhado por Mendes e Marques (2012), obtendo-se, assim,

diametral em amostras cilíndricas regulares com dimensões 10 x

uma mistura que se enquadrasse nos parâmetros do método,

6,5 cm e Vv de 4% (±1). Tal carga gera uma tensão na qual mede-

bem como dentro dos limites exigidos pela especificação

se o deslocamento diametral recuperável na direção horizontal

da Faixa C do DNIT. O mesmo foi realizado para as misturas

correspondente à tensão aplicada, na temperatura de 25°C. Cada

contendo material fresado, sendo que, primeiramente, foi

amostra foi ensaiada em três frequências de carregamento: 5 Hz, 10

estipulada e fixada a porcentagem deste material reciclado

Hz e 25 Hz, sendo que o coeficiente de Poisson utilizado foi de 0,30.

e, após, seguindo o método de tentativas, foi realizado o

Apesar de, tradicionalmente, este ensaio ser executado na frequência

enquadramento das misturas respeitando os dois parâmetros

de 1 Hz, a norma do DNIT-ME 135/2010 possibilita a realização do

citados, resultando em misturas de curva granulométrica

ensaio em variadas frequências e temperaturas, permitindo que se

apresentadas na Figura 1.

analise a rigidez da mistura em diferentes situações. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

3.2

Resistência à Tração O ensaio para avaliar a resistência à tração por compressão

temperatura de equilíbrio de 25°C quando são submetidas ao ensaio de resistência à tração (RT’). Outro conjunto similar de amostras, não submetidas ao processo de saturação e congelamento, são

diametral (RTCD ou RT) foi realizado utilizando-se as mesmas

igualmente submetidas ao ensaio de RT à temperatura de 25°C.

amostras do ensaio de MR. As amostras foram condicionadas por um

A relação entre RT’/RT indica a perda de resistência por umidade

período de 12 horas antes da realização do ensaio, sendo realizado

induzida ou resistência retida à tração (RRT). Essa relação deve ser

apenas à temperatura de 25°C. A norma que prescreve as orientações

maior ou igual a 0,70, ou seja, a perda deve ser inferior a 30%.

utilizadas para a determinação da RT foi a norma do DNIT 136/2010. O ensaio consiste em aplicação de uma carga estática de compressão

artigos

com velocidade de 0,8 mm/s, distribuída ao longo de duas geratrizes

3.5

Desgaste Cântabro

opostas, a fim de se obter as tensões de tração através do diâmetro Para o ensaio de perda de massa, o qual mediu a resistência

horizontal, perpendicular à carga, onde a medida resultante é a resistência à tração, que representa uma inferência à fadiga.

3.3

Flow Number

ao desgaste ou abrasão das misturas asfálticas, foi realizado o ensaio de Desgaste Cântabro. Este ensaio consiste na análise das amostras submetidas ao aparelho e abrasão Los Angeles, sem esferas metálicas, à 300 revoluções, onde, apesar de sua concepção estar

O ensaio de Flow Number (FN), realizado de acordo com a

relacionada para pavimentos drenantes, o ensaio pode ser estendido

AASHTO TP 79-12 e a ABNT NBR 16505/2016, consiste basicamente

para outros tipos de misturas asfálticas, normatizados através da

em um teste de desempenho simples de misturas de concreto

ABNT NBR 15140/2004. O desgaste máximo admitido é de 25%

asfáltico para avaliação da resistência à deformação permanente com

para misturas asfálticas porosas. Para o ensaio de perda de massa

base em cargas repetidas. Neste teste, a amostra é, primeiramente,

cântabro foram moldadas amostras com volume de vazios de 4%

condicionada para temperatura específica, e submetida a um

(±1%) e ensaiadas após condicionamento de 12 horas a 25°C.

carregamento repetido axial com pulso de carga de compressão. O FN é definido como o número de ciclos de carga correspondente à taxa mínima de mudança de tensão permanente.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Para a realização deste ensaio, foram utilizadas amostras contendo volume de vazios de 7% (±0,5%), com dimensões de 10 x

4.1 Parâmetros volumétricos

15 cm. As amostras foram condicionadas a 60°C por um período de 5 horas. As deformações acumuladas foram obtidas em função do

Foram utilizadas, para a determinação dos teores de ligante

número de ciclos, e a tensão aplicada em cada ciclo do ensaio foi de

de projeto, no procedimento de dosagem, três amostras para cada

204 kPa no período de 0,1 s e de 10,2 kPa durante os 0,9 s de repouso,

teor de ligante. Com esses valores, foi possível determinar cada um

que representa o descanso com uma carga equivalente a 5% da

dos teores de projeto, os quais estão apresentados na Tabela 1, bem

carga aplicada. O FN corresponde à mudança de comportamento

como os resultados dos parâmetros volumétricos de cada mistura,

do material (de secundário, taxa de deformação praticamente

com Vv de 4%. É possível verificar uma importante economia no teor

constante para terciário, taxa de deformação crescente) indicando a

de ligante adicionado, visto que, quanto maior a porcentagem de

incapacidade do material a resistir ao carregamento imposto.

fresado existente na mistura, e, consequentemente, maior a taxa de ligante antigo, menor a porcentagem de ligante novo necessário.

3.4

Lottman Modificado A avaliação da durabilidade do material ou da perda de

adesão se deu através da metodologia para o caso do dano por

Esta redução variou de 12,9% a 35,7% para mistura com 10% e 30%, respectivamente. Tabela 1 – Resultados volumétricos das dosagens Superpave das misturas asfálticas

umidade induzida, Ensaio de Lottman Modificado normalizado pela AASHTO T 283 e ABNT NBR 15617/2011, em que amostras compactadas cilíndricas de misturas asfálticas com volume de vazios preestabelecidos (7%, ±1%) são parcialmente saturadas com água e submetidas à temperatura de -18°C para congelamento, simulando, com isso, a presença de água na mistura e induzindo tensões internas. As amostras descongeladas, aquecida a 60°C e depois à 48

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Nota: VAM = Volume de vazios do agregado mineral; RBV = Relação Betume Vazios

4.2 Módulo de Resiliência Na Tabela 2 e na Figura 2 são apresentados os valores de MR

quanto a fadiga, que não está no escopo deste trabalho. Em trabalho laboratorial, com relação ao aumento da rigidez proporcionado pelo fresado, Segundo et al. também

para cada uma das misturas, em todas as frequências ensaiadas e

encontraram a mesma lógica de tendência de aumento com a

temperatura de 25°C, sendo que os resultados apresentados são

inserção do fresado.

formados pela média de três amostras ensaiadas nas mesmas

É importante ressaltar ainda que, devido à grande

condições, com seus respectivos desvios-padrões (DP). Foi

heterogeneidade do material fresado, as misturas CAF10

possível verificar que os maiores valores de rigidez são aqueles

e CAF20 não seguiram exatamente o padrão, sendo que a

onde a frequência aplicada foi a mais alta (25 Hz), confirmando a

CAF20 deveria apresentar maior rigidez quando comparada

natureza viscoelástica do material analisado.

com a CAF10, o que pode ser observado através da Figura 2, onde a CAF10 apresenta, levemente, maior rigidez.

Tabela 2 – Resultados de MR à temperatura de 25°C

4.3 Resistência à Tração

A Tabela 3 apresenta as médias dos resultados de RT à 25°C e dados da relação MR/RT. É possível verificar que os valores de resistência aumentam conforme se eleva o teor de FIGURA 2 – RESULTADOS DE MR A 25°C EM FUNÇÃO DA FREQUÊNCIA DE CARREGAMENTO

fresado na mistura, o que também é possível verificar através da Figura 3. Além disso, observa-se que os resultados de RT estão de acordo com o limite imposto pelo DNIT 031/2006 para CA, o qual recomenda que o valor mínimo seja de 0,65 MPa. Os resultados são bastante positivos, todavia uma análise acerca do comportamento à fadiga será necessária no futuro. Ao se analisar a relação MR/RT, utilizando dados medidos de MR a 10 Hz, visto esta ser usada como possível indicador de fadiga, uma vez que relaciona informações de rigidez e resistência, é possível observar que esta relação diminui sensivelmente na medida que se adiciona material fresado. Via de regra mituras com material fresado tem piora no desempenho à fadiga e este tema deve ser melhor

Através dos dados é possível verificar que as misturas

investigado.

apresentaram, no geral, um aumento de rigidez com quantidade de fresado, devido, possivelmente a presença de ligante já

Tabela 3 – Resultados de RT à temperatura de 25°C e relação MR/RT

envelhecido (visto que a quantidade de ligante total nas misturas é muito próxima). Quando se analisa o comportamento das misturas em relação às diferentes frequências, nota-se que, independentemente do valor, a mistura CAref sempre apresenta menor rigidez que as demais. Se considerarmos os valores medidos a 10Hz (padrão nacional), verificam-se valores bastante típicos de concretos asfálticos convencionais. Sob a ótica da Mecânica de Pavimentos o incremento de rigidez causado pela incorporação do RAP pode ser aproveitado no projeto estrutural como uma camada portante importante que complemente ou substitua o revestimento ou ainda como base negra ou como mistura asfáltica de alto módulo; neste caso é relevante a avaliação Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 3 – Resultados de RT a 25°C em função do teor de fresado

inserção de fresado na composição das misturas. Para tráfego médio, o valor de FN deve ser maior do que 300 ciclos, sendo que, para tráfego pesado, esse valor aumenta para 750 ciclos (NASCIMENTO, 2008). Logo, seguindo esse parâmetro, apenas a mistura CAF30 apresenta resultado positivo quanto à análise do número de ciclos para tráfego médio, sendo que nenhuma delas atende ao critério de tráfego pesado.

artigos

Figura 4 – Resultado do FN em função do teor de fresado das misturas

4.4 Flow Number O ensaio de FN avaliou a resistência frente à deformação permanente das misturas. Na Tabela 4 estão os resultados médios com seus respectivos desvios-padrões e coeficientes de variação (CV). É possível certificar que os resultados de CV atenderam à norma AASHTO T 79. De acordo com os parâmetros da norma, o CV para duas amostras ensaiadas não deve exceder o valor de 14,1% ao atingir o FN, logo, através da análise da Tabela 4, nota-se que os CV’s de todas as misturas se apresentaram abaixo deste valor, atendendo, assim, o limite imposto pela norma. Tabela 4 – Resultado do FN para as amostras e média de cada mistura

4.5 Lottman Modificado O ensaio de Lottman Modificado avaliou a propriedade de adesividade das misturas asfálticas considerando o efeito deletério da água. A Tabela 5 apresenta as médias dos resultados dos ensaios de resistência à tração por compressão diametral das amostras com e sem condicionamento (RT’ e RT, respectivamente) bem como a RRT (Resistência Retida à Tração). Tabela 5 – Resultados dos ensaios de efeito deletério da água e do ensaio de perda de massa

Fica clara a influência do teor de ligante das misturas na sua resistência à tração e, ainda, que a quantidade de ligante envelhecido afeta diretamente esse parâmetro. O FN aumenta conforme o teor de fresado nas misturas também aumenta (Figura 4), onde, consequentemente, o teor de ligante adicionado é menor. Isto é evidenciado pela quantidade de ligante antigo presente, ou seja, à medida em que o teor de ligante antigo é maior, a resistência à deformação permanente

apenas com agregados convencionais, como as demais misturas,

da mistura também é maior, visto que o ligante envelhecido

contendo agregados reciclados da pavimentação, apresentaram

apresenta maior rigidez que o ligante novo, o que reflete

resultados satisfatórios quanto ao efeito deletério da ação da

diretamente no FN. Assim, de acordo com este ensaio, é possível

água, sendo esse efeito tendo queda de valor conforme a adição

afirmar que o material reciclado aumenta a resistência, ao passo

de material fresado em sua composição.

que a deformação permanente não é um problema quando da 50

Com isso, é possível afirmar que tanto a mistura CAref,

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

A Figura 5 apresenta os resultados dos ensaios de RT das

amostras com e sem condicionamento. Nota-se que, para as

4.6 Desgaste Cântabro

amostras sem condicionamento, conforme aumenta o teor de fresado na mistura, maiores são os valores de resistência. Já para

Para o ensaio de resistência ao desgaste por perda de massa

as amostras com condicionamento, as amostras da mistura de

Cântabro, a Tabela 5 mostra os resultados obtidos e, através

referência CAref apresentaram valores diferenciados das demais,

dos dados apresentados, pode ser observado que, conforme

estas, apresentaram valores decrescentes conforme aumento do

aumenta o teor de fresado nas misturas, os valores de perda

teor de fresado na mistura.

de massa, em média, também crescem, o que significa que o

Figura 5 – Resultados dos ensaios de resistência à tração do Lottman

fresado aumenta a tendência ao desgaste. A Figura 7 mostra os mesmos resultados em função do teor

Modificado

de fresado. Nota-se que, para as misturas contendo material fresado, o desvio padrão aumenta à medida que aumenta a perda de massa das amostras. Ainda, é possível verificar que o desgaste é maior à medida que o teor de ligante antigo é maior, e que o inverso ocorre para o teor de ligante novo adicionado. Além disso, o desgaste por abrasão final, realizado através das médias dos ensaios para cada mistura, apresenta valores individuais bastante inferiores dos 20% exigido pela norma para misturas porosas ABNT NBR 15140/2004. Figura 7 – Resultado do ensaio de perda de massa em função do teor de

De acordo com a metodologia Superpave AASHTO T 283, os

fresado

valores de referência preconizados para RRT são aqueles acima de 80%. Através dos resultados da Figura 6, é possível verificar que apenas a mistura com o maior teor de fresado (CAF30) não respeitou o limite da metodologia. Apesar de a mistura CAF20 ter ficado 1% abaixo do recomendado pela metodologia Superpave. A maioria dos departamentos estaduais de transportes norteamericanos utilizam o limite de 70% (HICKS, 1991). Logo, apenas a mistura CAF30 não atende o limite recomendado, estando abaixo dos 70%. Além disso, é possível verificar que, à medida em que se aumenta o teor de ligante antigo, a RRT diminui, ao passo que, conforme a quantidade de ligante novo é adicionado, a RRT aumenta. Ou seja, a inserção de ligante envelhecido não é favorável à resistência retida à tração, mesmo assim, isto não representa um problema, visto que pode ser facilmente resolvido

CONCLUSÕES

com adição de cal, por exemplo Boeira (2014). Este trabalho teve como objetivo analisar, através de ensaios Figura 6 – Resultado do ensaio de efeito deletério da água em função do teor de fresado

laboratoriais, o comportamento do material fresado (RAP) em substituição ao agregado natural, para aplicação em obras de construção e restauração de pavimentos flexíveis. Assim, através da reutilização do material asfáltico oriundo da fresagem e, aplicando as técnicas de reciclagem a quente, para os ensaios laboratoriais, foram avaliadas em quesitos de rigidez, resistência mecânica e nas propriedades de adesão/coesão, obedecendo as normas vigentes, as quais este material poderá vir a ser aplicado. Através dos resultados de dosagem é possível afirmar que a utilização de fresado em misturas asfálticas gera uma economia de até 35% no teor de ligante adicionado, para misturas com adição de 30% de agregado reciclado. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

No geral, na análise dos resultados de MR e RT, estes apresentaram valores superiores, da ordem de 30% e 40%,

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

respectivamente, para as misturas contendo 30% de agregado

AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, AASHTO TP 79-12: Determining the Dynamic Modulus and Flow Number for HMA Using the Asphalt Mixture Performance Tester (AMPT), Washington, D.C., 2005.

reciclado, quando comparados com os valores obtidos nos mesmos ensaios para a mistura de referência. Acredita-se que estes resultados tenham sido motivados pela presença do material fresado, que, por sua vez, age elevando a resistência das misturas as quais contém esse material na composição. Em um projeto de pavimento, a análise da rigidez com a resistência à

artigos

fadiga torna-se relevante. A relação MR/RT foi utilizada como indicativo da vida de fadiga, no entanto, tal parâmetro não elimina a necessidade do estudo da vida de fadiga das misturas. Os valores observados decrescem ligeiramente com adição de fresado. Com relação à deformação permanente, através do FN, é possível verificar que o fresado aumenta a resistência em quase 90%, com a adição de 30% deste material, comparada à mistura de referência, funcionando com uma estratégia, principalmente em projetos com grandes espessuras. No entanto a adição de fresado aumenta a perda de massa e reduz a resistência ao efeito deletério da água, não chegando a nenhum limite que possa condenar as misturas, podendo ser utilizada, em algum caso específico, como camada intermediária ou ainda se incorporando cal ou alguma aditivo. Esta propriedade merece atenção no processo de dosagem. Portanto, é possível afirmar que o material fresado tem alto potencial de redução de consumo de asfalto, além de ser excelente na distribuição de tensões, visto que é um material mais rígido, contribuindo para o projeto estrutural do pavimento. Assim, ao realizar uma análise geral dos resultados, é possível concluir que a adição de material fresado em misturas asfálticas tem comprovada viabilidade técnica, visto que os experimentos de laboratório indicaram melhora no comportamento destas misturas quando comparadas a misturas convencionais.

AGRADECIMENTOS Os autores agradecem à FAPERGS, Capes e CNPQ pelas bolsas e à ANP/PETROBRAS pelo suporte financeiro que possibilitou a infraestrutura laboratorial, no âmbito da Rede Temática do Asfalto.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, AASHTO T 283: Standard Method of Test for Resistance of Compacted Hot Mix Asphalt (HMA) to Moisture-Induced Damage, Washington, D.C., 2007. AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS, AASHTO M 323-12: Standard Specification for Superpave Volumetric Mix Design, Washington, D.C., 2013. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, NBR 15140: Misturas asfálticas – Determinação do desgaste por abrasão cântabro, Rio de Janeiro, 2002. MOHAJERI, M.; MOLENAAR, A. A. A.; VAN DE VEM, M. F. C., Bleding Simulation of RA and Virgin Binders in Hot Recycled Mixtures. 8th RILEM International Symposium on Testing and Characterization of Sustainable and Innovative Bituminous Materials. v. 11, 2015. MOREIRA, J. P. V.; PEREIRA, P.; CORREIA, A. G., Reutilização de material fresado em camadas estruturais de pavimento. IV Congresso Rodoviário Português – Centro de Congressos do Estoril, 2003. NASCIMENTO, L.A., Nova abordagem da dosagem de misturas asfálticas densas com uso do compactador giratório e foco na deformação permanente. Rio de Janeiro, 2008, 204 p. Dissertação (Mestrado). Universidade Federal do Rio de Janeiro. PAPAGIANNAKIS, A. T.; MASSAD, E. A., Pavement Design and Materials, John Wiley & Sons, Hoboken, p. 542, 2008. PIRES, G. M.; SPECHT, L. P.; PINHEIRO, R. J. B.; PEREIRA, D. S.; RENZ, E. M., Comportamento mecânico de material fresado após processo de estabilização granulométrica e química por meio da incorporação de cimento e cinza de casa de arroz moída. Revista Matéria, v. 21, n. 2. Rio de Janeiro, 2016. ROWE, G. M.; BARRY, J.; CRAWFORD, K., Evaluation of a 100% Rap Recycling Project in Fort Wayne, Indiana, 8th RILEM International Symposium on Testing and Characterization of Sustainable and Innovative Bituminous Materials. v. 11, 2015. SEGUNDO, I. G. R.; CASTELO BRANCO, V. T. F.; VASCONCELLOS, K. L.; HOLANDA, A. S., Misturas asfálticas recicladas a quente com incorporação de elevado percentual de fresado como alternativa para camada de módulo elevado. Revista Transportes, v. 24, n 4. P. 85-94, 2016. DOI: 10.14295. SUZUKI, C.Y.; PEREIRA, A. C. O.; AZEVEDO, A. M.; DIAZ, P. H.; TUCHUMANTEL, O. J. Avaliação Estrutural de Trecho Experimental Urbano de Pavimento Asfáltico Reciclado a Frio. 35° Reunião Anual de Pavimentação. Rio de Janeiro, 2004. TRICHÊS, G.; LORENA, M.; SANTOS, A. Reciclagem de pavimento com YODER, E. J.; WITCZAK, M. W, Principles of Pavement Design, 2 ed., New York, John Wiley & Sons Inc., 1975. ZUBARAN, M.; MOTTA, L. M. G., Avaliação de misturas asfálticas recicladas mornas em laboratório e usina de asfalto. In: 42ª RAPV: Reunião Anual de Pavimentação, Foz do Iguaçu, PR, 2015. Anais.

AVALIAÇÃO DAS PROPRIEDADES DE RESISTÊNCIA, DEFORMABILIDADE, COESÃO E ADESÃO DE MISTURAS ASFÁLTICAS RECICLADAS MORNAS COM USO DE LIGANTES CONVENCIONAL E MODIFICADO POR POLÍMERO Kátia Aline Bohn

Mestra em Engenharia Civil - PPGEC/UFSM

Gustavo Pinheiro

Graduando em Engenharia Civil UFSM

Luciano Pivoto Specht

Professor/Pesquisador - PPGEC/UFSM

Chaveli Brondani

Mestranda em Engenharia Civil - PPGEC/UFSM

Karlla Gabriella Eidt

Graduanda em Engenharia Civil UFSM

Deividi da Silva Pereira

Professor/Pesquisador - PPGEC/UFSM

As misturas asfálticas com inserção de material reciclado de pavimento, aliadas à tecnologia das misturas mornas, trazem ganhos expressivos, principalmente, na quantidade de material a ser inserido em novas massas asfálticas, além de atenderem aos preceitos da sustentabilidade. Com esse intuito, o objetivo da presente pesquisa foi realizar um estudo sobre misturas asfálticas recicladas mornas, estudando misturas convencional à quente (referência), morna (sem fresado), e morna com 25 e 50% de fresado (em substituição à massa total de agregados virgens), com uso de ligantes convencional CAP 50/70 e modificado por polímero CAP 60/85. As amostras foram avaliadas quanto às propriedades de resistência, deformabilidade, adesão e coesão. Os principais resultados apontaram que o desempenho das misturas asfálticas mornas é equivalente às convencionais à quente. Existe também uma melhora significativa para as misturas com fresado incorporado. Os resultados de adesão e coesão, através do ensaio Lottman modificado, mostraram-se positivos nas misturas com material reciclado, provavelmente, devido ao fresado utilizado na presente pesquisa dispor de ligante envelhecido modificado com polímero (CAP 60/85) em sua composição. Quanto às misturas com ligante modificado, é possível afirmar que existe uma expressiva melhora de desempenho quando comparadas às misturas com ligante convencional, para todas as propriedades estudadas.

INTRODUÇÃO

meio ambiente, sem reutilização adequada. Começaram assim os estudos sobre incorporação de resíduos em camadas de

Nas últimas décadas, a preocupação com o meio ambiente

pavimentos, como escórias, fresado de pavimento, resíduos de

vem sendo fortemente debatida, e o setor rodoviário tem

construção e demolição, borracha de pneu, resíduos industriais,

buscado o desenvolvimento de novas tecnologias no campo da

entre outros (MANGIAFICO, 2014; SPECHT, 2004).

pavimentação. Ações que visam suprir as necessidades atuais dos

O foco da indústria no exterior, nos últimos anos, tem sido

seres humanos, sem comprometer a capacidade das próximas

colocar uma maior quantidade de Reclaimed Asphalt Pavement

gerações em atender suas próprias necessidades, são princípios

- RAP -, conhecido como material reciclado de pavimento, nas

da sustentabilidade que começam a ser discutidos e medidas de

massas de asfalto (MANGIAFICO, 2014; PRADYUMA et al., 2013).

maior preservação, com menos emissões de poluentes e redução

Este é um resultado decorrente da triplicação dos custos do

de agressões ao meio ambiente como um todo, começam a ser

ligante asfáltico, ocorrido durante a última década, que surgiu

adotadas, conforme determinação do Protocolo de Kyoto, em

em um momento de financiamento extremamente difícil para a

1997.

construção e manutenção de estradas. A maior parte dos estudos

Dentro deste contexto, a reciclagem de pavimentos surgiu

incorporam em torno de 25% a 40% de RAP, em projetos de

como alternativa de reduzir a quantidade de agregados virgens

misturas a quente ou morna. Todavia, essas proporções ainda são

necessários em novos pavimentos, e reaproveitar esse material

consideradas como um alto teor de material reciclado para se

de grande valor econômico, que antes era deposto sobre o

inserir em novas misturas, devido a existência de deficiências Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

em relação ao envelhecimento do ligante contido no fresado

prescrita pela AASHTO M 323- 13, apenas com ressalvas quanto

Buscando atender as premissas de sustentabilidade, também

a utilização do material fresado, que devido ao laboratório não

surgiram as misturas asfálticas mornas, chamada de Warm Mix

possuir os equipamentos necessários, não foi possível efetuar

Asphalt - WMA -, produzidas a temperaturas intermediárias, entre

a extração e recuperação do ligante desse material, e dessa

105° a 145°C (D’ANGELO et al., 2008). A redução de temperatura na

forma, utilizou-se o RAP como “black rock”, encaixando as curvas

usinagem e compactação das misturas traz importantes benefícios

granulométricas na Faixa C, do DNIT, baseado na norma DNIT

relacionados ao meio ambiente e à qualidade da pavimentação,

- ES 031/2006. Também utilizou-se o Método Bailey para ajuste

pois reduz o consumo energético, emite menos poluentes na

granulométrico das misturas asfálticas estudadas.

atmosfera, reduz a exposição dos trabalhadores aos fumos,

artigos

A dosagem realizada seguiu a metodologia Superpave,

(ZAUMANIS et al., 2014; ZHAO et al., 2013; SHIRODKAR et al., 2011).

Vale frisar que o material fresado foi peneirado na malha

diminui o envelhecimento asfáltico, aumenta a possibilidade de se

#3/8”, sendo ocupado apenas o passante nessa peneira. Realizou-

transportar as misturas asfálticas a maiores distâncias entre pista e

se um procedimento padrão de secagem desse material, o

usina e aplicar em locais de clima frio, além de trazer um grandioso

qual foi deixado por 4 horas, na estufa, a 60°C. Esse processo foi

benefício que é a implementação de maiores quantidade de

realizado antes de o material ser utilizado nas moldagens, para

material fresado, devido ao menor temperatura de produção das

fins de eliminar qualquer umidade. Esse material era aquecido

misturas (MEJÍAS et al. 2012; PROWELL & HURLEY, 2007).

até 110°C, durante 2 a 3 horas, antes da confecção dos corpos-

Na busca pela sustentabilidade, a união da tecnologia apresentada pelas misturas mornas e a reinserção de maiores quantidades de RAP deu origem as misturas asfálticas recicladas

de-prova, a fim de não ocasionar um maior envelhecimento do material. Foram estudadas oito misturas asfálticas, entre misturas

mornas, uma das grandes áreas de estudo do ramo rodoviário na

convencionais, assim chamadas as misturas de referência a

atualidade (CENTOFANTE, 2016; GENNESSEAUX, 2015; ZUBARAN,

quente, e mornas com e sem adição de fresado, utilizando

2014; OLIVEIRA, 2013; MOGAWER et al.,

ligantes asfálticos CAP 50/70 e CAP 60/85. A proporção de

2011). Além do mais, ainda como aliado a aumentar cada

fresado utilizada foi de 25% e 50%. Para análise da propriedade

vez mais o desempenho e qualidade das misturas asfálticas, há

de resistência das misturas asfálticas recicladas mornas foi

incremento do uso de ligantes modificados por polímeros nas

realizado o ensaio de Resistência à Tração por Compressão

misturas asfálticas recicladas mornas. Ligantes estes que têm

Diametral (RT), a deformabilidade foi avaliada através do ensaio

como objetivo melhorar as características reológicas do asfalto,

de Módulo de Resiliência (MR), e para averiguar as propriedades

principalmente em temperaturas extremas (ALMEIDA Jr., 2016;

de adesão e coesão foram realizados os ensaios de Lottman

HAJJ et al., 2014).

Modificado e Resistência ao Desgaste Cântabro. A norma utilizada para o ensaio de Resistência à Tração

OBJETIVO

por Compressão Diametral foi a DNIT - ME 136/2010. O ensaio consiste na aplicação de uma carga estática de compressão

O objetivo geral da pesquisa foi avaliar o comportamento,

distribuída ao longo de duas geratrizes opostas, a fim de se

quanto às propriedades de resistência, deformabilidade, adesão e

obter as tensões de tração através do diâmetro horizontal,

coesão de misturas asfálticas recicladas mornas, utilizando ligantes

perpendicularmente à carga. Antes de aplicar a carga, o

convencional e modificado, a partir de ensaios em laboratório,

corpo-de-prova deve repousar em um compartimento com

analisando, principalmente, a influência do teor de fresado.

temperatura controlada de 25°C, durante 24 horas. Foram

MATERIAIS E MÉTODOS

moldados e ensaiados corpos-de-prova com 6,3cm de altura e 10cm de diâmetro, aproximadamente, com volume de vazios de 4±1%, que anteriormente a esse ensaio foram ocupados

Os agregados virgens utilizados foram provenientes do Km 30, da BR-290 (FreeWay/RS), coletados na pedreira da Concessionária Triunfo Concepa, de origem basáltica. O material

para realização do Módulo de Resiliência das misturas asfálticas estudadas. O ensaio de Módulo de Resiliência foi determinado através

reciclado foi recolhido na fresagem de um trecho do pavimento,

das prescrições da norma DNIT - ME 135/2010 e da norma ASTM

localizado no km 72+700, da também BR-290. Foram utilizados os

D 4123:1982, na qual se baseia o equipamento utilizado para o

ligantes convencional CAP 50/70 e modificado por polímero CAP

ensaio, a UTM - 25. O intuito do ensaio é determinar a capacidade

60/85. O aditivo surfactante para trabalho com misturas mornas

que um corpo elástico tem de armazenar energia, quando

foi o Evotherm®, acrescido de 0,5% em função do peso do ligante

solicitado a um carregamento e, após, retornar ao seu estado

asfáltico, para ambos os ligantes estudados.

inicial. O Módulo de Resiliência é medido a partir da aplicação

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

do carregamento dinâmico com tempo de 0,1s de duração e

RESULTADOS E DISCUSSÃO

0,9s de repouso. Dessa forma, a amostra sofre deformações horizontais, que são medidas através de LVDTs (Linear Variable Differential Transducer), ligados a um microcomputador, que coleta e arquiva todas as informações. O ensaio foi realizado a

4.1. Propriedade de Resistência - Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

10°, 25° e 35°C, e os corpos-de-prova foram condicionados por no mínimo 12 horas em cada temperatura. Os coeficientes de

Os resultados do ensaio de RT são a média de três corpos-

Poisson, para execução do ensaio, foram de 0,15, 0,30 e 0,35 para

de-prova por mistura, condicionados a 25°C. Analisando

as temperaturas de 10°, 25° e 35°C, respectivamente. A carga de

os dados obtidos, a partir da Figura 1, é possível dizer que

ensaio adotada foi aquela de menor magnitude que mobilizasse

as misturas convencionais e mornas trabalham de forma

a deformação, de modo a não causar danos na amostra.

semelhante, provado pela pouca diferença no seu valor de RT.

As normas utilizadas para o ensaio Lottman Modificado

Dessa forma, comprovam que, mesmo com a diminuição da

foram a AASHTO T 283-14 e a norma brasileira ABNT/NBR

temperatura de mistura e compactação, as propriedades de

15617:2011. O objetivo do ensaio é avaliar, a longo prazo, a

resistência sofrem pouca influência.

durabilidade das misturas asfálticas, em relação à propriedade

Averiguando as misturas pelo teor de fresado

da adesividade ligante/agregado, considerando o efeito

incorporado, pode-se ver claramente a influência do

deletério da água. Para determinação do dano por umidade

aumento do teor de RAP no valor de RT. À medida em que

induzida, foram preparadas seis amostras por mistura, seguindo

se aumenta a proporção de material fresado nas misturas,

a metodologia Superpave, com volume de vazios de 7±1%, as

há um aumento do valor da resistência das mesmas, o que

quais foram separadas em dois grupos, de três amostras cada.

era esperado, visto que aumenta a quantidade de ligante

As amostras do primeiro grupo foram, inicialmente saturadas,

antigo, que deixa a mistura mais enrijecida. Isso pode ser

com grau de saturação entre 70% e 80% (com a finalidade

notado para ambos os ligantes estudados. Nas misturas com

de atender os requisitos das duas normas acima citadas). As

CAP 50/70, existe uma melhora de 60% para aquela com

amostras deste grupo foram submetidas ao condicionamento

adição de 25% de fresado e de 110% para a mistura com 50%

de elevada severidade, onde o corpo-de- prova é levado ao

de fresado, se comparadas a mistura morna sem material

congelamento com temperatura de -18°C, por um tempo

reciclado. Já para as misturas com CAP 60/85, realizando

mínimo de 16h. Após remoção da refrigeração, as amostras

a mesma comparação, existe uma melhora de 30% para a

foram, imediatamente, imersas em banho de água destilada, à

morna com 25% de RAP e de 68% para aquela com 50% de

temperatura de 60°C, por um período de 24 horas. Por fim, as

inserção de fresado.

mesmas foram submetidas a banho em temperatura de 25°C,

Ao avaliar os resultados quanto aos diferentes tipos de

por um período de 2 horas, sendo, após, submetidas ao ensaio

ligantes utilizados, é visível a melhora dos valores de RT nas

de resistência à tração (RT’). O segundo grupo foi submetido

misturas com CAP 60/85 às misturas com CAP 50/70. Esse

ao ensaio de resistência à tração (RT), após condicionamento a

comportamento era esperado, pois o ligante modificado

25°C, por pelo menos 12 horas.

proporciona maior resistência à tração às misturas.

O ensaio de Resistência ao Desgaste Cântabro foi

Os limites para RT são traçados pela norma DNIT - ES

desenvolvido no Centro de Estudios Carreteiras (CEC), na

031/2006, na qual diz que se deve ter um valor de resistência

Espanha, o ensaio é prescrito na norma NLT - 325/86, que

à tração maior que 0,65MPa, para ligantes convencionais.

se baseia na análise das massas submetidas ao aparelho de

Já para os concretos asfálticos com asfalto polímero o valor

Abrasão Los Angeles. As normas brasileiras que definem a

de RT deve se encaixar dentro da variação de 0,7 a 1,2MPa,

metodologia, e foram utilizadas na pesquisa, Cântabro são:

conforme norma DNER - ES 385/99. Pode-se afirmar que

DNER - ME 383/99 e DNER - ES 386/99. A massa das amostras

todas as misturas estão de acordo com suas respectivas

é determinada antes e depois do ensaio e é calculada a perda

normas, e também salientar que todas apresentam valores

de massa por desgaste. Este ensaio avalia de maneira indireta

maiores que 1,2MPa, o máximo exigido por norma para

a coesão, resistência à abrasão e a resistência à desagregação

ligante modificado por polímero. Bernucci et al. (2006)

de misturas asfálticas. Para avaliar as amostras, foram ensaiados

afirmam que, para misturas asfálticas a quente, os valores

três corpos-de-prova por mistura, previamente condicionados

típicos situam-se na média de 0,5 e 2,0MPa. Todas as

a 25°C, por no mínimo 12 horas. Cada corpo-de-prova foi

misturas pesquisadas se encaixam nesses limites, e é

submetido a 300 rotações no aparelho Los Angeles, como

importante frisar que as misturas com inserção de fresado

especificado na norma espanhola e na DNER - ME 383/99.

apresentam valores acima de 2,0MPa. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 1 - Resultados da Resistência à Tração por Compressão Diametral,

frequência para a menor. A média dos resultados foi obtida a

a 25°C, em função do teor de fresado

partir dos dez valores dados pelo software UTS003 (Indirect Tensile Modulus Test), sendo cinco para a posição de 0° e cinco valores para a de 90°. Analisando os valores de MR encontrados, nota-se que à medida em que há aumento da temperatura e redução da frequência de carregamento têm-se um acréscimo da deformabilidade das misturas. Isso ocorre devido às misturas asfálticas apresentarem um comportamento termo susceptível, dependentes da temperatura e da frequência de carregamento.

artigos

Avaliando as três temperaturas ensaiadas, de modo geral, em relação ao teor de fresado adicionado às misturas, pode-se Oliveira (2013) também estudou sobre misturas recicladas, tanto quentes, quanto mornas. O autor trabalhou com um CAP concedido pela Lubnor – Petrobrás, e encontrou, para as misturas recicladas quentes, valores da ordem de 0,9, 1,4, 1,8 e 2,2MPa, respectivamente, para as misturas de referência, com adição de 15%, 35% e 50% de fresado. Já para as misturas recicladas mornas com aditivo Gemul XT-14® obteve como resultados os valores de 0,9, 1,0, 1,5 e 1,5MPa para as misturas de referência, e misturas com adição de 15%, 35% e 50% de fresado, respectivamente. Valores estes, que comparados com a presente pesquisa, apresentam- se bem inferiores. Centofante (2016) estudou sobre misturas com reciclagem a quente e ligante convencional 50/70 (mesmo lote de coleta dessa pesquisa), e encontrou valores de 1,42, 1,79, 2,08 e 2,36MPa, respectivamente, para suas misturas CAref, CAF10, CAF20 e CAF30. Esses valores já apresentam uma maior semelhança com os resultados de RT obtidos para as misturas com CAP 50/70 dessa pesquisa. Boeira (2014) trabalhou com agregado da mesma origem que a presente pesquisa e CAP 50/70, e obteve exatamente o mesmo valor de 1,44MPa, para sua mistura referência que o obtido nessa pesquisa. Vale ressaltar ainda, que através do ensaio de RT é realizada uma inferência de desempenho à fadiga das misturas asfálticas.

RAP há um acréscimo de rigidez das misturas. Isso acontece para ambos os ligantes estudados. Existe pouca diferença entre os valores encontrados para as misturas mornas em relação as convencionais. Os ligantes CAP 50/70 e CAP 60/85 apresentam valores de MR muito semelhantes, nas temperaturas de 25 e 35°C, havendo uma leve melhora para os resultados das misturas com maior porcentagem de teor de fresado incorporado, para as misturas com ligante modificado por polímero. À 10ºC é notável a melhora dos resultados com CAP 60/85. A taxa de acréscimo do módulo para misturas com fresado vai decrescendo na medida em que a temperatura de ensaio aumenta. Misturas ensaiadas a 35°C aumentam em proporções menores que a 25°C e a 10°C. Bernucci et al. (2006) cita que valores típicos de MR a 25°C e 10Hz, para concretos asfálticos, estão na faixa de 2.000 a 8.000MPa. Todas as misturas da referente pesquisa apresentam valores dentro desse limite, conforme pode ser visto na Figura 2. Somente as misturas com 50% de fresado tem resultados de MR acima de 8.000MPa, que pode ser explicado pela influência da distribuição granulométrica e pela maior rigidez do material fresado. Essas misturas podem ser aplicadas como base negra, por exemplo, desde que se adequem ao projeto estrutural do pavimento.

Dessa forma, quanto maior o valor de RT melhor o desempenho

Figura 2 - Módulo de Resiliência das mistura estudadas, a 25°C e 10Hz,

das amostras ao dano por fadiga. Visto que na presente pesquisa

com os limites propostos por Bernucci et al. (2006)

as misturas com maiores valores de RT são as que apresentam material reciclado em sua composição, e sabido pela literatura que há uma restrição quanto ao uso de fresado devido a aumentar o trincamento à fadiga dos pavimentos, pode-se dizer que essa pesquisa faz uma crítica a essa inferência, questionando sua veridicidade, que somente pode ser sanada com a execução do ensaio de fadiga.

4.2. Propriedade de Deformabilidade - Ensaio de Módulo de Resiliência O ensaio de MR foi realizado em três amostras por mistura, na ordem da menor temperatura para a maior, e da maior 56

afirmar que à medida em que se aumenta a porcentagem de

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Vasconcelos & Soares (2003) estudaram sobre misturas

Figura 3 - Resultados da Resistência Retida à Tração do ensaio Lottman

asfálticas recicladas a quente, porém, encontraram resultados de

Modificado, realizado a 25°C, em função do teor de fresado

MR menores que está pesquisa, da ordem de 2.680 e 2.908MPa para misturas sem adição de agregado reciclado, 2.822 e 3.031MPa para misturas com adição de 10% de fresado, e, 3.163 e 3.796MPa para misturas com adição de 50% de material fresado. Importante salientar que os autores observaram uma tendência de crescimento do MR com a adição de fresado, assim como demonstram os resultados da presente pesquisa. Já Oliveira (2013) estudou sobre misturas recicladas quentes e mornas. Para as misturas recicladas a quente o autor analisou uma mistura de referência e misturas com 15%, 35% e 50% de adição de fresado, obtendo, respectivamente, os valores de 3.809, 6.056, 7.144 e 8.435MPa. Para as misturas mornas o autor realizou as mesmas misturas, porém reduzindo em 40°C as temperaturas

De acordo com a metodologia Superpave, os valores de

de mistura e compactação, e encontrou valores bem inferiores,

referência preconizados para RRT são aqueles acima de 80%.

respectivamente, de 3.266, 2.672, 3.921 e 4.786MPa.

Hicks (1991) afirma que a maioria dos departamentos estaduais de transportes norte-americanos utilizam o limite de 70%.

4.3. Propriedade de Adesão e Coesão - Ensaio Lottman Modificado

Através dos resultados apresentados, é possível verificar que todas as misturas atendem o limite estabelecido por Hicks (1991), porém, os 80% idealizados pela metodologia Superpave, apenas não é atendido pela Mistura Morna CAP 50/70, a qual fica

Para o ensaio Lottman Modificado, as amostras foram separadas em dois grupos, Grupo 1 e Grupo 2, com três corpos-

3% abaixo do estabelecido. Centofante (2016) pesquisou sobre misturas recicladas a

de-prova cada, com e sem condicionamento, respectivamente.

quente, e encontrou resultados divergentes com o presente

A análise do ensaio Lottman Modificado se dá pelo RRT,

trabalho. Ao passo em que foi aumentada a quantidade de

e os resultados são apresentados na Figura 3. Avaliando

fresado nas misturas, a autora obteve valores de RRT em escala

os valores encontrados, é possível afirmar que existe uma

decrescente. Na presente pesquisa ocorreu o inverso, para ambos

grande semelhança entre as misturas convencionais e mornas

os ligantes em estudo. Pode-se alegar que um dos motivos por

trabalhadas, todavia com uma pequena superioridade para as

esse aumento poderia ser a proveniência do RAP utilizado nas

misturas convencionais.

misturas, e, por consequência, seu ligante de composição antigo,

Quanto ao teor de fresado incorporado nas misturas, há

já que o material reciclado desse estudo é composto por ligante

um aumento da resistência retida à tração na medida em que é

modificado, CAP 60/85, em contrapartida, que o fresado utilizado

aumentado esse teor. Nas misturas com CAP 50/70, existe uma

por Centofante (2016) continha ligante convencional CAP 50/70.

melhora de 4% para a mistura com adição de 25% de fresado

No Ceará, Wargha Filho (2013) estudou sobre misturas mornas

e de 7% para aquela com 50% de fresado, se comparadas a

com 0,4% de Gemul® adicionado a CAP 50/70, aditivo surfactante

mistura morna sem material reciclado. Já para as misturas com

como o utilizado nessa pesquisa, com temperaturas de mistura e

CAP 60/85, realizando a mesma comparação, existe uma melhora

compactação de 135° e 125°C, respectivamente. O autor obteve

de 4% para a morna com 25% de RAP e de 3% para aquela com

RRT de 74% para as misturas com aditivo Gemul®, comparado

50% de inserção de fresado, podendo-se perceber uma pequena

com 81% para a mistura controle, na qual não ocorreu nenhum

queda quando aumentada a fração de fresado na mistura. Ao

tipo de modificação.

verificar os resultados quanto aos diferentes tipos de ligantes utilizados, nota-se um comportamento diferente quanto ao CAP 50/70, o qual apresenta valor de RRT, para as Misturas

4.4. Propriedade de Adesão e Coesão - Ensaio de Resistência ao Desgaste Cântabro

Morna 25% e 50% Fresado, superior às misturas com ligante modificado com polímero. Essa melhora pode ser devido ao fato

O ensaio de resistência ao desgaste por perda de massa

do fresado conter ligante envelhecido modificado por polímero,

Cântabro foi realizado a 25°C, ensaiando-se três corpos-de-prova

e a combinação com ligante virgem convencional gerar misturas

por mistura. Conforme a norma DNER - ME 383/99, os resultados

com melhor desempenho quanto à adesividade.

não podem diferir mais de 20% (para mais ou para menos) de Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

uma amostra para a sua média, para que o ensaio seja válido. Todas as amostras pesquisadas atenderam a esse limite, sendo a maior diferença apresentada de 3,50% para uma das amostras da Mistura Morna 50% Fresado com CAP 50/70. Com base nos valores obtidos para o ensaio Cântabro, a partir da Figura 4, pode-se dizer que as misturas convencionais e mornas diferem um pouco entre si, sendo as misturas convencionais a quente as que perdem maior proporção de massa. Quanto ao teor de fresado, analisando as misturas com CAP 50/70 é

artigos

possível notar que a Mistura Morna 25% Fresado tem uma perda minimamente inferior a Morna. Já a Morna 50% Fresado tem a maior perda apresentada pelas misturas em estudo, mostrando ser a menos resistente ao atrito pneu/pavimento, na ordem de 10,58%. Nas misturas com ligante modificado por polímero há um comportamento distinto, onde a Mistura Morna 25% Fresado apresenta uma maior porcentagem de desgaste se comparada a Mistura Morna referência, na ordem de 4,81%, e essa proporção decai à medida que se aumenta o teor de fresado, pois a mistura com 50% de fresado tem menor desgaste se comparada a com 25% de RAP. Verificando o comportamento das misturas quanto aos tipos de ligantes utilizados, é notada a melhora dos resultados nas misturas com CAP 60/85 se comparadas as com CAP 50/70. A melhor mistura, aquela que apresenta menor desgaste à abrasão, é a Mistura Morna CAP 60/85, com 4,84%. É possível afirmar, com base na DNER - ES 386/99, na qual as misturas devem apresentar valor máximo de perda de massa de 25%, que todas as misturas estudadas atendem a esse limite, e apresentam coesão apropriada para serem utilizadas como misturas asfálticas.

CONCLUSÕES Pode-se concluir, que para todas as propriedades estudadas,

as misturas convencionais e mornas apresentaram comportamento similar, e que as misturas com CAP 60/85 demonstraram melhores resultados, quando comparado às misturas com CAP 50/70, confirmando sua superioridade e seu excelente desempenho em misturas asfálticas. Entretanto, o teor de fresado é o principal fio condutor dos resultados de resistência, evidenciando notoriamente que à medida em que se aumenta o teor de reciclado incorporado às misturas, há um aumento dos valores de RT. Quanto à deformabilidade, constatou-se, a partir do ensaio de MR, que os maiores valores de rigidez foram obtidos para as misturas com maiores taxas de fresado incorporadas. Os resultados obtidos para os ensaios que avaliaram as propriedades de adesão e coesão, das misturas asfálticas estudadas, constataram que o uso de fresado com ligante envelhecido modificado por polímero solucionou os problemas encontrados por outros autores, quanto a adesão das misturas recicladas. Os dados encontrados para o ensaio de Lottman modificado demostraram com clareza que o efeito do polímero contido no RAP proporcionou melhor desempenho quanto à adesividade, melhorando a RRT das misturas à medida que foi aumentado o teor de fresado inserido, confirmando a reatividade do ligante presente no material reciclado de pavimento. O ensaio de resistência ao desgaste Cântabro ratificou o já averiguado pela literatura, de que a inserção de RAP aumenta o desgaste à abrasão das misturas asfálticas. Porém, vale salientar que as misturas recicladas, apesar de terem apresentado maior desgaste, atendem aos valores mínimos de referência, mesmo aquelas com 50% de fresado incorporado, mostrando não ser empecilho para seu emprego, apenas um ponto a ser observado em projetos que irão para aplicação. É

Figura 4 - Resultados do ensaio de Resistência ao Desgaste por perda de

notável concluir que a utilização de RAP passante na peneira #3/8 e

massa Cântabro, realizado a 25°C, em função do teor de fresado

composto de ligante antigo CAP 60/85 trouxe inúmeros benefícios, através dos resultados apresentados, e é, sem dúvida, uma expressiva contribuição para futuras pesquisas e aplicações práticas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Boeira (2014) encontrou valor de desgaste por perda de massa Cântabro de 5,90%, para CAP 50/70, a 25°C. Valor bem menor que o obtido na presente pesquisa, onde encontrou-se desgaste por abrasão de 9,03% para a Mistura Convencional CAP 50/70. Centofante (2016) observou que, conforme aumentava o teor de fresado nas misturas, os valores de perda de massa, em média, também cresciam, significando que o fresado aumenta a tendência ao desgaste. De modo geral, isso ocorre também na presente pesquisa. 58

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

ALMEIDA Jr., P. O. B. de. Comportamento mecânico de concretos asfálticos com diferentes granulometrias, ligantes e métodos de dosagem. 2016. 217p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016. BERNUCCI, L.; MOTTA, L. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação Asfáltica: Formação Básica para Engenheiros. 504 f. 1ª Reimpressão. Rio de Janeiro: Petrobrás: ABEDA, 2006. BOEIRA, F. D. Estudo do comportamento de concretos asfálticos com diferentes tipos de agregados e cales. 2014. 148p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2014. CENTOFANTE, R. Estudo laboratorial da utilização de material fresado em misturas asfálticas recicladas a quente. 2016. 152 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, 2016. D’ANGELO, J.; HARM, E.; BARTOSZEK, J.; BAUMGARDNER, G.; CORRIGAN, M.; COWSERT, J.; HARMAN, T.; JAMSHIDI, M.; JONES, W.; NEWCOMB, D.; PROWELL, B.; SINES, R.; YEATON, B. Warm-

Revista Estradas NÂ°22 | Novembro 2017

artigos

RECICLAGEM PROFUNDA DE PAVIMENTOS: DETERMINAÇÃO DA RESISTÊNCIA À FLEXÃO E DEFORMAÇÃO NA RUPTURA DE BASES DE BGTC RECICLADAS

Vinicius Eich D’Avila

William Fedrigo

LAPAV - UFRGS

Mario Alexander Castañeda López

Washington Peres Núñe

LAPAV - UFRGS

LAPAV - UFRGS Jorge Augusto Pereira Ceratti LAPAV - UFRGS

Este trabalho focou-se na determinação da resistência à flexão e da deformação à tração na ruptura de bases de BGTC (Brita Graduada Tratada com Cimento) recicladas e moldadas em laboratório para aplicação em modelos de fadiga que utilizam esses parâmetros. Seguindo uma metodologia internacional de estudo de vida de fadiga de bases cimentadas, as misturas foram definidas com porcentagens de material fresado asfáltico de 20%, 50% e 70% e o teor de cimento de 2%, 4% e 6% e um tempo de cura dos corpos de prova adotado como sendo 28 dias. Com os parâmetros obtidos, foram realizados os ensaios de resistência à flexão em viga quatro pontos, responsáveis por definir a resistência sob esse modo de solicitação e, através de um medidor LVDT, a deformação na ruptura das bases recicladas.

1 INTRODUÇÃO Com o setor rodoviário sobrecarregado, a infraestrutura fragilizada e entraves ao investimento em outros modais, o Brasil passa, nos últimos anos, por uma situação delicada e preocupante em seu principal meio logístico de transporte. Intervenções como o recapeamento com grandes espessuras e reconstrução total, sob o volume de tráfego atual, vem perdendo espaço no mercado com relações de custo-benefício aquém do desejado. A técnica de reciclagem em bases de pavimentos com adição de cimento, portanto, surgiu nos últimos anos como uma alternativa econômica e com resultados satisfatórios de durabilidade e resistência. Este procedimento reaproveita os materiais do pavimento degradado para compor uma nova camada com acréscimo de agente cimentante, formando uma mistura homogeneizada mais rígida e capaz de suportar um tráfego mais intenso. Em prática no Brasil desde a década de 1980, o processo de reciclar pavimentos deteriorados foi tema de diversas pesquisas e publicações acadêmicas, porém, no que diz respeito à metodologia de projeto, como o conhecimento das propriedades mecanísticas das camadas recuperadas, ainda perduram dúvidas e questionamentos sobre o tema. Tendo em vista isso, este trabalho teve como objetivo ensaiar à flexão bases de BGTC (Briga Graduada Tratada com Cimento) recicladas, proporcionando uma medida mais real das condições in situ de uma base estabilizada devido ao comportamento intrínseco dos materiais cimentados solicitados por um carregamento qualquer. Seguindo metodologias internacionais de camadas cimentadas, definidas como adaptáveis à camadas recicladas com cimento, foi possível determinar a resistência à

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

flexo-tração e a deformação na ruptura das misturas de forma

Desde a década de 1980, o emprego de modelos de fadiga

a oferecer respaldo a um estudo de fadiga em bases de BGTC,

tem sido considerado na análise e dimensionamento dos

etapa essencial para o desenvolvimento de um método de

pavimentos. Tratam-se de iniciativas de pesquisa experimental

dimensionamento para a técnica de reciclagem profunda de

com objetivo de compreender esse fenômeno, o qual ficam

pavimentos com adição de cimento Portland.

sujeitos os materiais devido a repetição do tráfego rodoviário.

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Daí a consideração de modelos representativos de previsão

A reciclagem profunda com adição de cimento tratase de um método de restauração de pavimentos em que se permite aproveitar camadas deterioradas visando recuperar, e até aumentar, a capacidade de suporte proporcionando características físico-mecânicas consistentes com adequado nível de serviço, e assim, um conjunto muito mais durável (INSTITUTO ESPAÑOL DEL CEMENTO Y SUS APLICACIONES, 2013). A técnica consiste num processo, sem adição de calor, onde uma nova base estabilizada é originada após a compactação

do número de aplicações de carga (número “N”) para atingir o trincamento por fadiga (BALBO, 2000). Conforme Austroads (2010), após uma série de ensaios de fadiga realizados, os dados obtidos apontaram que as relações associadas à deformação pareceram mais confiáveis estatisticamente do que as que incorporam a tensão. A partir de então, a vida de fadiga de uma camada cimentada passou a ser considerada, como uma função da relação entre tensão ou deformação aplicada e a tensão ou deformação na ruptura conforme apresentada na fórmula 1.

da combinação do revestimento asfáltico e parte das camadas subjacentes existentes com acréscimo de cimento (PORTLAND CEMENT ASSOCIATION, 2005). Uma das principais vantagens da reciclagem profunda é a conservação dos materiais, evitando-se assim, o descarte em bota-foras. Dessa forma, além de custos reduzidos de transporte, problemas com poeiras e fumaças são eliminados passando a ser um processo ambientalmente desejável (UNITED STATES OF AMERICA, 1997). O processo executivo in situ passa por máquinas recicladoras de alta tecnologia e equipadas com motores de grande potência que podem trabalhar com profundidades de

Sendo: N = número de repetições de carga necessário à ruptura do corpo-de-prova por fadiga; σ_t = tensão de tração aplicada; σ_r = tensão de ruptura; ε_t = deformação de tração aplicada; ε_r = deformação na ruptura.

até 300 mm. O cilindro fresador é o responsável pela trituração das camadas do pavimento e por encaminhar a mistura até o

O mesmo órgão ainda cita que, a relação entre a deformação

sistema de bombeamento de água, dosada de forma controlada

inicial (ε_i) e a deformação na ruptura (ε_r) era capaz de explicar

e precisa por um regulador de vazão. Após a trituração do

as principais diferenças entre características de fadiga dos

pavimento, um rolo compactador vibratório com amplitude

materiais estudados e que, dessa forma, estes deveriam ser

máxima é responsável pela pré-compactação da camada,

os parâmetros principais a serem considerados em modelos

seguida de uma motoniveladora para ajuste inicial do greide.

de fadiga da Austroads. Conclui, afirmando que, que a razão

Por fim, é realizada a compactação final da base reciclada por

(ε_i/ε_r) é vista como um método potencial de avaliação de

rolos lisos e pneumáticos com objetivo de atingir o grau de

materiais cimentados e consistente com a pesquisa e prática de

compactação estabelecido em projeto (WIRTGEN, 2012).

projeto no exterior.

3. FADIGA EM BASES CIMENTADAS A adoção de critérios de ruptura para o dimensionamento

Ensaios de fadiga consistem, basicamente, na determinação do número N de repetições de carga que leva um corpo de prova ao colapso. Os esforços são aplicados em níveis inferiores

de pavimentos tem sido considerada, nos últimos anos, como

ao limite de resistência ou deformação na ruptura do material

o meio mais racional para avaliação de desempenho dos

encerrando-se na ocorrência de uma manifestação associada ao

materiais de pavimentação durante sua vida útil. Métodos

processo de ruptura por fadiga (BALBO, 2000).

empíricos não contemplam, por exemplo, o fato de camadas

O ensaio de flexão em viga quatro pontos, empregado nesta

asfálticas ou cimentadas resistirem à esforços de tração na flexão,

pesquisa, é usualmente utilizado em países como Estados Unidos

estes mobilizados para resistirem aos deslocamentos verticais

e Austrália. Pinto (1991, p. 109), de maneira teórica, descreve o

impostos pelo tráfego e, portanto, de sofrerem o processo de

procedimento da seguinte forma:

ruptura por fadiga (BALBO, 2007). Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

[...] consiste em submeter uma vigota retangular simplesmente apoiada a duas cargas simétricas em relação ao centro da vigota, que produzem um estado de tração uniforme na parte central do bordo inferior da vigota, abaixo da linha neutra, entre os dois pontos da carga.

Sendo: f_cf = resistência flexural (MPa); P = força máxima aplicada (kN); L = comprimento entre eixos dos cilindros de apoio (mm);

artigos

Ao solicitar o corpo de prova a esse tipo de carregamento, obtém-se uma região (entre os pontos de aplicação de carga) sob ação de um momento fletor máximo e constante, com esforços cortantes nulos. Assim, garante-se um ensaio adequado, pois, é possível induzir a ruptura exclusivamente por flexão (CERATTI, 1991). Para essa configuração, obtém-se uma curva tensão x deformação a partir de equipamentos de instrumentação instalados no centro da viga (figura 1). Figura 1 – Corte transversal do aparelho de ensaio de flexão de vigotas

W = largura média da vigota (mm); H = altura da vigota (mm). A deformação na ruptura, então, é determinada a partir da equação 2, que utiliza o deslocamento medido pelos LVDT’s no momento em que 95% da carga de ruptura é registrada. Esse nível de carga é recomendado pela Austroads (2010) que, em ensaios realizados, confirma que a variabilidade das deformações a 95% da carga máxima é menor do que quando se utiliza seu valor de pico. Assim, torna-se um parâmetro mais consistente para medir deformações na ruptura.

Sendo: ε_r = deformação na ruptura (microstrain); δ = deslocamento vertical no centro da viga com 95% da carga de ruptura (mm); H = altura da vigota (mm). L = comprimento entre eixos dos cilindros de apoio (mm);

De acordo com a Japan Society of Civil Engineers (1984), os corpos de prova podem ser extraídos ou moldados, com

4. METODOLOGIA

seção transversal de 10x10 ou 15x15 e comprimento do prisma não deverá ser menor que 3 vezes a sua altura acrescido, ainda, de 8 cm. A aplicação da carga se dá através de dois cutelos cilíndricos posicionados no terço médio da viga e a leitura de

de obter dados de comportamento mecânico das misturas

deslocamentos é efetuada com o posicionamento de LVDT’s

recicladas com adição de cimento. As variáveis de controle

(Linear Variable Displacement Transducer) centralizados nas faces

foram definidas como sendo o teor de fresado e o teor de

laterais do prisma apoiados em um suporte alinhado à linha

cimento. Para melhor identificação das combinações estudadas,

neutra do corpo de prova, de modo que apenas o deslocamento

os corpos de prova receberam um código do tipo X-YY. Onde

relativo da viga seja medido, e não o total do sistema.

X representa o teor de cimento (2%, 4% e 6%) e, YY, o teor de

Aplica-se um carregamento com carga constante até que a ruptura ocorra, esta devendo ocorrer no terço central da viga

O programa experimental foi elaborado com objetivo

fresado (20%, 50% e 70%), ambos em porcentagem. A coleta dos materiais envolvidos na pesquisa (figura 2) foi

para que o exemplar não seja descartado. Por fim, a resistência à

realizada no Estado de São Paulo, na rodovia SP-070 (Rodovia

tração na flexão é dada pela equação 1.

Ayrton Senna), próximo ao km 32.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 2 – BGTC (esquerda) e fresado asfáltico (direita) empregados nas

Figura 4 – Compactação estática por prensa hidráulica

misturas

O cimento utilizado na pesquisa foi adotado como sendo

Após 28 dias em câmara úmida, as vigotas foram

o do tipo CP-II E, com classe de resistência à compressão de 32

submetidas aos ensaios de resistência à tração na flexão,

MPa em 28 dias. Trata-se de um cimento composto, com adição

seguindo a metodologia adotada para materiais cimentados

de escória granulada de alto-forno (entre 6 e 34%), bem aceito e

testados pela Austroads (2008). Um suporte tipo yoke

utilizado em serviços de pavimentação no Brasil.

empregado para instrumentação era acoplado junto à linha

A caracterização granulométrica foi realizada na sequência,

neutra da vigota que, por fim, recebia um LVDT em uma das

seguindo instruções descritas no método de ensaio DNER-ME

faces laterais junto ao centro do corpo de prova. A figura 5

083/98. Foram ensaiadas a base de BGTC e o fresado asfáltico

apresenta a configuração do ensaio com a vigota preparada

separadamente para que, a partir dos resultados, pudesse

para recebimento da carga.

estimar amostras de cada combinação de mistura para definição da granulometria final da camada reciclada. Para a determinação da umidade ótima (ω_ót) e da massa

Figura 5 – Configuração do ensaio de resistência à tração em viga quatro pontos

específica aparente seca máxima (γ_smáx) das misturas foram realizados ensaios de compactação, cujos procedimentos estão prescritos no método de ensaio DNIT 164/2013-ME. A energia referente à Modificada de compactação foi utilizada, consistindo na aplicação de 55 golpes de soquete por camada. Um total de 15 vigotas foram moldadas em formas metálicas com seção 100x100x400 mm (figura 3). A compactação dos corpos prova se deu de forma estática através de uma prensa hidráulica com capacidade de aplicação de carga de 60 tf (figura 4) para 3 camadas de mesma altura. Figura 3 – Moldes prismáticos metálicos

A máquina de ensaio trata-se de uma prensa hidráulica da MTS, modelo 810 UTM Test System com capacidade de aplicação de carga de 25 tf, responsável por aplicar uma força única, gradual e normal à superfície da vigota, evitando excentricidades. Após a ruptura do corpo de prova, os dados são instantaneamente enviados ao sistema computacional do equipamento que extrai a relação de força e deslocamento Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

atuantes ao longo do ensaio. As equações 1 e 2, apresentadas no

misturas 6-20 e 6-50 não houveram diferenças significativas nas

capítulo 6, fornecem, por fim, os valores de resistência à flexão e

resistências dos corpos de prova ensaiados. Os resultados de

deformação da fibra inferior na ruptura.

resistência à flexão variaram entre 0,32 e 1,34 MPa. A deformação na ruptura foi medida a partir do LVDT instalado para o ensaio e

5. ANÁLISE DOS RESULTADOS

foram registradas as deformações no momento em que ocorre 95% da carga de pico. A menor deformação na tração foi de 165

O coeficiente de variação para as misturas 2-20 chegou a 37% para resistência e deformação, enquanto que, para

με, obtida na mistura de 2-20. Misturas com alto teor de fresado acusaram altos valores, alguns superiores a 1000 με.

artigos

Tabela 1 – Resultados dos ensaios de resistência à tração na flexão

Fonte:: elaborado pelo autor

Os resultados dos ensaios foram cruzados com as variáveis de dosagem para verificação da influência de cada material na mistura reciclada. As figuras 6 a 9 apresentam essas relações através de gráficos.

Figura 6 – Relação “teor de cimento x resistência à tração na flexão”

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 7 – Relação “teor de fresado x resistência à tração na flexão”

Observou-se que, conforme as figuras 6 e 7, o aumento do teor de fresado não influenciou no ganho de resistência das

cimento, enquanto que, para misturas com 4% de cimento, essa relação parece manter a linearidade.

misturas para qualquer teor de cimento utilizado, apresentando resultados muito próximos entre si. Além disso, uma relação

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

quase linear de pode ser verificada em todas elas, com um coeficiente de determinação R² mínimo de 0,97. Ainda, misturas com 6% de cimento resultaram em resistências à flexão cerca de 3 vezes superior às misturas com 2% de cimento. Já em comparação com as misturas com 4%, houve também um incremento, porém, menos significativo, cerca de 17%.

Com o objetivo de promover um estudo de vida de fadiga para pavimentos brasileiros reciclados, este trabalho focouse na determinação da resistência à flexão e deformação na ruptura baseada em metodologias internacionais que, por sua simplicidade, podem ser adotadas pelo meio técnico e de pesquisa rodoviária nacional. O programa experimental aqui descritos condizem com a realidade tecnológica do Brasil para

Figura 8 – Relação “teor de cimento x deformação na ruptura”

caracterização física e mecânica de camadas de pavimentos recicladas, podendo, assim, aprofundar estudos visando a definição de modelos preliminares de vida de fadiga. Ao trabalhar com corpos de prova em duplicata (misturas com 20% e 50% de material fresado), verificou-se que a mistura 2-20 foi a única a apresentar resultados discrepantes entre si, com coeficientes de variação acima do limite considerado para representatividade de ensaio. Em contrapartida, as misturas 2-50, 4-20, 4-50, 6-20 e 6-50 apontaram valores muito próximos entre os espécimes moldados, podendo ser utilizados com confiabilidade nos ensaios de carga repetida.

Figura 9 – Relação “teor de fresado x deformação na ruptura”

As misturas com 70% de fresado, devido a indisponibilidade de materiais, foram ensaiadas através de exemplar único, não sendo possível comparar resultados como forma de verificação. Porém, todas apresentaram deformações na ruptura muito acima das demais, não se mostrando adequadas para emprego nas condições de pavimento semirrígido, apesar de não ter sido observadas reduções na resistência à flexão em comparação às misturas com menor teor de material fresado.

A figura 8 aborda os resultados de deformação na ruptura medido nos ensaios em função do teor de cimento e de fresado. Constatou-se altos índices desse parâmetro para as misturas com 70% de fresado, possivelmente pela perda de atrito entre as partículas causado pelo ligante asfáltico presente no material coletado. Misturas com 20% de fresado apresentaram deformações baixas e similares entre si, próximas aos resultados obtidos através de materiais virgens cimentados estudado pela Austroads (2010). Na figura 9 foi possível observar o acréscimo de deformação com o aumento do teor de fresado na mistura reciclada. Ao ultrapassar o limite indicado pelos documentos técnicos de referência brasileiros (máx. 50% de fresado), as deformações crescem substancialmente nas misturas com 2% e 6% de

REFERÊNCIAS AUSTROADS. Fatigue performance of cemented materials under accelerated loading: influence of vertical loading on the performance of unbound and cemented materials. Sydney, 2008. AP-T102/08. AUSTROADS. Cost effective structural treatments for rural highways: cemented materials. Sydney, 2010. AP-T168/10. BALBO, J. T. Fatos, mitos e falácias sobre os modelos experimentais de fadiga. In: REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, n. 32, 2000, Brasília. Anais... São Paulo: ABPv, 2000. 391-404. BALBO, J. T. Pavimentação asfáltica: materiais, projetos e restauração. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. CERATTI, J. A. P. Estudo do comportamento à fadiga de solos estabilizados com cimento para utilização em pavimentos. 1991. 314 f. Tese (Doutorado em Ciências em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1991. INSTITUTO ESPAÑOL DEL CEMENTO Y SUS APLICACIONES. Reciclado de firmes in situ con cemento. Madrid, 2013. Guía técnica. JAPAN SOCIETY OF CIVIL ENGINEERS. Concrete Library os JSCE n. 3 – Part III-2 – JSCE-SF4: method of tests for flexural strenght and flexural toughness os steel fiber reinforced concrete. [S. l.], 1984. p. 58-60. PINTO, S. Estudo do comportamento à fadiga de misturas betuminosas e aplicação na avaliação estrutural de pavimentos. 1991. 478 f. Tese (Doutorado em Ciências em Engenharia Civil) – Universidade Federal do Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Mateus Camargo Tanski

artigos

Professor – pesquisador - URCAMP – RS.

ANÁLISE DE MISTURAS ASFÁLTICAS RECICLADAS A FRIO PARA EMPREGO EM CAMADAS DE BASE E SUB BASE DE PAVIMENTOS

Luciano Pivoto Specht Professor - pesquisador – UFSM – RS Tatiana Cureau Cervo Professora - pesquisadora – UFSM – RS. Fernanda Dresch Professora - pesquisadora – UNICRUZ – RS.

O material fresado não recebe a atenção e importância que merece no Brasil. O reaproveitamento desse material, que apresenta comportamento tão bom quanto os agregados virgens, quando empregado de maneira correta na composição de camadas de pavimentos novos ou restaurações, é uma prática largamente utilizada em países europeus e nos Estados Unidos. Além de resolver o passivo ambiental das empresas, o reemprego do fresado em misturas asfálticas, é uma alternativa sustentável que diminui o consumo de agregados virgens e custos com transporte de fresado e alocação do mesmo. Este trabalho busca uma alternativa para emprego do material fresado como camada de base na execução de pavimentos novos. Foram estudadas misturas recicladas a frio compostas de fresado estabilizado granulometricamente com pó-de-pedra e tendo como ligante betuminoso emulsão asfáltica RL-1C nas proporções de 2% a 5% e de ligante hidráulico CP V ARI de 0% a 1% de cimento. As misturas propostas foram avaliadas por meio de ensaios de resistência à compressão simples (RCS), ruptura por tração por compressão diametral (RT), módulo de resiliência (MR) e FlowNumber (FN). Após a realização dos ensaios, observou-se que os valores obtidos demonstram que as misturas com proporção variando de 50% a 75% de emulsão, em relação ao cimento empregado nas misturas, apresentam melhores resultados. Além disso, as mesmas misturas apresentam valores de módulo resiliente variando entre 1500 MPa e 3000 MPa (valores muito acima dos recomendados por norma para camadas de base). O ensaio de FN mostrou que a adição de cimento na mistura melhora os resultados aumentando o número de ciclos, apresentando como melhores as amostras com 2% e 3% de emulsão. Acredita-se que esta será uma alternativa técnica e economicamente viável para destinação do material fresado gerado em abundância pelas obras rodoviárias.

INTRODUÇÃO A grande deterioração da malha rodoviária brasileira,

de rodovias utilizam variados métodos de construções

Podem-se elencar como componentes desse somatório: as

normalmente empregando como agregados os materiais

elevadas solicitações, a idade dos pavimentos, o excesso de

virgens. Uma alternativa favorável é a utilização dos resíduos

carga e a falta de manutenção no momento oportuno (DAVID,

originados nas técnicas de decapagem do revestimento com o

2006). Ao mesmo tempo as condições ruins das rodovias

emprego do próprio material fresado que é gerado em grandes

estão associadas a várias patologias, dentre elas: deformações

volumes na manutenção de pavimentos.

permanentes excessivas, fissuras de fadiga, retração térmica

Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo

e desagregação. As duas primeiras estão relacionadas com o

demonstrar que a utilização do Reclaimed Asphalt Pavement

tráfego e a estrutura do pavimento, enquanto as últimas com as

(RAP) para compor camadas de pavimento é viável. Assim

características dos materiais utilizados e as condições climáticas

pode-se destinar um tipo de agregado nobre, muitas vezes

atuantes (SPECHT, 2004).

desprezado, de forma correta para compor as camadas de um

A melhoria das condições das vias é de extrema importância 66

para a sociedade. Os procedimentos clássicos de concepção

vivenciada pelos usuários, é oriunda de um conjunto de fatores.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

pavimento sendo utilizado em bases e sub-bases.

RECICLAGEM DE PAVIMENTOS Reciclagem de pavimentos consiste na reutilização, após

processamento, dos materiais existentes no pavimento deteriorado.

Geralmente é realizada na profundidade de 75 a 100 mm, para produzir uma camada de base em rodovias com tráfego médio baixo (HALL et. al., 2001; KHANDHAL; MALLICK,1997). A técnica de reciclagem profunda objetiva a obtenção de

Toda ou parte da estrutura do pavimento existente pode ser

uma base estabilizada. Pode ser aplicado em rodovias com grau

reaproveitada para a construção de uma camada, incorporando ou

de degradação elevado, ou seja, quando as trincas estão presentes

não novos materiais. Assim tem-se a incorporação de um material

desde a base até o revestimento. A técnica consiste na fresa do

de qualidade nas misturas asfálticas diminuindo custo e destinando

material e posterior homogeneização do revestimento antigo, da

de maneira corrreta o RAP.

base, com adição de aglomerantes frios ou quentes.

Segundo Asphalt Institute (1979), mesmo em locais de

A Portland Cement Association (PCA, 2013) aponta que os

ocorrência abundante de agregados pétreos, a reciclagem é

custos deste tipo de reciclagem são normalmente de 25% a 50%

importante, uma vez que pode reduzir o custo devido ao transporte

menores do que a alternativa convencional de restauração que

de materiais. A reciclagem também torna-se atrativa quando não há

contemplam serviços de fresagem e recomposição do revestimento

local adequado para depositar o material removido do pavimento

existente e posterior aplicação de camadas de reforço em concreto

deteriorado, principalmente, devido ao passivo ambiental e as

asfáltico.

restrições impostas pela legislação.

A reciclagem de base e sub-base com estabilizantes químicos

A reciclagem a frio é o procedimento aplicado para recuperar

é outra técnica que tem espaço no Brasil. O cimento adicionado em

e reutilizar o material de um pavimento existente, sem a utilização

misturas asfálticas melhora as propriedades como susceptibilidade

do calor como artifício para realização do trabalho. O campo da

térmica e umidade, MR e a deformação permanente (Oruc et. al.

reciclagem a frio abrange alguns tipos de aplicações, como para

2006).

camadas relativamente finas, constituídas principalmente de material asfáltico (reciclagem a frio in situ) (WIRTGEN, 2012). Comparando o processo de reflexão de trincas entre misturas

A combinação de emulsão e cimento no processo de reciclagem de pavimento visa com a incorporação de ligante asfáltico melhorar a coesão dos agregados da mistura e seu

a quente e a frio, as de baixa temperatura apresentam melhor

comportamento frágil quando apenas cimentada. A adição de

absorção das tensões oriundas do processo. Segundo Davidson

cimento visa aumentar a rigidez do RAP e o envolvimento do

et al. (2004), as misturas recicladas a frio têm propriedades

mesmo pela emulsão asfáltica.

mecânicas que diferem significativamente das misturas asfálticas convencionais a quentes. A reciclagem parcial é um sistema utilizado para substituição

David (2006) realizou um estudo de laboratório utilizando emulsão e agente de reciclagem emulsionado em misturas asfálticas recicladas a frio com o intuito de verificar o comportamento

do revestimento deteriorado por uma nova camada, composta

mecânico da mistura para a utilização em base na recuperação de

por agregados gerados a partir da fresa do mesmo adicionado

pavimentos. Os resultados mostraram que a emulsão asfáltica pode

de agentes aglomerantes, sem prejudicar a base ou subleito.

ser um ótimo elemento a ser empregado para estes serviços.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Tabela 1 - Nomenclatura das misturas empregadas

METODOLOGIA Este estudo trata da utlização de RAP em misturas

asfálticas a frio com a utilização de estabilização físicoquímica através do empredo de cimento e emulsão, tendo por objetivo identificar possíveis empregos para as misturas propostas em camada de base ou sub base de pavimentos. O estudo foi realizado em Santa Maria, Rio Grande do

artigos

Sul. O fresado foi cedido de uma obra de recuperação de uma rodovia federal, BR-392 trecho entre São Sepé e Santa Maria, próximo a Vila Block. O RAP obtido é originado de um revestimento Faixa

A mistura estabilizada é composta por 70% de material

C da especificação DNIT 031/2006-ES e por um ligante

fresado e 30% de material virgem. O pó de pedra é responsável

asfáltico CAP 50-70, informação essa fornecida pela empresa

por suprir a deficiência de finos da granulometria, de forma a

responsável pela execução dos serviços no trecho. Além

enquadrá-la dentro da faixa C para camada de base do DNIT.

disso, o agregado que compõe a mistura fresada é oriundo

Nota-se que a fração graúda da mistura (material acima da

do município de Itaara, RS, um Riodacito com alta absorção.

peneira n° 4) é inteiramente constituída pelo RAP, conforme a

A escolha da emulsão asfáltica utilizada na pesquisa foi

Figura 1.

baseada no impacto ambiental causado na sua produção

Figura 1 - Granulometria da mistura reciclada

e a técnica que seria aplicada no campo para execução da proposta estudada. No Brasil, as emulsões usadas para pavimentação são predominantemente catiônicas, na qual se optou por uma emulsão RL-1C, caracterizada por ruptura lenta e catiônica. A emulsão utilizada foi produzida especialmente para o estudo proposto e não está disponível comercialmente. Quando utilizada como ligante para a reabilitação de pavimentos, não atinge os mesmo resultados de resistência que as técnicas a quente e para suprir essa deficiência optou-se pela adição de cimento à mistura asfáltica. Por fim, a água utilizada na mistura foi obtida na

de dosagem das oito misturas asfálticas. A dosagem neste caso significa a obtenção da quantidade de água adicionada nas

rede hidráulica do LMCC da UFSM. Utilizou-se a mesma

misturas de forma a obter-se a umidade ótima de compactação,

no processo de mistura aos demais materiais a 25ºC,

obtendo-se a maior massa específica aparente seca do material,

temperatura usual normalizada em ensaios. Salvo os ensaios

processo idêntico ao de compactação de solos e materiais

onde é necessária a utilização de água destilada.

granulares.

As misturas para atingir os objetivos propostos nesta

Para cada uma das oito misturas propostas montou-se uma

pesquisa foram compostas por uma matriz pétrea fixa com

curva de compactação constituída por 5 pontos com diferentes

70% de RAP e 30% pó de pedra, com teores de cimento de

umidades. A quantidade de água a ser adicionada na mistura foi

0% e 1%, combinando com emulsão asfáltica nos teores de

obtida através das umidades necessárias para a criação da curva

2%, 3%, 4% e 5% em massa total, totalizando oito misturas.

de compactação. Não foi considerada a água contida na emulsão

Para uma melhor compreensão das misturas no trabalho adotou-se a seguinte abreviação, a primeira

Após a caracterização dos materiais, iniciou-se o processo

para a criação das curvas de compactação Primeiramente, pesou-se separadamente o material fresado

porcentagem é referente ao teor de emulsão e a segunda ao

(70%) e o pó de pedra (30%), conforme curva granulométrica

teor de cimento adicionado à mistura, conforme mostra a

pré-definida. A massa total de fresado e pó de pedra é 7 kg

Tabela 1.

devido à amostra apresentar agregado graúdo. Nas 4 misturas

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

sem cimento, misturou-se juntamente com os agregados

3.3

Resistência a Compressão Simples

a porcentagem de emulsão, conforme cada mistura, nas As amostras de 10 x 20 cm foram submetidas a um esforço

porcentagens de 2%, 3%, 4% e 5% da massa total da matriz pétrea. Para a obtenção dos 5 pontos da curva de compactação, em cada

de compressão até a ruptura, a uma velocidade aproximada de

teor de emulsão adicionou-se diferentes quantidades de água.

0,43 mm/s. O capeamento com enxofre foi realizado para melhor

Nas outras 4 misturas com cimento na porcentagem

distribuição das tensões em sua face de contato com o pistão

de 1%, misturou-se juntamente aos agregados secos. Após

da prensa. As amostras foram ensaiadas com idades de 28 dias,

isso, adicionou-se os quatro teores de emulsão e também as

moldaram-se 24 amostras, 3 para cada mistura.

diferentes quantidades de água para obtenção da curva de compactação. O Cimento faz parte da matriz pétrea da mistura e foi adicionado obedecendo à relação de 1% da massa total de

3.4 Resistência a Tração por Compressão Diametral

agregados, ou seja, para a produção de uma amostra, que contém

A determinação da resistência à tração por compressão

1200 g, foram substituídos 12 g de material pétreo por 12 g de

diametral nas amostras de 10 x 6,35 cm, moldadas por

cimento. Ressalta-se que foi feito o revolvimento dos materiais

compactação manual em camada única, seguiram as

manualmente em uma bandeja na temperatura de 25°C.

recomendações explicitas na norma DNIT 135/2010 - ME. Vale

Logo após a preparação da mistura, iniciou-se o processo de compactação para obtenção da máxima massa específica

lembrar que as amostras devem ser ensaiadas a temperatura de 25º C.

aparente de cada mistura. Foram retiradas duas amostras para

Para que a temperatura esteja uniforme em toda a amostra,

controle da umidade, empregada em cada um dos 5 pontos

estas ficaram em condicionamento por no mínimo 12 horas

necessários para obtenção da curva de compactação das

na câmara de condicionamento. Foram utilizadas as amostras

misturas. Além disso, por se tratar de um material granular

moldadas para realização do ensaio de MR. No ensaio de RT

utilizou-se 7 kg de material pétreo para cada ponto da curva

utilizou-se pelo menos 3 amostras por mistura totalizando 24

de compactação, totalizando 35 kg por mistura. A energia de

corpos de prova. As amostras foram ensaiadas após 28 dias.

compactação foi a modificada (56 golpes do soquete padrão em cada camada de compactação) devido ao estudo objetivar a

3.5

aplicação das misturas em base e sub-base de pavimentos. Após a coleta de dados de cada ponto da curva de compactação realizou-se os cálculos previstos em norma sendo assim possível a construção da curva. A partir dela pode-se identificar a umidade ótima e massa específica aparente seca

Módulo de Resiliêcia O ensaio de módulo de resiliência foi determinado por meio

das recomendações da normativa do DNIT 135/2010 - ME. O equipamento utilizado foi a prensa UTM – 25. A UTM-25 possui uma câmara de condicionamento com temperatura controlada, permitindo a realização de ensaios em diversas temperaturas. O coeficiente de Poisson adotado foi de 0,35, de acordo com

3.1

Compactação

Rosa et al. (2007). As misturas asfálticas de revestimento utilizam normalmente 0,30 e Balbo (2007) indica valores de 0,40 para

Para esta pesquisa foi utilizada a Energia Modificada,

bases granulares.

conforme a norma DNIT 164/2013-ME – Solos – Ensaio de

Todas as amostras foram ensaiadas a 0º e 90º, ou seja, os

compactação utilizando amostras não trabalhadas. A energia

valores apresentados como resultados são médias entre 2 ensaios

de compactação utilizada foi a modificada devido a prática

da mesma amostra. Produziram-se 4 amostras para cada mistura

para materiais granulares. A compactação foi realizada para as

proposta, totalizando 32 corpos de prova. Todos os corpos de

oito misturas estabilizadas granulometricamente. As amostras

prova foram ensaiados após 28 dias.

moldadas para o ensaio de compactação foram utilizadas para o ensaio de ISC. Foram moldadas 5 amostras para cada mistura proposta totalizando 40.

3.2

Índice Suporte Califórnia Para esta pesquisa foi realizada coforme a norma DNER ME

3.6

Flow Number Os corpos de prova para realização deste ensaio foram

moldados com altura 10 x 15 cm no molde 10 x 20 cm utilizado para amostras de RCS, 3 amostras para cada uma das misturas propostas totalizando 24 corpos de prova. Realizou-se o ensaio na

049/94 – Solos – Determinação do Índice de Suporte Califórnia

prensa UTM-25. Em sua câmara de condicionamento, os corpos

utilizando amostras não trabalhadas. Ensaiaram-se as amostras

de prova estabilizaram sua temperatura em 60°C por 8 horas

moldadas no ensaio de compactação.

conforme recomenda a AASHTO TP 79-12. As amostras Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Os valores obtidos nessa pesquisa quando comparados aos

artigos

foram ensaiadas individualmente, utilizando-se uma membrana de látex, com 1mm de espessura, na parte superior e inferior.

encontrados por outros autores apresentam pequena variação.

Devido a face superior dos corpos de prova apresentar vazios

Os valores de (γ_(d )máx) das misturas se aproximam de 2,1 g/

optou-se por capear todos com nata de cimento para melhor

cm³ encontrado por Silva (2012). Já Pires (2014) encontrou

distribuição das tensões na face de contato com o pistão. Os

valores de 2,023 g/cm³ e 1,963 g/cm³ para misturas estabilizadas

valores coletados foram corrigidos pela aproximação do modelo

granulometricamente. Observa-se que há variações nos resultados

de Francken.

encontrados devido aos materias possuírem diferentes origens,

RESULTADOS E DISCUSSÕES

entretanto os valores são próximos aos encontrados nesta pesquisa.

4.1

Compactação

4.2

Neste item são apresentados os resultados de estabilização

Ìndice Suporte Califórnia Após a realização do ensaio de Compactação utilizou-se as

mecânica do material fresado misturado com pó de pedra,

amostras para o ensaio de Índice Suporte Califórnia. Os resultados

emulsão e cimento, nas proporções das misturas avaliadas no

dos ensaios de ISC são apresentados na Tabela 3.

estudo. Portanto, foram elaboradas oito misturas, as quais têm suas curvas de compactação apresentadas na Figura 2.

Tabela 3 - Resultados do ensaio de ISC

Através do ensaio obtiveram-se as umidades ótimas e massa especifica aparente para cada uma das misturas. As umidades encontradas através deste ensaio serviram de base para todas as moldagens do estudo. Vale lembrar que todas as misturas passaram pelo processo de estabilização granulométrica (mistura de 70% de fresado e 30% de pó de pedra) e físico-química (adição de emulsão e cimento). Figura 2 - Curvas de compactação das misturas propostas

Os resultados obtidos podem ser comparados a solos grossos, pedregulhosos, do grupo G do Sistema Unificado de Classificação de Solos ou também A1 e A2 da classificação do TRB (Transportation Research Board) (DNIT, 2006). Todas as amostras da pesquisa apresentaram valores superiores 20% (ISC) e expansão inferior a 1%, parâmetros exigidos para materias utilizados como sub-base. Os limites para utilização como camada de base são de no mínimo 60% de ISC e 0,5% de expansão máxima, logo todas as misturas cimentadas e a 2% 0% poderiam ser utilizadas. Além disso, o aumento do teor de emulsão reduziu o ISC Em resumo, a Tabela 2 apresenta as umidades ótimas e a

tanto nas misturas com ou sem cimento, e também a incorporação

massa específica aparente seca máxima (γ_(d )máx) para cada

de cimento aumentou consideravelmente o ISC das misturas. A

uma das 8 misturas.

média do ISC das misturas com cimento foi de 249% maior que a

Tabela 2-Teores ótimos encontrados

média das misturas sem cimento. Pires (2014) encontrou valores para mistura estabilizada granulometricamente com 70% de fresado e 30% material virgem entre 68% e 95%. Já Silva (2012) encontrou valores de 45%. Ambos os autores encontraram valores próximos aos dessa pesquisa. As misturas sem adição de cimento encontraram resultados mais próximos ao de Silva (2012) e as misturas com adição de cimento ao máximo encontrado por Pires (2014).

Nota-se que para as misturas sem cimento, conforme se

As misturas estabilizadas com a adição de cimento

aumenta o teor de emulsão tem-se um aumento na umidade ótima

apresentam os requisitos mínimos para utilização como material

das misturas. Já para as misturas com cimento, obteve-se uma

de camada de base granular, segundo o método de projetos

mesma tendência, exceto a mistura 5% 1%.

DNER de 1981. Para essa finalidade, o ISC deve ser superior a 80%

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

e expansão inferior a 0,5%. Se o número de passagens do eixo

de 6,65% de cimento para o fresado oriundo da ERS-509 com RCS

padrão for inferior a 106 o valor mínimo do ISC é de 60%, com isso,

médio igual a 1,87 MPa, e 5,26% de cimento para o material da

a mistura 2% 0% se enquadra dentro deste limite.

BR-290 com RCS médio igual 1,83 MPa. Ambos com a proporção de 70% de fresado e 30% de material virgem.

4.3

Resistência a Compressão Simples Para avaliação quanto a RCS foram ensaiadas 2 amostras por

mistura, seguindo o prescrito pela DNER – ME 180/1994 – Solos estabilizados com cinza volante e cal hidratada – Determinação da resistência à compressão simples. A Tabela 4 apresenta os resultados médios obtidos após a realização dos ensaios em laboratório. Tabela 4- Valores de RCS para as misturas ensaiadas

Fedrigo (2015) encontrou valores de 1,90 MPa a 2,03 MPa aos 7 dias para misturas com incorporação de 70% de fresado e estabilização química com cimento, com o teor fixado em 4%. Os valores nas 8 misturas desta pesquisa são inferiores aos encontrados pelos autores citados anteriormente, mas as misturas propostas nessa pesquisa propuseram uma melhor compreensão do material estabilizado com a adição de 2%, 3%, 4% e 5% de emulsão onde foi adicionado apenas 1% de cimento.

4.4

Resistência a Tração por Compressão Diametral A Tabela 5 mostra a média de três corpos de prova para cada

mistura ensaiada à compressão diametral na temperatura de 25ºC, conforme norma DNER-ME 138/94. As mostras foram utilizadas após a realização dos ensaios de MR. Tabela 5 - Valores de RT para as misturas ensaiadas

O ensaio de RCS para pavimentação é um indicativo do comportamento da camada estudada ligado ao cisalhamento, consequentemente ao afundamento de trilha de roda (ATR), podendo ser utilizado como indicativo de deformação permanente. As misturas com a adição de 1% de cimento apresentaram melhores resultados. Dentre esses destaca-se a mistura de 2% 1% que apresentou 1,41 MPa de resistência à compressão simples. Pode-se ainda constatar o decréscimo dos valores aferidos na realização dos

As misturas com a adição de 1% de cimento apresentaram

ensaios com o aumento do teor de emulsão presente nas misturas. Os

valores superiores às misturas sem cimento. Dentre essas, a mistura

menores resultados são das misturas com 5% de emulsão tanto para

2% 1% obteve maior valor entre todas apresentando 0,19 MPa e

misturas com ou sem adição de cimento, conforme a Figura 3.

a mistura de 4% 0% apresentou o menor valor para esse ensaio,

Figura 3 - Resultados ensaio de RCS aos 28 dias

0,04 MPa. Também nota-se que o aumento do teor de emulsão, em todas as misturas, não ocasionou uma diminuição linear dos resultados obtidos no ensaio, somente constata-se uma tendência de diminuição do RT com o aumento do teor de emulsão. Conforme a Figura 4. Figura 4 - Resultados de RT aos 28 dias

A recomendação da normativa para reciclagem com cimento no Brasil, DNIT (2013a), propõe que o teor de cimento para a dosagem de mistura reciclada deve ser definido pela resistência a compressão mínima de 2,1 MPa, aos 7 dias, no qual nenhuma das 8 misturas atingiram o valor mínimo. Pires (2014) encontrou valores

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Valores típicos de base granular, conforme Balbo (2007),

Fedrigo (2015) encontrou valores de RT da ordem de 0,28 MPa e 0,45 MPa para misturas cimentadas de base com 70% de fresado e

encontram-se entre 200 e 350 MPa. Somente 2 misturas não

teor de cimento de 4%. Pires (2014) encontrou valores de 0,26 MPa

apresentaram resultado dentro da faixa encontrada pelo autor, 4%

para misturas com fresado e adição de 50% Cinza de Casca de Arroz

0% e 5% 0%. As demais 6 misturas resultaram em valores superiores

(CCA). Apesar dos resultados obtidos serem menores, a mistura

ao mínimo de 200 MPa. Pires (2014) encontrou valores entre 5311MPa e 7154MPa para

2% 1% chegou a valor próximo ao RT obtido por Fedrigo e do RT resultante do estudo de Pires com apenas 1% de adição de cimento.

base reciclada com cimento no teor de 5%. Fedrigo (2015) mostrou

4.5

resultados para misturas com 70% de fresado com 4% de cimento

Módulo de Resiliência

artigos

As amostras foram ensaiadas a temperatura de 25ºC e utilizouse um tempo de carregamento de 0,1 s e um período de repouso de 0,9 s. O coeficiente de Poisson para realização do ensaio foi de 0,35. Os valores médios de três amostras, além do desvio padrão e coeficiente de variação (CV) estão apresentados na Tabela 6. Tabela 6- Valores de MR

de 8420 MPa e 7892 MPa. Para a Mistura de 2% 1% obteve-se o valor de 3098 MPa e para misturas cimentadas um valor mínimo de 1800 MPa.

4.6

Flow Number Os ensaios foram realizados após o condicionamento das

amostras por um período superior a 12 horas a uma temperatura de 60ºC. Submeteram-se as amostras a um carregamento cíclico uniaxial repetitivo com carregamento de 0,1 s e repouso de 0,90 s. A Tabela 7 apresenta os FN de cada uma das misturas propostas juntamente com a média, o desvio padrão e coeficiente de variação, além dos coeficientes da aproximação de Francken. Tabela 7- FN para todas as misturas propostas

Em relação aos valores de MR encontrados observou-se um aumento considerável com a adição de cimento na mistura. Obtevese valores variando entre 170 e 570 MPa para misturas sem cimento, já para as misturas cimentadas os resultados oscilaram entre 1820 e 3100 MPa. A mistura 4% 1% apresentou um aumento de 10,6 vezes em relação ao MR sem cimento. Constatou-se também que a mistura com 2% de emulsão obteve os maiores resultados nos ensaios, tanto com adição de cimento quanto sem adição. A incorporação de cimento nas misturas aumentou a rigidez em 711% quando comparado os valores médios das misturas com e sem

inferiores em relação às misturas cimentadas. As amostras dos 4%

cimento.

0% e 5% 0%, não suportaram a severidade do ensaio, assim não se

Outro fato observado é que o aumento da quantidade de

tem resultados desse ensaio para essas misturas. Na Figura 6 pode-se

emulsão faz com que haja um decréscimo nos resultados tanto

observar as duas amostras de cada mistura sem cimento; valores

para misturas cimentadas quanto para as sem cimento. Conforme

muito inferiores aos considerados satisfatórios para esse ensaio.

demonstra a Figura 5. Figura 5 - Resultados de MR a 25ºC aos 28 dias

As misturas sem adição de cimento apresentaram valores muito

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 6 - Ensaio de FN para misturas sem cimento

A adição de cimento trouxe uma melhora considerável às

CONCLUSÕES

misturas. Os melhores valores ocorreram na mistura de 2% 1% que obteve valor médio de 7246 Ciclos sendo este 207 vezes maior que

Nesta pesquisa estudou-se a avaliação das misturas com 70% RAP

a mesma mistura sem adição de cimento. As demais misturas 3%

e 30% de pó de pedra com a adição de 2%, 3%, 4% e 5% de emulsão

1% e 4% 1% superam 4500 ciclos e a mistura 5% 1% se aproximou

e 0 e 1% de cimento. O aumento dos teores de emulsão não trouxe

de 700 ciclos. Ficando evidente que a adição de cimento diminui

aumento de rigidez às misturas e também prejudicou a resistência ao

consideravelmente a suscetibilidade à deformação permanente das

dano quando comparadas as misturas com sem cimento.

misturas propostas, conforme a Figura 7. Figura 7 - Ensaio de FN para as misturas com cimento

A adição de cimento trouxe melhora aos resultados de ISC, RCS, RT, MR, e FN das misturas. Todas apresentaram desempenho melhor quando comparadas as sem cimento. Nos ensaios de ISC as misturas cimentadas apresentaram melhores resultados, dentre elas destacou-se a 2% 1%. Com resultados 198,52% maior que a sem emulsão. Fica evidente que o aumento do teor de emulsão ocasionou o decréscimo dos resultados obtidos tanto nas misturas sem cimento quanto com cimento. O comportamento das misturas para os ensaios de RCS é semelhante ao ensaios de ISC, tanto nas misturas cimentadas quanto nas misturas sem cimento. A amostra 2% 1% obteve o maior resultado apresentando um aumento de 63,45% em relação à mistura sem

Os valores médios encontrados no ensaio de FN para as misturas cimentadas foram comparados com outros autores. Vale

cimento. Para o ensaio de módulo de resiliência MR quando se compara

lembrar que Almeida Júnior (2016), Centofante (2016) e Nascimento

as misturas, aquelas sem cimento possuem resultados inferiores às

(2008) estudaram revestimentos asfálticos e esta pesquisa busca

misturas cimentadas. Comparando-se os resultados médios entre as

uma alternativa para camada de base ou sub-base de pavimentos.

misturas com e sem cimento os módulos são aumentados em 711,16%.

Na Figura 8 observa-se que todas as misturas com adição de cimento

A amostra com 2% 1% apresentou o maior valor entre todas e obteve o

obtiveram valores superiores aos demais autores sendo que o valor

aumento de 546,87% em relação à mistura sem cimento.

mais baixo pertence a mistura 5% 1%. Nascimento (2008) recomenda valores de 300 ciclos para

O ensaio de FN mostrou que as misturas cimentadas novamente possuem maiores resultados que as sem cimento, ou seja, sua

pavimento de tráfego médio e 750 para tráfego pesado para um

resistência a deformação permanente é superior as demais. Entre elas

desempenho adequado de deformação permanente de misturas

destaca-se a mistura de 2% 1% com um aumento de 207 vezes o valor

asfálticas para uso em camadas de revestimento. As misturas

sem cimento.

cimentadas 2% 1%, 3% 1% e 4%1% apresentaram valores superiores

Conclui-se que as misturas cimentadas apresentam resultados de

a 750, assim estas podem ser recomendadas para aplicação em

resistência à deformação permanente e à rigidez superior às misturas

trechos com tráfego pesado. A mistura 5% 1% apresentou valor entre

sem adição de cimento. Entre todas as misturas os melhores resultados

300 e 750 ciclos podendo ser utilizada para trechos com trafego

foram da mistura 2% 1% na qual a relação cimento/emulsão, em massa,

médio. As misturas 2% 1% e 3% 1% apresentaram comportamento

não excede 62,5%. Demostrando o potencial de utilização da mistura

frágil. As demais misturas apresentaram comportamento dúctil sem

reciclada como camada de base ou sub-base de pavimento.

planos de ruptura definidos. Figura 8 - Comparativo de FN com outros autores

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA JÚNIOR, P. O. B.;Comportamento mecânico de concretos asfálticos com diferentes granulometrias, ligantes e métodos de dosagem.2016. 160 p. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Santa Maria, RS, 2016. ASPHALT INSTITUTE. A basic Asphalt Emultion Manual.Manual Series, No. 19. March 1979. BALBO, J. T. Pavimentação Asfáltica : materiais, projetos e restauração. São Paulo, ed. Oficina de textos, 2007. CENTOFANTE, R. Estudo laboratorial da utilização de material fresado em misturas asfálticas recicladas a quente.2016. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Santa Maria, Centro de Tecnologia, Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil, Santa Maria, RS, 2016. Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

ANÁLISE DOS BENEFÍCIOS DA IMPLANTAÇÃO DA SEGUNDA PONTE DO GUAÍBA Laísa Braga Kappler

Laboratório de Sistemas de Transportes – LASTRAN

Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS

artigos

Felipe Caleffi

Laboratório de Sistemas de Transportes – LASTRAN

Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS

Helena Beatriz Bettella Cybis

Laboratório de Sistemas de Transportes – LASTRAN

Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS

INTRODUÇÃO A ponte do Guaíba integra o trecho da rodovia BR-

116/290 e se localiza em um ponto estratégico do estado do Rio Grande do Sul, na Região Metropolitana de Porto Alegre. A região apresenta alta concentração populacional e grande desenvolvimento econômico, seja pela intensa atividade industrial ou pelo amplo e diversificado setor de serviços O objetivo deste artigo é analisar o segmento da BR-116/290-RS, atual ponte do Guaíba, e a condição de tráfego na região após

nesse núcleo. Sua localização é considerada privilegiada por conectar os principais eixos de rodovias federais que cortam o estado. Além

a implantação da segunda ponte do Guaíba. O estudo buscou

disso, o modal hidroviário é significativo para o transporte de

quantificar a redução de tempo e atraso de viagem e comprimento

carga na região. O lago Guaíba é importante rota de comércio

de filas sobre a ponte do vão móvel, seus acessos e saídas. O

interior e exterior. Atualmente trafegam pela ponte do Guaíba cerca de 54

software VISSIM foi utilizado na modelagem da rede viária. Os

mil veículos por dia, nos dias úteis. Enquanto nos finais de

cenários contemplam a configuração atual da rodovia (ano 2017)

semana o volume diário atinge pouco mais de 43 mil, em

e a condição futura (ano 2027), com a implantação da segunda ponte. A modelagem foi feita para as condições com e sem

média. Deste volume, aproximadamente 15,5% é composto por veículos pesados – constatando, dessa forma, que o tráfego de veículos de carga é representativo na rodovia.

içamento do vão móvel da ponte. Os resultados indicam que os

(Dados obtidos de contagens volumétricas de veículos na

atrasos se devem ao içamento da ponte e que a implantação da

rodovia BR-290, a partir de contadores instalados na via,

segunda ponte poderá reduzir o tempo de viagem em até 73% e eliminar filas.

pelo levantamento de dados contidos no banco de dados da CONCEPA, do ano de 2016.) A pequena altura útil da ponte provoca um conflito entre os modais hidroviário e rodoviário, resolvido pelo içamento do vão móvel. O içamento geralmente ocorre pelo menos

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

uma vez ao dia e bloqueia a passagem de veículos sobre a ponte. Somente no ano de 2016 ocorreram 434 içamentos e a

2.1 Congestionamento Congestionamento ocorre quando a demanda por espaço

ponte ficou fechada ao tráfego por um período total de mais

na via é maior do que a oferta, isto é, quando a via se aproxima

de 5 dias. (Dados obtidos a partir de documento interno da

da capacidade (EUROPEAN CONFERENCE OF MINISTERS OF

CONCEPA, disponibilizado aos autores, através de planilha

TRANSPORT, 2007). Também ocorre por interrupções temporárias

contendo o quadro de içamento da ponte do Guaíba, do ano

que reduzem o espaço da via e, então, a capacidade do sistema

de 2016.)

(FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION, 2017).

Este artigo tem o intuito de analisar os benefícios ao transporte rodoviário com a implantação da segunda ponte do Guaíba, comparando-se as condições atuais e futuras de tráfego. Foram avaliados tempo e atraso de viagem, comprimento de fila e volume de veículos e velocidade operacional da via através de simulações de tráfego, com o auxílio do software VISSIM. A seção 2 contém as definições de conceitos importantes. A seção 3 caracteriza a Região Metropolitana de Porto Alegre e as pontes do Guaíba. A seção 4 apresenta

2.2 Tempo de viagem Ortúzar e Willumzen (2011) definem tempo de viagem como o tempo que o usuário do sistema de transportes leva para se deslocar entre dois pontos do espaço. O software VISSIM (PTV, 2016) utiliza esse conceito para medir o tempo de viagem de veículos no simulador.

2.3 Fila Para Lovelock e Wright (2001), fila é a representação de uma

a metodologia utilizada no estudo. A seção 5 apresenta os

linha de pessoas, veículos e objetos físicos e intangíveis (serviços)

resultados obtidos com as simulações de tráfego. Na seção 6

que aguardam atendimento. É formada quando a busca por

são expostas as considerações finais da pesquisa.

atendimento excede a capacidade do sistema.

Nos dias atuais, a rodovia possui tráfego diário de milhares de veículos, com velocidades que variam de 60 a 100 km/h nos perímetros não urbanos, inúmeras curvas

2.4 Capacidade Capacidade da via é o máximo fluxo de veículos que ela

acentuadas e trechos sinuosos. Dadas tais condições a ponte

pode acomodar, isto é, sua oferta máxima. Uma via operando

estreita favorece a ocorrência de acidentes, nos quais além

próximo à capacidade apresenta condições precárias e

da possibilidade da perda de vidas humanas, resulta na

dificuldade na troca de faixas (TRANSPORTATION RESEARCH

paralização do trânsito, acarretando prejuízos financeiros

BOARD, 2010).

consideráveis, uma vez que existe o dano aos veículos que

2.5 Simulação de tráfego

vierem a se envolver em uma batida, os custos médicos de socorro às vítimas, do serviço especializado para desobstruir a pista e, pôr fim, a interrupção temporária no fluxo de carga transportada pelos caminhões, gerando atrasos no cumprimento de prazos. Esta pesquisa tem como principal objetivo identificar os impactos causados ao fluxo de veículos e quaisquer outros

Portugal (2005) define simulação como a ação de imitar uma situação real, através do uso de modelos. Poyares e TRB (2000 apud PORTUGAL, 2005), como o método de reproduzir eventos hipotéticos do sistema estudado com o decorrer do tempo, em um computador.

3. CARACTERIZAÇÃO DA REGIÃO EM ESTUDO

problemas, que a presença de uma ponte estreita em uma estrada federal pode acarretar. Para compreender os impactos causados nas rodovias

A Região Metropolitana de Porto Alegre (RMPA) é a área mais densamente povoada do Rio Grande do Sul, composta

pela redução da largura da pista de rolamento em função da

por 34 municípios, incluindo a capital do estado (INSTITUTO

presença de pontes estreitas, torna-se necessário identificar

BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA, 2010).

como surgiu está situação, qual o seu nível de impacto e quais as melhores soluções podem ser adotadas.

A RMPA é polo de desenvolvimento e de geração de viagens no estado. A distribuição de funções entre cidades somada às aglomerações urbanas da região impulsiona movimentos

CONCEITOS IMPORTANTES

pendulares de pessoas (ALONSO et al., 2009). Além disso, a região concentra o transporte de cargas nas principais rodovias

A seguir são definidos conceitos relevantes para o estudo, a fim de delimitar seu significado. São eles: congestionamento, tempo de viagem, fila, capacidade e simulação de tráfego.

do estado, como a BR-116/290-RS. A ponte do Guaíba (Travessia Getúlio Vargas) compõe a Travessia Régis Bittencourt sobre o Guaíba, entre Porto Alegre e

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Eldorado do Sul. Tem pista dupla, 1,1 quilômetro de extensão e

Figura 2 – Gráfico do modelo de tendência de crescimento de demanda anual na BR-290

10 metros de altura. Seu vão móvel eleva-se por mais 23,5 metros (CONCESSIONÁRIA DA RODOVIA OSÓRIO-PORTO ALEGRE S/A; SPECHT et al., 2012). A segunda ponte do Guaíba, ou de Transposição sobre o Delta do Rio Jacuí, está em fase de construção. O projeto prevê pista dupla, com 36 metros de altura e 12,3 quilômetros de extensão, entre obras de arte e trechos em aterro (CONSÓRCIO PONTE DO GUAÍBA; DEPARTAMENTO NACIONAL DE

artigos

INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES, 2013). A Figura 1 apresenta a rede viária em estudo, com a implantação da nova ponte do Guaíba. Figura 1 – Trecho da Travessia Régis Bittencourt com o projeto da segunda ponte do Guaíba

4.2 Definição dos cenários e simulações O VISSIM é um software alemão de microssimulação de tráfego, selecionado para a análise do tema proposto devido a sua capacidade de modelar diferentes cenários e usar uma função de distribuição estocástica de velocidades desejadas para cada tipo de veículo (PTV, 2016).

4.2.1 Construção dos cenários modelados O modelo da rede viária foi construído para os dois sentidos da via, entre Porto Alegre e Eldorado do Sul, através da análise do mapa da região e do projeto geométrico da nova ponte. A Figura 3 apresenta os perfis de demanda de entrada para as simulações. Figura 3 – Perfis de demanda utilizados como entrada para as simulações fonte: Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, 2015

4. METODOLOGIA O software VISSIM foi usado para a modelagem da via, considerando diferentes condições de tráfego. A seguir apresenta-se a metodologia utilizada no estudo.

4.1 Levantamento de dados Foram extraídos dados do banco de dados da CONCEPA,

fonte: CYBIS; CALEFFI, 2016

através de contadores automáticos instalados na BR-290/RS, entre 2013 e 2017. O levantamento permitiu realizar a contagem volumétrica de veículos, estimar a composição do tráfego e sua

construídas hipóteses para estimar as trajetórias dos motoristas,

distribuição na rede viária.

após a implantação da nova ponte do Guaíba. São elas:

Para previsões futuras, o volume foi determinado pelo modelo de tendência de crescimento de demanda da série histórica de dados da BR-290. A taxa de crescimento anual foi estimada em 12% (CYBIS; CALEFFI, 2016). Retirando os dados do período de verão, obteve-se a taxa de 8% ao ano, semelhante à apresentada pela empresa Engevix, de 8,3% (DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES; ENGEVIX, 2013). 76

Através da análise de dados dos contadores, foram

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

a) usuários que partem de Eldorado do Sul com destino às rodovias BR-290 e BR-448 passam a utilizar a nova ponte; b) motoristas com origem em Eldorado do Sul que visam chegar a Porto Alegre seguem usando a atual ponte; c) usuários oriundos das BR-290 e BR-448, que se destinam a Eldorado do Sul, utilizam a segunda ponte; d) motoristas que saem de Porto Alegre e se dirigem a

Eldorado do Sul continuam a usar a atual ponte; e) todos os motoristas utilizam a nova ponte quando a atual se encontra bloqueada ao tráfego, exceto os que deixam

5. RESULTADOS Os resultados desconsideraram o tempo de warming up

Porto Alegre pela avenida Sertório (sem saída direta para a nova

(tempo necessário para os veículos se distribuírem dentro do

ponte), que devem aguardar a reabertura da ponte ao tráfego.

modelo de simulação). A seção foi dividida para o período

Para este trabalho fez-se a modelagem da via para quatro

atual (ano 2017) e futuro (ano 2027). As considerações sobre as análises são expostas a seguir.

cenários distintos: a) cenário 1: representa o traçado atual do trecho em estudo, onde há somente a atual ponte do Guaíba, no momento em que

5.1 Período atual (ano 2017)

está aberta ao tráfego rodoviário; b) cenário 2: representa a condição presente da via, em que há apenas a atual ponte do Guaíba, porém ela está obstruída,

Este item está dividido em: tempo e atraso de viagem, velocidade e comprimento de fila.

devido ao içamento do vão móvel; c) cenário 3: inclui a nova ponte do Guaíba ao traçado

5.1.1 Tempo de viagem

original, quando as duas pontes estão operando; d) cenário 4: apresenta a atual ponte fechada ao tráfego, em razão do içamento, e a segunda ponte do Guaíba operando. Para os cenários 2 e 4, nos quais ocorre a obstrução da atual

O trecho em que o tempo de viagem foi mensurado possui 8 quilômetros (para veículos que utilizam a atual ponte) e 7 quilômetros, para veículos que trafegam pela segunda ponte.

ponte, foram analisadas as configurações com o tempo médio de

Os gráficos de tempo e atraso de viagem (em segundos) foram

içamento do vão móvel, igual a 17 minutos. As condições foram

agregados a cada cinco minutos.

simuladas para os períodos atual (ano 2017) e futuro (ano 2027).

O atraso de viagem é caracterizado no VISSIM pelo tempo extra dispendido pelo veículo no trecho modelado. No início da

4.2.2 Calibração do software VISSIM Os valores dos parâmetros da calibração realizada por Caleffi

simulação, o software calcula o tempo de viagem esperado para

foram empregados neste estudo. Para detalhes sobre o método,

cada veículo baseado em sua velocidade desejada, e o tempo

sugere-se consultar a publicação de Caleffi et al. (2016).

extra contabiliza em atraso.

4.2.3 Método de simulação dos cenários Cada condição foi simulada três vezes de forma randômica

5.1.1.1 Sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul

(sementes aleatórias), totalizando 24 simulações, com 8 horas de duração. A semente aleatória replica a natureza estocástica do

A Figura 5 apresenta a duração dos tempos e atrasos de

fluxo e variações temporais, alterando o padrão de chegada de

viagem dos veículos ao longo do dia, entre a saída da BR-448 até

veículos (PTV, 2016).

o município de Eldorado do Sul.

Foram inseridos contadores nos dois sentidos da via, para

Os tempos de viagem são menores nos cenários 3 e 4 (6

se obter dados de velocidade. Instalaram-se coletores do tempo

minutos) já que a nova ponte tem menor extensão. No cenário 2,

de viagem, em ambos sentidos, entre a BR-448 e Eldorado do

o tempo sobe para 22 minutos devido ao içamento e o tráfego

Sul. Também foram coletados dados de comprimento de fila. A

sofre alterações por uma hora. Os atrasos acompanham a

Figura 4 apresenta o modelo construído no VISSIM, com uma

variação dos tempos de viagem.

rede de mais de 36 quilômetros de extensão. Figura 4 – Modelo da rede viária no simulador VISSIM

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 5 – Gráficos de tempo e atraso de viagem, sentido Porto Alegre-

Os tempos de viagem dos cenários 1, 3 e 4 mantêm-se

Eldorado do Sul (ano 2017)

constantes em 6 minutos. No cenário 2, o tempo de viagem é de 22 minutos com atraso de 17 minutos. Neste sentido de tráfego, o tempo de viagem aumenta com o içamento, porém ocorrem menores perturbações. 5.1.2 Velocidade Os dados de velocidade foram agregados em intervalos de cinco minutos.

artigos

5.1.2.1 Sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul A Figura 7 apresenta os resultados obtidos para o sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul. Figura 7 – Gráfico de velocidade, sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul (ano 2017)

5.1.1.2 Sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre A Figura 6 apresenta o tempo e atraso de viagem de Eldorado do Sul a Porto Alegre. Figura 6 – Gráficos de tempo e atraso de viagem, sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre (ano 2017)

Os cenários 1 e 2 apresentam maior variabilidade no perfil de velocidades, com média de 85 km/h. Os cenários 3 e 4 apresentam velocidades mais elevadas e constantes, de 95 km/h. No cenário 2 a velocidade atinge o valor zero no momento do içamento do vão móvel da ponte, enquanto no cenário 4 a nova ponte serve de rota alternativa ao trecho obstruído. 5.1.2.2 Sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre A Figura 8 apresenta resultados para o sentido de tráfego de Eldorado do Sul a Porto Alegre. Figura 8 – Gráfico de velocidade, sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre (ano 2017)

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O perfil de velocidade apresenta resultados muito

Figura 10 – Gráficos de tempo e atraso de viagem, sentido Porto AlegreEldorado do Sul (ano 2027)

semelhantes para todos os cenários, entre 79 e 92 km/h. Apenas o cenário 2 apresenta uma queda para 48 km/h, quando do içamento. 5.1.3 Comprimento de fila Os valores foram obtidos para a extensão máxima de fila medida no simulador, sobre a atual ponte do Guaíba. A Figura 9 apresenta os resultados. Figura 9 – Gráficos do comprimento máximo de fila, em km (ano 2017)

O aumento do volume de tráfego no período futuro provoca alterações nos gráficos de tempo. No cenário 1, os tempos de viagem variam entre 5 e 14 minutos. O cenário 2 apresenta um pico no momento do içamento, com tempo de viagem de 26 minutos e As filas ocorrem no momento do içamento do vão móvel da ponte, e são reduzidas – ou eliminadas – com a implantação da segunda ponte, já que os veículos passam a utilizá-la quando a atual se encontra obstruída. Na configuração atual da rede viária, são formadas filas de mais de dois quilômetros quando a via é obstruída. No sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul, apenas os veículos retidos na avenida Sertório, que não têm acesso direto à nova ponte, formam fila.

atraso de 21 minutos. Os cenários 3 e 4 sofrem perturbações justificadas também pela geometria da via (Figura 11). Na saída da nova ponte a rodovia recebe quatro faixas de rolamento. Próximo a Eldorado do Sul, no início da curva horizontal, a pista se estreita para três faixas e, no final da curva, chega a duas faixas. Isto provoca um gargalo, devido aos conflitos gerados nas trocas de faixa. Figura 11 – Geometria do trecho da BR-116/290-RS, em Eldorado do Sul

5.2 Período futuro (ano 2027) Neste item as análises foram separadas em: tempo e atraso de viagem, velocidade e tamanho de fila. 5.2.1 Tempo de viagem Esta seção apresenta os gráficos de tempo e atraso de viagem (em segundos), agregados a cada cinco minutos. 5.2.1.1 Sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul A Figura 10 apresenta as observações feitas desde a saída da BR-448 até Eldorado do Sul.

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A imagem apresenta o detalhamento da rodovia BR-

Figura 13 – Gráfico de velocidade, sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul

116/290-RS, onde há estreitamento da pista. No horário de

(ano 2027)

pico da manhã, ocorre grande circulação de veículos na região e estes ficam retidos na via, devido ao gargalo formado após a implantação da segunda ponte. 5.2.1.2 Sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre A Figura 12 apresenta os tempos e atrasos de viagem entre Eldorado do Sul e Porto Alegre. Figura 12 – Gráficos de tempo e atraso de viagem, sentido Eldorado do

artigos

Sul-Porto Alegre (ano 2027)

Os cenários 1 e 2 têm velocidade média de 75 km/h. Os cenários 3 e 4 apresentam velocidades maiores, de até 93 km/h, com uma queda brusca devido ao estreitamento de pista, caracterizando o regime de breakdown. 5.2.2.1 Sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre Os resultados para o sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre são apresentados na Figura 14. Figura 14 – Gráfico de velocidade, sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre (ano 2027)

O cenário 2 apresenta um pico de 23 minutos, com atraso de 18 minutos, no momento do içamento, que perturba o

O cenário 2 é o único que apresenta uma queda na

tráfego no restante da manhã. Os demais cenários têm tempos

velocidade para o valor zero, quando ocorre o içamento do vão

de viagem em torno de 6 minutos, com atrasos próximos a zero.

móvel da ponte. O perfil de velocidades dos cenários 3 e 4 são

A implantação da nova ponte (cenário 4) atende à demanda da

mais estáveis, visto que com a implantação da segunda ponte

rodovia quando a atual ponte se encontra obstruída.

não ocorrem interrupções no tráfego.

5.2.2 Velocidade Os resultados foram divididos para os dois sentidos de

5.2.2 Comprimento de fila

tráfego e são discutidos na sequência. 5.2.2.1 Sentido Porto Alegre-Eldorado do Sul A seção contém os resultados obtidos para o sentido Porto

No período futuro, as filas são maiores devido ao aumento do volume de tráfego na via. Enquanto que a implantação da segunda ponte provoca uma redução

Alegre-Eldorado do Sul. A Figura 13 apresenta os resultados de

significativa no tamanho das filas, já que os veículos se

velocidade (em km/h).

dirigem a ela quando a outra ponte está obstruída.

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Figura 15 – Gráficos do comprimento máximo de fila, em km (ano 2027)

Agradecimentos Os autores agradecem o apoio da concessionária CONCEPA e da construtora Queiroz Galvão, que disponibilizaram os dados de tráfego.

REFERÊNCIAS

No sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre, a fila cai de 10 quilômetros para 1,7 quilômetros, o que representa uma redução de 83%. Já o sentido inverso sofre perturbações devido ao estreitamento de pista, e as filas chegam a atingir 4 quilômetros, na condição sem içamento.

6. CONCLUSÕES A análise dos resultados das simulações permitiu confirmar que o gargalo existente hoje na BR-116/290-RS se deve ao içamento do vão móvel da ponte do Guaíba. A implantação da segunda ponte promove uma rota alternativa ao fluxo de veículos que necessitam atravessar a rodovia, sem necessidade de aguardar o fim do içamento para seguir viagem. A implantação da nova ponte provoca uma redução de até 73% no tempo de viagem, comparando-se os cenários 2 e 4 na condição atual (ano 2017) com içamento, no sentido Eldorado do Sul-Porto Alegre, no período de pico da manhã (a partir das 8h30min). Isto se deve, em grande parte, à diferença de extensão das duas pontes, de cerca de um quilômetro. A segunda ponte também reduz os atrasos nas viagens, aumenta a velocidade operacional da via e diminui o comprimento de filas. As filas podem ser eliminadas com a devida sinalização de uma rota de acesso à nova ponte, para os veículos oriundos da avenida Sertório. Uma ressalva deve ser feita a respeito do sentido de tráfego de Porto Alegre a Eldorado do Sul. A razão para a via entrar em regime de breakdown consiste em um problema no projeto geométrico, próximo a Eldorado do Sul, quando do estreitamento de pista. Esta condição provoca um aumento no conflito de veículos, além da diminuição da capacidade da via.

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artigos

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO MECÂNICO DO MATERIAL FRESADO COM ADIÇÕES DE CIMENTO PORTLAND, CAL HIDRATADA, SÍLICA DE CASCA DE ARROZ E CINZA VOLANTE Marcos Rodrigues da Silva

Tatiana Cureau Cervo

Mestrando em Engenharia Civil, UFSM

Doutora em Engenharia Civil, docente UFSM Luciano Pivoto Specht

Magnos Baroni

Doutor em Engenharia Civil, docente UFSM

Doutor em Engenharia Civil, docente UFSM Jaelson Budny Mestre em Engenharia Civil, docente Unipampa

Em virtude da importância de se preservar as matérias primas e reduzir os custos que englobam as obras de pavimentação, torna-se premente o estudo de técnicas construtivas econômicas e sustentáveis para o meio rodoviário brasileiro. Os materiais provenientes da reciclagem de pavimentação asfáltica têm o potencial necessário para se tornarem uma importante alternativa construtiva, além de contribuírem na política de sustentabilidade. Neste cenário, o artigo possui o objetivo de analisar o desempenho mecânico quanto à resistência à tração por compressão diametral do material fresado estabilizado com pó de pedra, misturado com diferentes aglomerantes (cimento Portland CP-IV e cal hidratada dolomítica CH-II) e adições minerais (sílica da casca de arroz e cinza volante) para sua utilização como camada de base para pavimentos. Utilizando o compactador Marshall, foram moldadas 10 misturas com diferentes teores de adição na energia modificada do ensaio Proctor. Os ensaios foram realizados aos 28 dias de cura em corpos de prova com dimensões de altura de 5 cm e diâmetro de 10 ± 0,2 cm. Os traços contendo 80% material fresado e 20% pó de pedra, estabilizados com 5% de cimento + 5% de sílica e estabilizados com 5% de cal + 10% de sílica apresentaram os melhores resultados. Verificou-se que tanto o cimento como a cal podem ser utilizados como agentes cimentantes e que as adições minerais melhoram significativamente as propriedades mecânicas, contudo só podem ser utilizadas em conjunto com aglomerantes que possuem a capacidade de ativar as suas reações pozolânicas. Também, que o estudo das mais variadas adições químicas se justifica, pois independente do agente cimentante, os resultados foram satisfatórios. Por fim, considerando que o descarte indevido do material fresado é considerado um passivo ambiental, e que as resistências mecânicas obtidas nos corpos de prova foram superiores às preconizadas tanto na normativa brasileira (DNIT-ES 167/13) como internacional (WIRTGEN, 2012), conclui-se que os traços analisados apresentam potencial de utilização como material de base de pavimentos.

INTRODUÇÃO O modal rodoviário é qualificado como uma das principais

indústrias mundiais, seja do ponto de vista político, militar ou econômico. No Brasil, este modal é a principal infraestrutura

no momento adequado, excesso de cargas e idades elevadas dos pavimentos. Em 2016, a Confederação Nacional dos Transportes (CNT,

de transporte para cargas e passageiros, representando

2017) identificou 49.898 km (48,3% da extensão total avaliada)

aproximadamente o transporte de 90% dos passageiros e 60%

com algum tipo de problema no pavimento. A melhoria das

das cargas (SPECHT et al., 2012). Este fato leva a uma excessiva

condições dessas rodovias é vital para o desenvolvimento da

degradação da malha rodoviária, que ainda está relacionada a

economia brasileira. Neste cenário, uma possibilidade favorável à

um conjunto de outros fatores, como: ausência de manutenção

disposição final do material fresado é a reciclagem dos materiais

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

oriundos dos processos de conservação e/ou restauração

Essa especificação estabelece que se atinja 98% da energia

dessas vias. No Brasil, a técnica de reciclagem de pavimentos

modificada do ensaio Proctor. O tempo de cura está diretamente

vem sendo aplicada há pouco mais de 20 anos, entretanto, por

relacionado ao ganho de resistência, causado pelas diferentes

mais que tenha ganhado ênfase na última década, ainda não

adições na mistura, a PCA (2007) relata que os tempos de cura de

existem metodologias de dosagem e projeto das misturas de

7 e 28 dias acabam sendo utilizados como padrões de execução

material fresado estabilizados. Neste sentido, há uma grande

e desempenho das camadas.

necessidade de estudos que busquem analisar as mais diversas

A base reciclada apresenta comportamento de um

formas de utilização desse material, visando gerar um banco de

pavimento semirrígido. Desta forma, trabalha sobre compressão

documentação técnica qualificada para fomentar o reuso do

no topo enquanto as fibras inferiores estão sujeitas a tensões

pavimento fresado.

de flexão (SEVERI et al,. 1999). A partir disso, os métodos de

Diante deste contexto, a pesquisa objetivou verificar a ação

dosagem adotam dois ensaios de caracterização mecânica

de diferentes agentes cimentantes e adições minerais quando

que buscam atender os mecanismos de ruptura: resistência à

adicionados em misturas de materiais fresados. Em razão das

compressão e tração. A resistência à tração é um dos principais

camadas cimentadas apresentarem problemas de fadiga, o

meios de análise de misturas recicladas, visto que por meio

comportamento mecânico destas misturas será analisado frente

da avaliação da fratura se pode estimar a vida a fadiga deste

ao ensaio de resistência à tração por compressão diametral. A

material. A especificação DNIT-ES 167/13 estabelece que tal

partir dos resultados, apresentar-se-á diferentes análises da ação

propriedade deve se situar entre 0,25 MPa e 0,35 MPa, aos 7 dias

individual e interação dos agentes químicos na matriz pétrea

de cura. Já pela WIRTGEN (2012) o valor mínimo de resistência

com 80% material fresado e 20% pó de pedra, visando seu

à tração deve ser de 0,25 MPa (também aos 7 dias de cura), a

emprego em camadas de base de pavimentos.

fim de impedir a desintegração da mistura que ocorre pelas mudanças volumétricas decorrentes do processo e também para

2. BASE CIMENTADA – RECICLAGEM DE PAVIMENTOS De acordo com a Portland Cement Association (PCA, 2010),

avaliar questões referentes a durabilidade que estão relacionadas com os efeitos destrutivos da carbonatação.

PROGRAMA EXPERIMENTAL

a técnica de reciclagem de pavimentos consiste na trituração do revestimento asfáltico, simultaneamente com camadas inferiores.

O programa experimental foi elaborado com o objetivo

O material resultante é misturado com o agente cimentante

de avaliar a resistência à tração por compressão diametral

e novamente compactado, gerando-se nova camada de base

(RTCD) das misturas composta pela matriz pétrea fixa com 80%

estabilizada, que apresentará maior homogeneidade, resistência

material fresado e 20% pó de pedra misturado com diferentes

e propiciará um melhor desempenho em relação ao pavimento

aglomerantes (cimento Portland CP-IV e cal hidratada dolomítica

original, proporcionando maior durabilidade e menores custos

CH-II) e adições minearias (sílica de casca de arroz (Si) e cinza

de manutenção. O DNIT (2006) prescreve que a técnica pode ser

volante (CV)). Foram realizadas 10 diferentes misturas. As

utilizada em rodovias de baixo volume de tráfego, acostamentos

proporções estão identificadas na Tabela 1.

de rodovias principais e como base estabilizada. O desempenho destas misturas é analisado a partir de sua estabilidade

Tabela 1 – Nomenclatura das misturas

granulométrica e dos parâmetros relacionados à compactação, umidade ótima e tempo de cura. A estabilidade é atingida a partir da utilização de faixas granulométricas que estão de acordo com a metodologia de dosagem empregada. A WIRTGEN (2012) relaciona que os fatores que influenciam a granulometria são as condições do asfalto in situ (composição e uniformidade do material) e pela operação de fresagem (profundidade, velocidade, sentido de corte). Os parâmetros relacionados à compactação das misturas recicladas seguem a normativa DNIT-ES 167/13, buscando sempre o aumento de resistência a partir do incremento do grau de compactação para o mesmo teor de agente cimentante.

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De acordo com Silva (2016), a composição granulométrica

A Figura 1 representa as curvas granulométricas do

de 80% material fresado e 20% pó de pedra contém finos

material fresado e pó de pedra utilizados, sendo obtidas apenas

suficientes para preencher os espaços vazios entre os grãos,

por peneiramento até a peneira de abertura de 0,075 mm.

aumentando a interação entre os mesmos e consequentemente sua densidade e resistência ao cisalhamento. O teor de cimento

Figura 1 – Curva granulométrica do material fresado e pó de pedra

foi fixado em 5% (em massa), já que este é o mínimo indicado pela NBR 12253/92 e também o valor sugerido por pesquisas anteriores (PIRES, 2014). A determinação dos teores de sílica de casca de arroz foi baseada na literatura nacional sobre concreto

artigos

de cimento Portland (ISAIA et al., 2010), dado que os avanços na área da construção civil estão à frente no que diz respeito à aplicação em pavimentação. O teor de cal adotado foi a partir de ensaios físico-químicos que visavam o máximo aproveitamento da sílica na mistura. Por fim, para critério de comparação, adotouse o mesmo teor da sílica para a cinza volante. A compactação foi realizada com a energia modificada do ensaio Proctor. Apesar da especificação brasileira (DNIT-ES 167/13) sugerir valores para a RTCD aos 7 dias de cura, nesta pesquisa será utilizado o tempo de cura para os corpos de prova

Os aglomerantes utilizados foram o cimento Portland CP

(CPs) de 28 dias. Este período foi adotado, pois se pretende

IV – 32 e a Cal hidratada CH – II de origem dolomítica. As adições

avaliar o comportamento mecânico das misturas frente as

minerais escolhidas foram à sílica da casca de arroz e a cinza

diferentes adições químicas com o decorrer do tempo, e esta

volante. Os aglomerantes são industrializados e foram adquiridas

análise seria prejudicada, uma vez que a cal hidratada necessita

no comercio local, já a sílica da casca de arroz foi cedida pela

de um período maior de cura para que ocorram suas reações

empresa Pillecco Nobre (situada em Alegrete – RS) ea cinza

químicas e se formem os silicatos e aluminatos de cálcio.

volante que é um resíduo gerado a partir da queima do carvão mineral foi fornecida pela Usina Termelétrica Presidente Médici – UTPM – Candiota II.

3.1

Materiais

Em seu estudo, Marangon et al. (2013) utilizaram a mesma sílica da casca de arroz. Os autores verificaram que a sílica obtida por um sistema inovador de combustão, que proporciona controle de temperatura, resultando em uma sílica homogênea

O fresado utilizado na pesquisa é oriundo da

e altamente amorfa apresenta grande potencial pozolânico. Por

restauração da pista existente na BR – 290, próximo à cidade de

meio de ensaios, verificaram que a mesma apresenta 91,48%

Rosário do Sul – RS, sendo que sua extração foi realizada pela

de dióxido de silício (SiO2), sendo que para um material ser

técnica de fresagem a frio. O material fresado foi peneirado e a

considerado sílica este teor deve estar entre 91 e 95%.

fração de material utilizada foi a passante na peneira 9,5 mm. A escolha da fração de material fresado se deu pelas dimensões dos moldes dos corpos de prova. O pó de pedra foi adquirido através do processo de

4. MÉTODOS

britagem e coletado diretamente da unidade de produção, o qual foi fornecido na pedreira localizada na cidade de Alegrete – RS, na latitude (29°50'13.45") Sul e longitude (55°46'27.02")

O ensaio de compactação foi realizado apenas na

Oeste. Ele é proveniente de rocha basáltica básica da formação

mistura FP, composta por 80% material fresado e 20% pó de

Serra Geral, semelhante à encontrada em outros pontos do

pedra, pois as adições incorporadas não alteram de maneira

estado de RS e considerada a mais representativa desta região do

significativa o peso específico e a umidade ótima das misturas.

país. A fração de pó de pedra utilizada nas misturas foi a passante

A massa específica máxima determinada foi de γ_d = 2,36 g/

na peneira 4,75 mm, visto que o DNIT-ES 167/13 sugere que a

cm³ para a umidade ótima de 7,5%. Estes resultados foram

fração passante na peneira nº 4 (4,75 mm) da mistura, seja de, no

adotados para todas as misturas analisadas. Foram moldados

mínimo, 50%.

seis corpos de prova (CPs) para cada traço proposto, totalizando

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

60 corpos de prova. Esta etapa se baseou em alguns pontos no procedimento estabelecido pela NBR 5738/15. Primeiramente

Figura 2 – Resistência à Tração por compressão diametral

se realizou a mistura a seco dos materiais que haviam sido separados, até que houvesse a homogeneização dos mesmos. Após se determinou a umidade higroscópica do fresado e do material pétreo e se executou a mistura úmida, adicionando o teor de umidade definido pela curva de compactação. Por fim, procedeu-se a compactação dos corpos de prova com altura entre 3,5 cm e 6,5 cm e diâmetro de 10 ± 2 cm, utilizando o compactador Marshall. O número de golpes necessários para atender os parâmetros de compactação foi definido pelas recomendações da DNER-ME 181/94. A umidade de moldagem foi verificada em amostras após a compactação, tendo como tolerância de aceitação o teor de 7,5 ± 1%. Decorrida 24 horas após a moldagem, os CPs foram desmoldados e acondicionados em ambiente climatizado a 22°C para a cura em câmera úmida por um período de28 dias. Os ensaios de resistência à tração por compressão

Analisando a mistura FP, percebe-se que a mesma apresentou valores relativamente baixos de RTCD, isto era

diametral foram realizados conforme o método de ensaio DNIT-

esperado, visto que, não havia nenhuma adição de aglomerante

ME 136/10. Dos 6 CPs existentes de cada traço, 3 foram colocados

em sua composição. O mesmo acontece com as misturas FP-Si10

submersos em água por 24 horas antes do ensaio e 3 foram

e FP-CV10, onde foram realizadas apenas adições minerais de

ensaiados com a umidade natural de cura. Fez-se uso de uma

sílica e cinza volante. Estas adições necessitam da presença de

Máquina Universal de Ensaios da marca EMIC, com capacidade

um outro estabilizante, como cal ou cimento, para que ocorram

máxima de 200 kN, modelo DL20.000MF e a velocidade de

suas reações pozolânicas. Percebe-se que os corpos de prova

aplicação do carregamento foi 0,8 mm/s. O programa que

desses 3 traços (FP, FP-Si10 e FP-CV10) desmancharam durante

acompanha a prensa é o software Tesc, o qual fornece os dados

o período em que estiveram submersos em água. A ausência de

da força resistente de ruptura, da tensão resistente e os gráficos

agentes cimentantes nessas misturas explica a desagregação das

de ruptura.

mesmas na condição submersa. Adotando-se a mistura FP-Ci5(80% fresado e 20%

5. RESULTADOS

pó de pedra + 5% cimento) como referência para a análise das misturasFP-Ci5-Si5 e FP-Ci5-CV5, percebe-se o grande incremento de resistência à tração propiciados por ambas adições minerais, respectivamente, 217% para a mistura FP-

É de conhecimento que aos 28 dias de cura, a

Ci5-Si5 (+ 5% sílica) e 62% para FP-Ci5-CV5(+ 5% cinza volante).

cal hidratada já iniciou suas reações pozolânicas, porém

Estas dosagens apresentam grande potencial para utilização

ainda não atingiu sua resistência máxima. Também que as

na pavimentação, pois materiais com maior resistência à tração

misturas contendo cimento Portland na composição, por

tendem a ter uma maior vida à fadiga, sendo este um dos

possuírem aceleradas reações pozolânicas, podem atingir

principais problemas encontrados da pavimentação brasileira.

aproximadamente a resistência máxima no mesmo período.

Por apresentarem cimento na sua composição, o estudo destas

A diferença de comportamento e reações desses

misturas aos 7 dias de cura seria de grande valia para análise

materiais justifica o grande uso do cimento Portland em relação

frente das normativas supracitadas. Os resultados dos CPs

à cal hidratada. Por possuir reações de hidratação superiores, o

submersos seguiram o mesmo padrão que os secos, contudo,

cimento por questões construtivas acaba sendo mais utilizado

obtiveram em média um decréscimo de resistência de 17%.

e pesquisado. Mesmo assim, ambos os materiais podem ser utilizados como aglomerantes na reciclagem de pavimentos. A Figura 2 apresenta os resultados dos ensaios de

Tendo a mistura FP-C10(80% fresado e 20% pó de pedra + 10% cal) como referência para a análise das misturas FP-C10-Si5e FP-C10-CV5, verifica-se que assim como nos traços

resistência à tração por compressão diametral das 10 misturas

contendo cimento, ocorreram significativos incrementos de

ensaiadas a seco e submersas por 24h com 28 dias de cura.

resistência à tração, resultantes das adições minerais, Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

respectivamente, 326% para a mistura FP-C10-Si5(+ 5% sílica) e 105% para FP-C10-CV5(+ 5% cinza volante). Já o traço FP-C5-CV10, que recebeu adição de 5% de cal e 10% de sílica, apresentou a maior tensão resistente das misturas estabilizadas com cal e foi a que permaneceu mais estável frente a saturação dos CPs. Em relação aos demais CPs submersos (FP-C10, FP-C10-Si5 e FP-C10-CV5), apresentaram em média um decréscimo de resistência igual a 18%, valor semelhante ao encontrado nas misturas estabilizadas com

artigos

cimento Portland.

CONCLUSÕES

REFERÊNCIAS ASSOCIAÇÂO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12253: Solo cimento – Dosagem para emprego em camada de pavimento. Rio de Janeiro, 1992. 14p. _____. NBR 5738: Procedimento para moldagem e cura de corposde-prova. Rio de Janeiro, 2015. 9p. CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE. Anuário CNT do transporte 2017: Estatísticas Consolidadas. http:// anuariodotransporte.cnt.org.br/2017/Rodoviario/1-3-1-2-/ Condi%C3%A7%C3%A3o-das-rodovias---Pesquisa-CNT-de-Rodovias. Acesso em 28/09/2017. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER. Solos estabilizados com cinza volante e cal hidratada – determinação da resistência à tração por compressão diametral, DNER-ME 181/94. Rio de Janeiro, 1994, 7p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES - DNIT. Manual de Pavimentação.3º ed. Rio de Janeiro, 2006, 274 p.

As seguintes conclusões podem ser inferidas a partir dos resultados obtidos neste trabalho: Por mais que o cimento Portland seja o aglomerante mais difundido no meio construtivo e o mais estudado, a cal hidratada tem igual potencial para ser utilizada no meio rodoviário quando consideradas suas limitações. As misturas que receberam adições minerais apresentaram propriedades mecânicas muito superiores às que receberam apenas agentes cimentantes, isto comprova a grande capacidade pozolânica destas adições quando misturadas com cimento ou cal e sua usabilidade para a pavimentação. Realçase a sílica que obteve um acréscimo médio de resistência igual a 102% em relação acinza volante. Fica evidente também, que as adições só podem ser utilizadas quando misturadas a outros aglomerantes. Dentre todos os traços, os que obtiveram as melhores

_____. DNIT-ME 136/2010: Pavimentação asfáltica – Misturas asfálticas - Determinação da resistência à tração por compressão diametral – Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2010, 6 p. _____. DNIT-ME 164/13: Solos – Compactação utilizando amostras não trabalhadas – Método de Ensaio. Rio de Janeiro, 2013, 7 p. _____. DNIT-ES 167/13: Pavimentação – reciclagem profunda de pavimentos in situ com adição de cimento Portland – especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2013a, 11 p. ISAIA, G. C.; GASTALDINI, A. L. G.; MEIRA, L.; DUART, M., ZERBINO, R. Viabilidade do emprego de cinza de casca de arroz natural em concreto estrutural. Parte II: Propriedades da durabilidade. In: CINPAR 2010, Córdoba. Anais… Córdoba, Argentina, 2010. MARANGON, E.; MARTON, L. F. M.; SOARES, E. L.; MENDES, G. G.; MARTINS, R. P.; SILVA, D. M. G. Atividade Pozolânica da Sílica da Casca de Arroz por combustão em leito fluidizado. In: Congresso Brasileiro do Concreto, 55., 2013, Gramado, RS. Anais... Gramado, RS: IBRACON, 2013, p. 135. PIRES, G. M. Estudo da estabilização granulométrica e química de material fresado com adição de cimento Portland e cinza de casca de arroz para a aplicação em camadas de pavimento. 2014. 162 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) –Universidade Federal de Santa Maria, RS, 2014.

respostas frente as adições químicas, resultando em elevadas resistências à tração, foram os traços FP-Ci5-Si5 e FP-C5-CV10. Verifica-se que possivelmente todas as misturas que receberam adições químicas poderiam ser utilizadas no meio rodoviário, necessitando-se de uma análise econômica e de disponibilidade de material para a devida adequação de projeto da mistura a ser adotada. Fazer um estudo aprofundado das misturas que apresentaram melhor comportamento mecânico. Pois, percebese que mesmo adições químicas não usuais, apresentam resistências semelhantes às combinações tradicionais (estabilização com cimento Portland).

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

PORTLAND CEMENT ASSOCIATION – PCA. Design of Full-Depth Reclamation with Portland Cement (FDR-PC) Pavements. Annual Conference of the Transportation Association of Canada Halifax, Nova Scotia, Canada, 2010. 12 p. _____. PCA: Full-Depth Reclamation using Portland Cement: A Study of Long-Term Performance. Illinois, E.U.A, 2007. 60 p. SEVERI, A. A., BALBO, J.T. RODOLFO, P.R., SESTINI, V. M., PRIETO, V. Verificação à fadiga de Revestimentos Asfálticos e Bases Cimentadas “Programa Pavimentos Asfálticos v. 1.0” Der. 1999. 27 p. SILVA, M. R. Utilização de material fresado com adições de cimento Portland e pó de pedra em camadas de base e sub-base de pavimentos. 2016. 83 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) –Universidade Federal de Santa Maria, RS, 2016.

artigos

DEFORMABILIDADE DE MISTURAS RECICLADAS ESTABILIZADAS COM LIGANTE ASFÁLTICO

Vanderlei Dias da Silva

Kamilla Vasconcelos

Liedi Légi Bariani Bernucci

Departamento de Engenharia de Transportes EPUSP

Departamento de Engenharia de Transportes - EPUSP

A utilização de materiais reciclados tem se mostrado cada vez mais importante para a restauração de pavimentos, em vista dos benefícios econômicos, sustentáveis e de logística. Os pavimentos asfálticos construídos com materiais reciclados estabilizados com ligante asfáltico têm apresentado bom desempenho frente aos principais mecanismos de deterioração que são a deformação permanente e o trincamento por fadiga. A presente pesquisa tem como objetivo avaliar o comportamento quanto à deformação permanente de material reciclado estabilizado com espuma de asfalto e com emulsão asfáltica por meio da análise dos resultados obtidos no método de ensaio de Flow Number. Os resultados evidenciaram o melhor desempenho do material reciclado estabilizado com espuma de asfalto que apresentou maior resistência à deformação permanente.

1. INTRODUÇÃO

As estruturas de pavimento sofrem deteriorações ao longo do tempo devido à solicitação do tráfego e às ações climáticas, reduzindo o nível de qualidade do pavimento e potencializando o risco da ocorrência de acidentes. Dessa forma, serviços de intervenções como conservação, revitalização e restauração são necessários para proporcionar uma condição favorável do nível de qualidade do pavimento. Neste contexto, a reciclagem dos pavimentos surge como uma solução técnica e sustentável que possibilita a manutenção das condições ideais dos pavimentos com o emprego de novas tecnologias e materiais. O uso de materiais reciclados em pavimentação, particularmente para estruturas de pavimentos flexíveis, é uma prática econômica e sustentável que vem ganhando aceitação nas últimas décadas (KUNA, 2015). As principais vantagens na utilização da técnica da reciclagem são os benefícios econômicos, ecológicos e logísticos por meio da redução dos custos com transporte e utilização de materiais reciclados em substituição aos materiais virgens, a redução no tempo de construção e impactos operacionais, e a possibilidade de uma reabilitação mais rápida das camadas. Assim, a reciclagem passou a ser considerada uma ferramenta importante para os serviços de manutenção e conservação, principalmente em rodovias de tráfego intenso, onde questões operacionais são bastante relevantes (GUATIMOSIM, 2015; KUNA, 2015). Para promover a recuperação do pavimento com a reutilização do material fresado são adotados alguns tipos de reciclagem para esses materiais, como a reciclagem a frio, morna ou quente. A técnica de reciclagem a frio utiliza materiais provenientes da Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

fresagem (podendo ser profunda) estabilizados com espuma de asfalto, ou com emulsão asfáltica, geralmente com a adição

Figura 1 - Comportamento dos diferentes materiais utilizados em pavimentação

de uma pequena porcentagem de fíler ativo (cimento ou cal hidratada) e água. Em muitas referências internacionais esse material é denominando de Bitumen Stabilized Materials (BSMs) (JENKINS & COLLINGS, 2016), apesar de ainda haver muito debate sobre os limites de ligante asfáltico e ligante hidráulico para que o material se mantenha como BSM. Os BSMs são materiais ligados não continuamente, devido ao ligante

artigos

ser distribuído de forma descontínua, e possuem duas fases de comportamento estando sujeitos a sofrerem deterioração principalmente por deformação permanente (ARRA, 2001; BONFIM, 1999; WIRTGEN, 2012). A caracterização do comportamento do material quanto à deformação permanente é relevante para o conhecimento do efeito deste mecanismo na estrutura do pavimento. Dentro deste contexto, este trabalho objetiva realizar uma análise da

Fonte: adaptado de Asphalt Academy (2009)

Os BSMs se encontram dentro da gama de aplicação

deformação permanente dos BSMs, estabilizados com emulsão

dos materiais granulares e dos concretos asfálticos. Contém

asfáltica e com espuma de asfalto, por meio da adoção do

em sua composição aglomerantes hidráulicos (geralmente

método de ensaio de Flow Number (FN) adaptado às misturas

cimento Portland ou cal hidratada) em baixos percentuais e

recicladas a frio. Os ensaios foram realizados sem tensão de

asfalto (espuma ou emulsão) que proporcionam aos BSMs

confinamento, a uma condição de temperatura constante e a um

desempenharem um papel estrutural importante, tendo como

nível de tensão de carregamento (σd) constante.

benefícios adicionais o aumento da resistência à umidade e flexibilidade, conforme aumento do teor de asfalto e, o aumento

2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

da resistência à deformação permanente, porém com uma

2.1 Comportamento de Materiais Estabilizados com Asfalto

(KHOSRAVIFAR, 2012; PÉREZ et al., 2013).

O comportamento dos BSMs pode ser dividido em

flexibilidade reduzida conforme o aumento do teor de cimento

2.2 Deformação Permanente de Materiais Estabilizados com Asfalto

duas fases: (i) na primeira fase ocorre o aumento da rigidez inicial devido à cura e densificação do material, nesta fase

patologias dos BSMs (WIRTGEN, 2012). Diversos são os fatores

granular com dependência da tensão; (ii) na segunda

que influenciam o desempenho dos BSMs frente a deformação

fase considera-se que o BSM apresenta comportamento

permanente, podendo ser citados a origem do agregado, as

semelhante ao de um concreto asfáltico usinado a quente,

propriedades do agregado, a composição volumétrica do

tendo um comportamento viscoelástico, porém menos

material reciclado, o clima da região onde será utilizado, o tipo

dependente da temperatura e da frequência de carga (PÉREZ

de ligante asfáltico e emulsão, o teor e dispersão do ligante

et al., 2013).

asfáltico, a utilização de fíler, o teor de umidade, o processo de

A quantidade de emulsão ou espuma de asfalto utilizadas, geralmente, não ultrapassam a taxa de 3% em

A deformação permanente é considerada uma das principais

considera-se que o BSM comporta-se como um material

cura, etc (JENKINS & COLLINGS, 2016). Como forma de reduzir os efeitos desses fatores no

massa. O aumento da resistência da mistura, a melhora na

desempenho à deformação permanente e aumentar a resistência

coesão e a redução da susceptibilidade a umidade estão

dos BSMs com emulsão asfáltica ou espuma de asfalto pode-se:

diretamente associados ao resultado da dispersão destes

ajustar a distribuição granulométrica para melhorar o ângulo

estabilizantes e da cobertura dos agregados. O ângulo de

de atrito; melhorar a forma, a rigidez, a rugosidade e o tamanho

atrito interno dos BSMs é pouco influenciado pela dispersão

das partículas; aprimorar o processo de compactação para um

e o seu comportamento comparado com outros materiais

aumento da densificação do material; aumentar os cuidados com

utilizados em pavimentação pode ser observado na Figura 1

o processo de cura; limitar o teor de emulsão asfáltica ou espuma

(ASPHALT ACADEMY, 2009).

de asfalto (geralmente em torno de 3%), pois porcentagens

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

maiores podem ter efeito lubrificante na mistura diminuindo

A Tabela 1 apresenta os parâmetros aplicados nos estudos

o ângulo de atrito e podendo levar o material a ruptura por

realizados por Kim et al. (2009), Kim e Lee (2012), Apeagyei et

cisalhamento e consequentemente a deformação permanente

al. (2011) e Boriack et al. (2014). Algumas premissas do ensaio

(KHOSRAVIFAR, 2012; WIRTGEN, 2012).

foram mantidas as mesmas com relação ao ensaio de misturas asfálticas usinadas a quente, como: dimensões dos corpos de

2.3 Flow Number

prova, número de aplicação de ciclos de carga e forma do pulso de carregamento.

O ensaio de Flow Number (FN) foi desenvolvido para

Tabela 1 - Parâmetros adotados no ensaio de Flow Number para estudo de misturas recicladas

identificar as características de deformação permanente de misturas asfálticas e vem sendo adotado também para os BSMs, sendo o material submetido a um carregamento cíclico, sem confinamento (KIM et al., 2009). De acordo com Witczak et al. (2002), o ensaio é realizado a uma temperatura específica e com aplicação de um pulso haversine axial compressivo de carga repetida com duração de 0,1 s e com um período de repouso de 0,9 s de duração, até atingir 10.000 ciclos de carga ou até a falha da amostra resultando em 5% de deformação, o que ocorrer primeiro, utilizando amostras confeccionadas com 100 mm de diâmetro e

Após realização do ensaio, os dados de deformação e número

150 mm de altura. O número total de ciclos e o tempo de duração

de ciclos são ajustados a um modelo matemático para calcular

do ensaio são dependentes da temperatura e dos níveis de tensão

o ciclo no qual a zona terciária começa, caracterizando o FN da

aplicados. O autor descreve que para misturas asfálticas os níveis

amostra. Para isso tem sido utilizado o modelo de Francken, que

de tensão cobrem o intervalo entre 69 e 207 kPa.

foi determinado em estudo realizado por Biligiri et al. (2007), após

Os resultados do ensaio de FN são normalmente

estudar diversos modelos de deformação permanente, como sendo

apresentados num gráfico de deformação permanente

o modelo que melhor representa o FN por descrever as três zonas

acumulada versus número de ciclos. A deformação permanente

de deformação permanente.

acumulada é dividida em três zona: (i) na primeira, ocorre uma consolidação inicial da mistura a medida que é carregada; (ii) na segunda, a taxa de deformação permanente se mantém

3. MATERIAIS E MÉTODOS Foram analisadas amostras de material reciclado estabilizado

constante; e (iii) na terceira, a taxa de deformação permanente

com emulsão asfáltica e com espuma de asfalto. A mistura com

aumenta rapidamente, como ilustrado na Figura 2. O FN é

emulsão asfáltica foi preparada manualmente e a mistura com

definido como o número de ciclos de carga até o início da zona

espuma de asfalto foi preparada com a misturadora WLB 10 S da

terciária (WITCZAK, 2007; COPELAND et al., 2010).

marca Wirtgen. Os parâmetros adotados para as misturas estão

Figura 2 - Gráfico do ensaio de FN - deformação permanente acumulada versus ciclos de carga

descritos na Tabela 2. Tabela 2 - Parâmetros da mistura das amostras de BSMs

Para o ensaio de FN, as amostras foram compactadas pelo método de compactação Proctor, compactando as amostras em 8 camadas na energia modificada (26 golpes por camada). Após a compactação e cura, as amostras produzidas para o ensaio de FN foram serradas para atingir a altura de 150 mm especificada pelo método, Figura 3. Todas as amostras foram ensaiadas após cura completa, não sendo contemplado nesse artigo o efeito da cura na deformabilidade. Maiores informações sobre o efeito da cura nessa Fonte: Kim et al. (2009)

deformabilidade em campo pode ser encontrado em Andrade (2016). Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 3 - Amostras compactadas para o ensaio de FN, (a) emulsão e (b)

artigos

espuma

O ensaio de FN foi conduzido sem confinamento com

Figura 5 - Gráfico do FN - BSM estabilizado com espuma de asfalto

5. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES Os ensaios realizados possibilitaram verificar a vantagem

aplicação de tensão axial de 140 kPa, conforme estudo de Kim

quanto ao desempenho mecânico das misturas recicladas a frio

e Lee (2012), que adotaram tal nível de tensão com o objetivo

indo além das vantagens ambientais e econômicas do material,

de atingir a zona terciária em um número de ciclos que não

com destaque ao material estabilizado com espuma de asfalto,

ultrapassasse os 10.000, adotando uma temperatura de 40°C.

que apresentou maior resistência à deformação permanente.

Para observação da tendência a deformação permanente

Os resultados de FN evidenciaram o melhor desempenho

das amostras ensaiadas, os dados de deformação axial e

do BSM estabilizado com espuma de asfalto, corroborando as

número de ciclos do ensaio de FN coletados foram utilizados

diferenças observadas por Muthen (1999) entre os dois processos

para determinação matemática do FN por meio do modelo de

de estabilização. A maior deformabilidade da mistura produzida

Francken, conforme descrito anteriormente.

com emulsão asfáltica pode ter sido influenciada pela ligação química ocorrida entre a emulsão asfáltica polimérica e o cimento

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

adicionado (2%), pelo teor de emulsão e sua dispersão na mistura, ou também pela composição do corpo de prova com 98% de RAP

Os gráficos com a curva de deformação e o FN calculado das amostras das misturas recicladas com emulsão asfáltica

podendo influenciar no intertravamento do material. A pesquisa mostra a importância da caracterização do

e com espuma de asfalto são mostrados nas Figuras 4 e 5,

material quanto à deformação permanente. É importante ainda

respectivamente. Pode-se verificar que a mistura com emulsão

mencionar a necessidade da realização de ensaios em outras

asfáltica apresentou a ocorrência de FN com valores de 736 e

configurações de misturas recicladas a frio. Os teores de cimento e

901, demonstrando a susceptibilidade da mistura com emulsão à

asfalto utilizados nas duas misturas investigadas são considerados

deformação permanente.

elevados para padrões adotados em misturas recicladas a frio em

As misturas com espuma de asfalto não atingiram o FN até os 10.000 ciclos de carga e também não apresentaram grande variação na taxa de deformação. A partir dos resultados para as duas amostras testadas, pode-se atribuir que a mistura reciclada com espuma de asfalto apresentou-se com maior resistência à deformação permanente. Figura 4 - Gráfico do FN - BSM estabilizado com emulsão asfáltica

alguns países. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ANDRADE, L. R. (2016). Comparação do comportamento de pavimentos asfálticos com camadas de base granular, tratada com cimento e com estabilizantes asfálticos para tráfego muito pesado. São Paulo: Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. ASPHALT ACADEMY. (2009). Technical Guideline: Bitumen Stabilized Materials, A Guideline for Design and Construction of Bitumen Emulsion and Foamed Bitumen Stabilized Materials. Pretoria, África do Sul. BORIACK, P., KATICHA, S. W., FLINTSCH, G. W. (2014). Laboratory Study on Effects of High Reclaimed Asphalt Pavement and Binder Content - Stiffness, Fatigue Resistance, and Rutting Resistance. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, nº 2445. Washington, DC. BONFIM, V. (1999). Estudo da granulometria resultante da fresagem de revestimentos asfálticos com vistas à reciclagem “in situ” a frio. São Paulo: Dissertação (Mestrado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

FATORES QUE AFETAM O MÓDULO DE RESILIÊNCIA NA COMPRESSÃO DIAMETRAL DE PAVIMENTOS RECICLADOS COM CIMENTO

Thaís Radünz Kleinert

Washington Peres Núñez

LAPAV UFRGS

William Fedrigo

Jorge Augusto Pereira Ceratti

LAPAV UFRGS

Gabriel Grassioli Schreinert LAPAV UFRGS

O objetivo da pesquisa relatada neste artigo foi verificar a influência do teor de cimento, da porcentagem de fresado e do tempo de cura no módulo de resiliência na compressão diametral (MRD) de pavimentos reciclados com cimento, considerando diferentes materiais de base empregados nas rodovias brasileiras (brita graduada simples – BGS, brita graduada tratada com cimento – BGTC, solo-cimento – SC e solo laterítico – SL). A partir dos resultados, constatou-se que todas as variáveis analisadas afetam o comportamento das misturas recicladas, sendo que o teor de cimento elevou a rigidez das misturas estudadas. Já a adição de fresado asfáltico provocou a redução do MRD das misturas com BGS, BGTC e SC, mas elevou a rigidez das misturas com SL. Ainda, o tempo de cura aumentou o módulo de resiliência das misturas com BGS, BGTC e SC, porém reduziu para misturas com base de SL. As misturas com BGS apresentaram os maiores valores de MRD; seguidas das que incluíram BGTC e SC, que exibiram um comportamento similar; sendo as misturas com SL as que apresentaram menor rigidez.

1. INTRODUÇÃO

dimensionamento da nova estrutura do pavimento. Diversos estudos laboratoriais focando nesta propriedade foram desenvolvidos ao longo dos últimos anos, podendo-se citar

A reciclagem profunda com adição de cimento Portland vem

os estudos de: Kolias (1996), Puppala et al. (2011) e Trichês et

se tornando uma alternativa bastante viável para a recuperação

al. (2013), que avaliaram misturas de fresado e brita graduada;

de pavimentos. Dentre os benefícios ocasionados pela

Dellabianca (2004), que estudou misturas compostas por

reutilização dos materiais do pavimento degradado, pode-se

fresado e cascalho laterítico, e; Aranha (2013) e Ji et al. (2016),

citar a conservação de recursos, a preservação do meio ambiente

que analisaram misturas formadas por bases cimentadas (solo-

e a manutenção da geometria original da via. Além disso, a

cimento e brita graduada tratada com cimento, respectivamente)

partir da adição de cimento, obtém-se uma camada resistente

e fresado. Contudo, ainda perduram dúvidas acerca dos fatores

aos efeitos do tráfego e pouco suscetível à umidade. Entretanto,

que influenciam o módulo de resiliência deste tipo de mistura.

mesmo que a técnica esteja em crescente utilização, existem

Com base no exposto anteriormente, o objetivo da pesquisa

lacunas no conhecimento da mesma, como, por exemplo, a

relatada neste artigo foi verificar estatisticamente o efeito

inexistência de procedimentos de dimensionamento que levem

do teor de cimento (Ci), da porcentagem de fresado (Fr) e do

em consideração as peculiaridades dos materiais obtidos por

tempo de cura (TC) no módulo de resiliência, determinado a

meio deste processo.

partir do ensaio de compressão diametral cíclico, de misturas

O módulo de resiliência da mistura obtida a partir da reciclagem com cimento é um parâmetro chave para o adequado

de reciclagem com cimento compostas por fresado asfáltico e diferentes materiais de base utilizados no Brasil, sendo esses Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

a brita graduada simples (BGS), a brita graduada tratada com

2.1 Materiais

cimento (BGTC), o solo-cimento (SC), e o solo laterítico (SL).

2. PROGRAMA EXPERIMENTAL

O cimento utilizado foi o tipo CP II E, de classe de resistência intermediária (32 MPa), devido à existência de diversas experiências de utilização de tal tipo de cimento em serviços de

artigos

Para alcançar o objetivo proposto neste trabalho, foram

reciclagem de pavimentos no Brasil. As misturas estudadas eram

realizados ensaios para avaliar o módulo de resiliência na

compostas por fresado asfáltico, diferentes materiais de bases

compressão diametral (MRD) de diferentes misturas recicladas

(BGS, SC, BGTC e SL) e cimento. Os materiais eram provenientes

com cimento. Dentre as variáveis de resposta analisadas,

de pavimentos de diferentes rodovias.

destaca-se que o teor de cimento e a porcentagem de fresado

Além dos materiais supracitados, também foi utilizado

foram definidos a partir em um projeto de experimentos do tipo

agregado virgem (brita 3/8”) para promover a correção

fatorial 2k para as misturas com BGS como material de base, e

granulométrica das misturas formadas por 80 e 92,43% de

em um projeto composto de segunda ordem (PCSO) ao estudar

solo-cimento. Nas misturas com solo laterítico optou-se por não

os demais materiais, sendo este último realizado no software

empregar agregado adicional, já que em algumas delas seria

estatístico Minitab.

necessária uma grande quantidade de material complementar

As matrizes experimentais são apresentadas na Tabela 1,

para correção das curvas, o que descaracterizaria as misturas,

sendo que os planejamentos experimentais adotados neste

dificultando a comparação entre elas e também entre os

artigo são detalhadamente descritos nos trabalhos de Fedrigo

diferentes materiais de base.

(2015), Kleinert (2016) e Schreinert (2017).

Nas Figuras 1 a 4 são apresentadas as curvas

Quanto ao tempo de cura, os corpos de prova foram

granulométricas das misturas estudadas, assim como a faixa

ensaiados aos 3, 7 e 14 dias. Para a moldagem dos mesmos, foi

granulométrica ideal para reciclagem com cimento proposta

empregada a energia de compactação Modificada de Proctor,

pela Wirtgen (2012). Ressalta-se que apenas na granulometria do

recomendada por Fedrigo (2015), por gerar grande acréscimo na

solo laterítico foi utilizado defloculante.

resistência e rigidez da mistura, o que possibilita uma redução do teor de cimento. Na análise dos resultados, realizada pelo Minitab, foi

Com base nas curvas granulométricas, observa-se que todas as misturas com brita graduada simples, brita graduada tratada com cimento e solo-cimento ficaram enquadradas nas faixas

verificado o valor-p, que é a probabilidade de errar na afirmação

propostas pela Wirtgen (2012). Dentre as misturas com solo

de que o fator controlável tem efeito significativo quando na

laterítico, verifica-se que apenas aquelas com predominância de

verdade não tem. O efeito para ser significativo precisa ter um

material fresado (80 e 92,43%) se condisseram com tais limites,

valor-p inferior a 0,05, de modo que foram retirados dos modelos

o que indica que as misturas com porcentagem de fresado entre

todos os termos com valor-p superior a 0,05.

7,57 e 50% são mal graduadas. A Tabela 2 apresenta os valores de teor de umidade ótimo (ωót) e de peso específico aparente seco

Tabela 1 - Descrição das matrizes experimentais

máximo (γsmáx) obtidos para cada mistura através de ensaios de compactação. Figura 1 - Curvas granulométricas das misturas com brita graduada simples

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 3 - Curvas granulométricas das misturas com solo-cimento

2.2 Métodos As misturas foram realizadas manualmente, primeiro com os materiais secos e procedendo com a incorporação da água (para alcançar o teor ótimo), de maneira a respeitar um mesmo período de homogeneização. Foram utilizados moldes cilíndricos Marshall com dimensões internas iguais a 10,2 cm de diâmetro e 6,5 cm de altura. Os corpos de prova (CPs) foram moldados a partir da compactação de uma única camada em ambos os lados. A quantidade de material adicionada e o número de golpes dados

Figura 2 - Curvas granulométricas das misturas com brita graduada tratada com cimento

foram ajustados para reproduzir o peso específico aparente seco máximo obtido nos ensaios de compactação. O processo de cura empregado foi diferente de acordo com o material de base empregado. As misturas com BGS foram curadas em câmara úmida mantida a uma temperatura próxima de 23°C e umidade relativa acima de 90%. Devido a problemas na câmara úmida do laboratório, foi necessário buscar um método alternativo para realização da cura dos corpos de prova das demais misturas (brita graduada tratada com cimento, solo-cimento e solo laterítico). Desta maneira, a cura das misturas com BGTC e SC

Figura 4 - Curvas granulométricas das misturas com solo laterítico

foi realizada a partir da imersão dos CPs em água, os quais eram colocados dentro de sacos plásticos a fim de evitar o contato direto com a água. Já os CPs com SL, quando submetidos a um ambiente com umidade elevada, desagregavam, o que impossibilitava a realização do ensaio. Desta maneira, optou-se por envolvê-los em sacos plásticos a fim de manter a umidade do próprio corpo de prova, o que corresponde a uma cura “seca”. Os ensaios de módulo de resiliência na compressão diametral foram realizados conforme o método de ensaio DNIT-ME 135 (DNIT, 2010). Para realização do ensaio é necessário conhecer a resistência à tração e o coeficiente de Poisson do material a ser ensaiado. Desta

Tabela 2 - Parâmetros de compactação obtidos para as misturas estudadas

maneira, anteriormente ao ensaio, foi determinada a resistência à tração na compressão diametral (RCD) de todas as misturas deste trabalho. Ainda, foi usado um coeficiente de Poisson igual a 0,17 para as misturas com BGS, SC e SL, e de 0,26 para aquelas contendo BGTC, como pode ser observado em Fedrigo (2015), Kleinert (2016) e Schreinert (2017). O ensaio foi realizado aplicando-se 1 ciclo de carga por segundo (frequência de 1 Hz) com carga vertical equivalente a 30% da tensão de ruptura obtida no ensaio de RCD. Os deslocamentos horizontais eram determinados através de um transdutor de deslocamento. Na Figura 5 é apresentada a configuração do ensaio. O módulo de resiliência foi determinado com base na relação entre a carga vertical aplicada diametralmente no corpo de prova e a deformação resiliente horizontal, assim como nas dimensões do CP. Cada ensaio realizado resultou em três valores de módulo de resiliência. Ensaiou-se cada CP no mínimo duas vezes, alterando a posição do transdutor de deslocamento, já que pode ocorrer bastante variação para cada ensaio.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Figura 5 - Configuração do ensaio de MRD

asfalto residual faz com que menos superfície de agregados fique disponível para ser envolvida pelo cimento, o que inibe a formação de ligações entre a pasta de cimento e os agregados; e 3) o mesmo asfalto residual também deixa o formato das partículas de fresado mais arredondado, reduzindo o intertravamento entre as partículas.

artigos

Tabela 3 - Parâmetros dos modelos de determinação

3. RESULTADOS A análise dos resultados foi realizada utilizando o software Minitab. Durante a análise foram retirados os termos não significativos (valor-p superior a 0,05) dos modelos, de modo a obter uma maior representatividade dos resultados. Na Tabela 3 são apresentados os coeficientes de determinação (R²), os termos considerados em cada modelo, assim como o coeficiente codificado e o respectivo valor-p. A partir da Tabela 3, verifica-se que os coeficientes de determinação obtidos para as misturas com BGS, BGTC e SC foram significativos. Já o modelo gerado para misturas com SL apresentou um coeficiente de determinação inferior (61,90%), que é considerado aceitável em decorrência do tamanho da amostra e da variabilidade de dados encontrados para tal material. Com base nos dados provenientes dos modelos, observa-se que os efeitos principais (Fr, Ci e TC) foram significativos para todos os materiais de base estudados, sendo o teor de cimento a variável que mais influenciou o módulo de resiliência das misturas com BGS e BGTC. Já nas misturas com SC, verificou-se que o teor de cimento e o tempo de cura apresentaram efeito semelhante. No caso das misturas com SL, a porcentagem de fresado apresentou maior influência nos resultados, seguida pelo teor de cimento. Verifica-se uma influência negativa quanto à incorporação do fresado asfáltico para as misturas com BGS, BGTC e SC. Alguns dos motivos para tal comportamento são: 1) os aglomerados de asfalto e agregados miúdos formam partículas menos resistentes que as partículas de agregados naturais, que frente a carregamentos, permitem que maiores níveis de deformações aconteçam; 2) o 94

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Entretanto, nas misturas com solo laterítico se percebeu uma elevação do MRD com o aumento da quantidade de material fresado asfáltico. Acredita-se que a composição granulométrica das misturas resultou nesse comportamento, já que a predominância do SL fez com que as misturas apresentassem muitos finos e insuficiência de material graúdo, tornando essas mal graduadas. Desta forma, quanto maior a quantidade de fresado asfáltico, maior estabilidade granulométrica e, por consequência, as misturas apresentaram uma maior rigidez. O cimento tem grande influência no comportamento mecânico da mistura reciclada. Seu acréscimo aumentou a rigidez das misturas independentemente do material de base empregado. Isso aconteceu devido ao fato de gerar maior quantidade de produtos cimentícios, o que ocasiona um número mais elevado de pontos de ligação entre os agregados. Quanto ao tempo de cura, sua influência é positiva para as bases em BGS, BGTC e SC, já que a hidratação do cimento continua ocorrendo durante a cura úmida, elevando a rigidez das misturas. Para o solo laterítico ocorreu o contrário, já que os maiores valores

de módulo de resiliência foram obtidos aos 3 dias de cura.

Figura 7 - Gráficos de contorno de MRD com 7 dias de cura

Esse comportamento pode ser relacionado com a condição de cura empregada, já que para esse último material foi utilizada a cura seca das misturas. Esse processo pode ter provocado falta de água para hidratação do cimento. As considerações fundamentadas nos parâmetros dos modelos de determinação obtidos também poderiam ser realizadas com base na Figura 6, a qual apresenta o comportamento médio das misturas analisadas, considerando o efeito principal das variáveis de estudo. Pelos gráficos de efeitos principais, além de verificar a influência de cada variável (porcentagem de fresado, teor de cimento e tempo de cura), conforme já observado pelos parâmetros dos modelos de determinação expostos na Tabela 3, é possível comparar o comportamento entre as misturas com diferentes materiais de base. Desta maneira, observa-se que os maiores valores de módulo de resiliência foram obtidos pelas misturas com BGS como material de base; seguidas pelas misturas com BGTC e solo-cimento, com comportamento bastante próximo; e pelas misturas com solo laterítico. Tal comportamento também pode ser verificado nos gráficos de contorno, conforme a Figura 7. Figura 6 - Gráficos de efeitos principais para MRD

Na Figura 7 são expostos os resultados obtidos considerando um tempo de cura de 7 dias. A partir de tais resultados, é possível relacionar um dado teor de cimento com uma determinada porcentagem de fresado, propiciando a estimativa da faixa de rigidez na qual uma determinada mistura se encontra. Também se pode verificar a magnitude dos módulos de resiliência a partir da divisão em faixas em escala de cinza, sendo que cores escuras representam maiores valores de MRD. Desta forma, além de identificar os maiores valores de módulo de resiliência para as misturas com BGS, é possível verificar a influência do teor de cimento e da porcentagem de fresado, conforme já apontado anteriormente.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

4. CONCLUSÕES As seguintes conclusões podem ser inferidas a partir dos resultados apresentados neste trabalho: O teor de cimento foi a variável que apresentou maior influência na rigidez das misturas recicladas com cimento, pois apresentou coeficiente elevado nos modelos de determinação para todos os materiais de base estudados. Sua adição elevou os valores de módulo de resiliência, devido à geração de pontos de

artigos

contato entre os grãos e enrijecimento das misturas; A porcentagem de fresado também foi bastante significativa para os quatro materiais de base, sendo que sua incorporação aumentou o módulo para as misturas com solo laterítico, devido às características granulométricas. Para os outros materiais de base, verificou-se uma redução do módulo de resiliência, devido a aspectos relacionados à presença do ligante asfáltico que inibe a formação de pontos de cimentação; O aumento do tempo de cura reduziu o módulo de resiliência para misturas com SL e aumentou para misturas com BGS, BGTC e SC. Tal comportamento pode estar relacionado com o tipo de cura empregado; A análise estatística realizada no Minitab foi satisfatória e possibilitou a comparação entre os diferentes materiais de base, indicando uma maior rigidez para misturas com BGS e uma menor rigidez para misturas com SL. É importante ressaltar que, devido à grande quantidade de material necessária, não foi utilizado um único tipo de fresado na composição das misturas com diferentes materiais de base, sendo este fato desconsiderado quando da análise entre as misturas estudadas. Ainda, o ensaio de módulo de resiliência na compressão diametral foi realizado para fins comparativos entre a rigidez das diferentes misturas. Salienta-se que os valores de rigidez resultantes se distanciam bastante daqueles normalmente obtidos por retroanálise de deformações elásticas verificadas em pavimentos reciclados com cimento. Para fins de dimensionamento, sugere-se a realização de ensaios flexurais, uma vez que as solicitações impostas e os resultados obtidos se aproximam mais ao que é observado em campo. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem às equipes dos laboratórios da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) envolvidos na pesquisa: Laboratório de Pavimentação (LAPAV), Laboratório de Ensaios e Modelos Estruturais (LEME) e Laboratório de Geotecnologia (LAGEOTEC). Estendem-se os agradecimentos aos parceiros: Tecnopav, Wirtgen, Grupo CCR, Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP) e Agência Nacional de Transportes Terrestres (ANTT).

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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARANHA, A. L. Avaliação laboratorial e de campo da tecnologia de reciclagem de base com cimento para a reabilitação de pavimentos. Dissertação (Mestrado em Engenharia – Escola Politécnica): Universidade de São Paulo, São Paulo SP, 2013. DELLABIANCA, L. M. A. Estudo do comportamento de material fresado de revestimento asfáltico visando sua aplicação em reciclagem de pavimentos. Tese (Doutorado em Engenharia – Departamento de Engenharia Civil e Ambiental): Universidade de Brasília, Brasília DF, 2004. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Pavimentação asfáltica – Misturas asfálticas – Determinação do módulo de resiliência – Método de ensaio: DNIT 135/2010 – ME. Rio de Janeiro, 6 p. 2010. FEDRIGO, W. Reciclagem de pavimentos com adição de cimento Portland: Definição das bases para um método de dosagem. Dissertação (Mestrado em Engenharia – Programa de Pósgraduação em Engenharia Civil): Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre RS, 2015. KLEINERT, T. R. Reciclagem de pavimentos semirrígidos com adição de cimento: contribuição ao desenvolvimento de um método de dosagem. Dissertação (Mestrado em Engenharia – Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil): Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre RS, 2016. JI, X.; JIANG, Y.; LIU, Y. Evaluation of the mechanical behaviors of cement-stabilized cold recycled mixtures produced by vertical vibration compaction method. Materials and Structures, 2016, 49 (7), 2257-2270. KOLIAS, S. The influence of the type of loading and temperature on the modulus of elasticity of cement-bound mixes of milled bituminous concrete and crushed aggregates. Materials and Structures. 1996, 29, 543-551. PUPPALA, A. J.; HOYOS, L. R.; POTTURI, A. K. Resilient moduli response of moderately cement-treated reclaimed asphalt pavement aggregates. Journal of Material in Civil Engineering, Vol. 23, n7, p. 990-998, 2011. SCHREINERT, G. G. Reciclagem de pavimentos com adição de cimento: comportamento mecânico de misturas contendo fresado asfáltico e solo laterítico. Trabalho de conclusão (Engenharia Civil) – Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre RS, 2017. TRICHÊS, G. et al. Caracterização do comportamento mecânico de misturas recicladas com adição de cimento. In: 42ª REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO, 2013, Gramado. Anais... Gramado: RAPV, 2013. WIRTGEN. Reciclagem a frio: Tecnologia de reciclagem a frio Wirtgen. Windhagen, Alemanha, 2012.

Revista Estradas NÂ°22 | Novembro 2017

Asfalto auto-cicatrizável: a cura para os buracos.

inovação

Self-Healing Asphalt: the cure for potholes. Erik Schlangen & Shi Xu

Delft University of Technology, Faculty of Civil Engineering & Geosciences, Stevinweg 1, 2628 CN Delft, Netherlands – erik. schlangen@tudelft.nl

Alvaro Gonzalez

CIMAT, Faculty of Engineering, Universidad del Desarrollo, Santiago, Chile

José Norambuena-Contreras

LabMAT, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Bío-Bío, Concepción, Chile

INTRODUÇÃO

INTRODUCTION

Na última década, um grupo de estudos em Delft tem se concentrado nos revestimentos asfalticos auto cicatrizáveis. O foco principal foi a mistura asfaltica de textura aberta ou

the self-healing of asphalt. The main focus was open graded

mistura asfáltica porosa. Este material é usado especialmente

or porous asphalt. This material is used especially in the

na Holanda como camada superior de revestimento de todas

Netherlands as top-layer of all the main highways. The reason

as rodovias principais devido ao seu excelente desempenho

is its excellent performance in both noise reduction and water

na redução de ruído e drenagem de águas superficiais (ver Fig.

drainage (see Fig. 1a). Although porous asphalt has these great

1a). Entretanto, a vida útil das rodovias revestidas com mistura

qualities, its service life is much shorter (sometimes only half )

asfáltica porosa é muito mais curta (às vezes, apenas a metade)

compared to dense graded asphalt roads. The main damage

quando comparada com rodovias revestidas com misturas

mechanism of porous asphalt surface wearing courses is

asfálticas densas. O principal mecanismo de defeito superficial

ravelling. This starts with ageing of the bituminous binder by

deste revestimento poroso é a desagregação que inicia com o

oxidation, UV-light exposure and temperature cycles. The ageing

envelhecimento do ligante betuminoso por oxidação, exposição

results in an increase of the stiffness of the binder, shrinkage

à luz UV e variação de temperatura. O envelhecimento resulta

and micro-cracking, and subsequently debonding of the stone-

em um aumento da rigidez da mistura, contração e micro-

matrix interface and loss of stones from the surface (see Fig. 1b).

rachaduras, e consequentemente o rompimento da interface

Progressive loss of stones finally results in potholes. A review of

da matriz pétreae a perda dos agregados para a superfície (ver

the work in Delft and also references to other groups that started

Fig. 1b). A perda progressiva de agregados finalmente resulta

similar developments are given in [1]. Basically, two methods

em panelas. Uma revisão do trabalho realizado em Delft e

are developed to prevent or stop the ravelling process, which

referências a outros grupos que iniciaram desenvolvimentos

are discussed in this article and an outlook is given towards the

similares são dadas no trabalho de Tabakovic e Schlangen (2016)

future. Finally, some research about the self-healing asphalt

[1]. Este artigo discute dois métodos desenvolvidos para prevenir

developed in others countries have also been included in this

ou interromper o processo de desagregação, e fornece uma

article.

visão para o futuro. Finalmente foram incluídas neste artigo., algumas pesquisas sobre as misturas asfálticas auto cicatrizáveis desenvolvidas em outros países .

In the past decade, the group in Delft has focussed on

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

2. LÃ DE AÇO E INDUÇÃO: ENSAIOS DE LABORATÓRIO E DE CAMPO O primeiro método investigado faz uso de pequenas fibras

2. STEEL WOOL AND INDUCTION: LABORATORY AND FIELD TESTING The first method investigated makes use of small steel wool

de lã de aço (ver Fig. 1c) e energia de indução [2]. A idéia básica é

fibres (see Fig. 1c) and induction energy [2]. The basic idea is that

que um campo magnético é criado com a indução, o que aumenta

a magnetic field is created with induction, which increases the

a temperatura na lã de aço. Isso derrete o asfalto, fecha micro-

temperature in the steel wool. This melts the bitumen and closes

trincas e corrige a desagregação da interface. O tratamento com

micro-cracks and fixes the interface debonding. Such a treatment

aquecimento por indução deve ser realizado antes que ocorra a

with induction heating has to be performed before the actual

desagregação, por isso é um tipo de manutenção preventiva. Este

ravelling occurs, so it is a kind of preventive maintenance. This

método resultou em uma pista de teste construída na rodovia A58

method has resulted in a test-track built on highway A58 in 2010 [3]

em 2010 e vários outros trechos de estradas nos anos seguintes.

and several other stretches of road in the years after.

Uma grande quantidade de ensaios mecânicos e de durabilidade foram realizados em amostras obtidas na pista de teste

From the 400 meter long trial section samples were taken that

de 400 metros de comprimento. Estasamostras foram envelhecidas

are aged in the laboratory and a lot of durability and mechanical

no laboratório.. O resultados destes ensaios resultaram em um

testing was performed on the samples [4]. These tests resulted in a

esquema de manutenção que exige passar a máquina de indução

maintenance scheme which requires to run the induction machine

a cada quatro anos sobre o asfalto. Com este tratamento, espera-se

every four years over the asphalt. With this treatment it is expected

que a vida útil da superfície da rodovia seja dobrada de 8 a 10 anos

that the service life of the road surface can be doubled from 8-10

para 16-20 anos. No verão de 2014, um pequeno protótipo de uma

years to 16-20 years. In the summer of 2014 a small prototype of an

máquina de indução foi construído e aplicado na pista de teste.

induction machine was built and run over the test track.

Figura 1: Asfalto poroso; esquema do mecanismo de degradação e lã de aço adicionada para aumentar a temperatura por indução. Figure 1: Porous asphalt (a), schematic diagram of ravelling mechanism (b) and steel wool added for increasing temperature by induction (c).

A Figura 2 mostra fotos obtidas, com uma câmera infravermelha, da máquina de indução e da mistura asfáltica aquecida. Na aproximação da Figura 2b pode-se ver que o ligante asfáltico aquece e os agregados permanecem frios. É exatamente assim que o sistema foi projetado. Somente o ligante precisa derreter para fechar as microfissuras e, posteriormente, os agregados devem esfriar o betume novamente para liberar a rodovia logo após o tratamento, evitar a exudação do ligante fechando os poros da mistura

Fig. 2 shows photos taken with an infrared camera of the induction machine and the heated asphalt. From the close-up in Fig. 2b it can be seen that the bitumen part of the asphalt heats up and the stones stay cold. This is exactly how the system was designed. Only the bitumen needs to melt to close micro-cracks and subsequently the stones should cool down the bitumen again to be able to open the road shortly after treatment and to prevent dripping of the bitumen and closing the pores in the porous asphalt.

asfáltica.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

FIGURA 2: MÁQUINA DE AQUECIMENTO POR INDUÇÃO EM USO AO AR

FIGURE 2: INDUCTION HEATING MACHINE ON OUTDOOR APPLICATION

LIVRE (A) E FOTO APROXIMADA DA MISTURA ASFÁLTICA AQUECIDA

(A) AND CLOSE UP OF THE HEATED ASPHALT (B) AS SEEN WITH AN

(B). FOTOGRAFIAS REALIZADAS COM UMA CÂMERA INFRAVERMELHA.

INFRARED CAMERA.

inovação

REJUVENESCEDOR ENCAPSULADO

O segundo método segue outra abordagem. Em vez de

ENCAPSULATED REJUVENATOR The second method follows another approach. Instead of

aguardar a ocorrência de micro-rachaduras após o envelhecimento,

waiting for micro-cracks to occur after ageing, encapsulated

o rejuvenescedor encapsulado é adicionado ao ligante fresco,

rejuvenator is added to fresh bitumen, which should be released

que deve ser liberado quando o ligante fica rígido e quebradiço.

when the bitumen gets stiff and brittle. The rejuvenator diffuses into

O rejuvenescedor difunde-se no ligante envelhecido e mantêm o

the aged bitumen and makes (or keeps) the bitumen flexible and

ligante flexível evitando a desagregação.

prevents ravelling.

A Figura 3 mostra diferentes tipos de cápsulas que foram experimentadas nos últimos anos: partículas de areia porosa (2,5

the past years: porous sand particles (2.5 mm) with cement based

polímero de MMF (50 μm), cápsulas de alginato (1,7 mm ) e fibras de

coating [5], MMF pre-polymer capsules (50 µm) [6], alginate capsules

alginato com bolsas contendo o rejuvenescedor. Todos os tipos de

(1.7 mm) [7] and alginate fibres with pockets containing rejuvenator

cápsulas têm seus próprios prós e contras que são descritos pelos

[8]. All capsule types have their own pros and cons which are

autores em artigos listados nas referências.

described in the respective references.

a a)García, Schlangen, Van de Ven

e e)Copuroglu, Garcia, Schlangen 100

Fig. 3 shows different types of capsules that have been tried in

mm) com revestimento à base de cimento, cápsulas de pré-

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

b b) J.F. Su, E. Schlangen

c) Xu, Tabaković, Schlangen, Liu

d) Tabaković, Post, Cantero,

Figura 3: Diferentes tipos de cápsulas

Figure 3: Different types of capsules containing

contendo rejuvenescedor: a) areia porosa,

rejuvenator: a) porous sand, b) MMF pre-polymer,

b) pré-polímero de MMF, c) cápsulas de

c) alginate capsules and d) compartmented

alginato, d) fibra de alginato compartimentada

alginate fibre observed under light optical

observada em microscópio ótico de luz e e)

microscope and e) cross section under SEM

seção transversal sob SEM.

COMBINANDO AS DUAS TÉCNICAS

Ambos os métodos têm um grande potencial de cicatrização

COMBINING BOTH TECHNIQUES

Both methods have great potential of healing of asphalt

de revestimentos asfálticos. Os métodos foram desenvolvidos

road surfaces. The methods are developed for porous asphalt,

para a mistura asfáltica porosa, no entanto, também podem

however, can also be applied to other (dense) asphalt mixes. The

ser aplicados a outras misturas asfálticas densas. A principal

main disadvantage of the method with steel wool and induction

desvantagem do método com lã de aço e indução é que o

is that ageing of the bitumen still takes place. This means that

envelhecimento do ligante continua ocorrendo. Isso significa

the time between treatments will get shorter each time and at

que o tempo entre os tratamentos ficará cada vez mais curto e,

some point the bitumen is aged so much that the method will

em algum momento, o ligante envelhece tanto que o método

not work anymore.

não funcionará mais.

Figura 4 Esquema que mostra a abordagem combinada de

Figure 4: Scheme showing the combined approach of steel

fibras de lã de aço e aquecimento por indução e cápsulas que

wool fibres and induction heating and capsules that release

liberam rejuvenescedores após o aquecimento.

rejuvenators upon heating.

Esse problema não acontece com os rejuvenescedores

This problem will not happen with the encapsulated

encapsulados. Neste caso, a principal desvantagem é a

rejuvenators. Here the main disadvantage is the speed of the

velocidade da difusão do rejuvenescedor no ligante envelhecido.

diffusion of the rejuvenator into the aged bitumen. This speed

Contudo, esta velocidade aumentará se a temperatura aumentar.

will however increase if the temperature increases. The solution

A solução pode ser combinar ambas as técnicas, tal como

might be to combine both techniques as presented in the Fig.

apresentado na Figura 4. A indução irá aquecer o ligante e

4. Induction will heat bitumen and repair damage and promote

reparar o dano promovendo a difusão do rejuvenescedor.

diffusion of rejuvenator.

PESQUISA EM OUTROS PAÍSES: O CASO DO CHILE

Diferentes grupos de pesquisa e laboratórios em todo

RESEARCH IN OTHER COUNTRIES: THE CASE OF CHILE

Different research groups and laboratories all over the world

o mundo assumiram a idéia de desenvolver um asfalto com

have taken up the idea of developing an asphalt that has self-

propriedades auto cicatrizantes. Sabemos que a pesquisa está

healing properties. We know that research is being performed in

sendo realizada na Alemanha, Reino Unido, Suíça, Espanha,

Germany, UK, Switzerland, Spain, Ireland, Turkey, China, Korea,

Irlanda, Turquia, China, Coréia, EUA e Chile. Os principais grupos

USA and Chile. The main research groups in Chile are currently

de pesquisa no Chile são liderados pelo Dr. Álvaro González, da

leaded by Dr. Álvaro González, from Universidad del Desarrollo

Universidad del Desarrollo (UDD), e pelo Dr. José Norambuena-

(UDD), and by Dr. José Norambuena-Contreras, from Universidad

Contreras, da Universidade do Bío-Bío (UBB).

del Bío-Bío (UBB).

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

101

inovação

O primeiro projeto sobre mistura asfáltica auto-cicatrizante

The first project on self-healing asphalt in Chile was

no Chile foi conduzido pelo Dr. Norambuena-Contreras em

conducted by Dr. Norambuena-Contreras in collaboration with

colaboração com outros pesquisadores. Este projeto visou

other researchers [9]-[11]. This project aimed to develop a new

desenvolver um novo pavimento de asfalto com propriedades

asphalt pavement with crack-healing properties through the

de cicatrização de trincas através da adição de fibras metálicas

addition of metallic fibres and the use of microwave heating. In

e o uso de aquecimento por microondas. Além disso, foram

addition, the influence of metallic fibres and their amount on

avaliados, neste projeto,a influência das fibras metálicas e

the physical, electrical, thermal and mechanical properties of the

sua quantidade nas propriedades físicas, elétricas, térmicas

asphalt mixture under different environmental conditions was

e mecânicas da mistura de asfalto sob diferentes condições

also evaluated in this project.

ambientais.

Figura 5: (a) Ensaio de flexão em três pontos, (b) cicatrização

Figure 5: (a) Three-point bending test, (b) crack-healing

de trincas da amostra de mistura asfáltica através de

of asphalt sample via microwave heating, and (c) healing level

aquecimento por microondas e (c) nível de cicatrização versus

versus repeated healing cycles for test samples with various

ciclos de cicatrização repetidos em amostras de ensaio com

percentages of fibres [9].

várias porcentagens de fibras. Fonte: J. Norambuena-Contreras, R. Serpell, G. Valdés Vidal, A. González, and E. Schlangen (2016)

Source: J. Norambuena-Contreras, R. Serpell, G. Valdés Vidal, A. González, and E. Schlangen (2016)

Basicamente, eles usaram misturas asfálticas densas, com

Basically, they used dense asphalt mixtures with different

diferentes porcentagens de fibras de lã de aço, para construir

percentages of steel wool fibres to build semi-circular asphalt

amostras de ensaio semi-circular (Figura 5a). Eles realizaram

test samples (Fig. 5a). They conducted three-point bending

medidas de resistência à flexão em três pontos em dez amostras

strength measurements of test samples before and after healing

antes e depois da cura (Figura 5b). A resistência das misturas

ten times (Fig. 5b). The strength of the asphalt mixtures after the

de asfalto após os primeiros ciclos de cicatrização foi da

first healing cycles was in the order of 80-90% (Fig. 5c), which

ordem de 80-90% (Figura 5c), que diminuiu com os ciclos de

decreased with healing cycles to 40-50% for microwave heating

cicatrização para 40-50% com o aquecimento por microondas (J.

[10].

Norambuena-Contreras and A. Garcia, 2016). The researchers also investigated the steel wool fibres spatial Os pesquisadores também investigaram a distribuição

distribution and their influence on the physical and mechanical

espacial das fibras de lã de aço e sua influência nas propriedades

properties of asphalt mixtures with crack-healing purposes by

físicas e mecânicas das misturas asfálticas com efeitos de cura

microwave radiation. They tested their mechanical properties

de trincas por radiação de microondas. Eles testaram suas

such as particle loss resistance in dry and wet conditions, and

propriedades mecânicas, como resistência à perda de partículas

stiffness modulus and cracking resistance at four different

em condições secas e úmidas e o módulo de rigidez e a

temperatures were evaluated.

resistência ao trincamento a quatro temperaturas diferentes. 102

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Além disso, as amostras dessas misturas foram examinadas

Furthermore, samples of these mixtures were examined using

usando microscopia eletrônica de varredura (Figura 6a) e analisadas

Scanning Electron Microscopy (Fig. 6a) and analysed using X-ray

usando tomografia computadorizada de raios-X (Figura 6b) para

micro computed tomography (Fig. 6b) to study the condition and

estudar a condição e distribuição de fibras dentro da matriz de

distribution of fibres within the bitumen matrix. Results showed

ligante. Os resultados mostraram que, independentemente da

that regardless the test temperature, steel wool fibres did not have

temperatura de teste, as fibras de lã de aço não tiveram influência

a relevant influence on the improvement of particle loss resistance,

relevante na melhoria da resistência à perda de partículas, módulo

stiffness modulus and cracking resistance of asphalt mixtures.

de rigidez e resistência ao trincamento de misturas asfálticas. O

Moreover, the effect of different metallic waste on the electrical and

efeito de diferentes resíduos metálicos nas propriedades elétricas

thermal properties of self-healing asphalt mixtures have also been

e térmicas das misturas asfálticas auto-cicatrizante tem sido

recently investigated by the Chilean researchers [11].

recentemente investigado pelos pesquisadores chilenos.

Figura 6: (a) imagem de SEM de uma fibra de lã de aço e (b) imagem de

Figure 6: (a) SEM image of a steel wool fibre, and (b) CT scan image of the

varredura de TC da distribuição de fibra dentro de amostra de asfalto de

fibre distribution inside of self-healing asphalt specimen (box dimensions

auto-regeneração (dimensões da caixa 25x25x12mm).

25x25x12mm) [10].

a Fonte: J. Norambuena-Contreras and A. Garcia (2016).

Os pesquisadores chilenos estão atualmente investigando a adição de fibras de lã de aço e outros tipos de metais em misturas com pavimento asfáltico reciclado (RAP). O princípio por trás deste projeto é atualizar ou adaptar as misturas recicladas convencionais em misturas com propriedades auto-cicatrizáveis, para que possam ser regeneradas no futuro por microondas ou por indução (Figura 7). No Chile, cerca de 80% das rodovias são feitas com asfalto e, devido a novas restrições ambientais, o uso do RAP será mais comum nos futuros projetos de infraestrutura. Os resultados desta pesquisa, em colaboração com a TU Delft, serão publicados até o final deste ano.

b Source: J. Norambuena-Contreras, R. Serpell, G. Valdés Vidal, A. González, and E. Schlangen (2016)

The Chilean researchers are currently investigating the addition of steel wool fibres and other type of metals into mixtures with recycled asphalt pavement (RAP). The principle behind this project is to upgrade or retrofit conventional recycled mixtures into mixtures with self-healing properties, so they can be healed in the future by microwave or induction healing (Fig. 7). In Chile about 80% of the roads are made with asphalt, and due to new environmental restrictions, the use of RAP will be more common in future infrastructure projects. The results of this research, in collaboration with TU Delft will be published by the end of this year.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

103

inovação

Figura 7: (Esquerda) Cura e monitoramento de temperatura de misturas de asfalto com RAP, fibras e outros tipos de metais por aquecimento por indução (Direita) Tomografia computadorizada de amostras com RAP e 4% de fibras. Figure 7: (Left) Healing and temperature monitoring of asphalt mixtures with RAP, fibers and other type of metals by induction heating (Right) Fibers CT scan image from specimens with RAP and 4% fibers

Referências References [1] A. Tabaković, E. Schlangen, Self-healing Technology for

Calcium Alginate Capsules and the Application in Asphalt Mastic,

Science, 285-306, 273 (2016).

This conference (2017).

[2] Q. Liu, A. García, E. Schlangen, M. van de Ven Induction

[8] A. Tabaković, W Post, D. Cantero, O. Copuroglu, S.J.

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Garcia and E. Schlangen, The reinforcement and healing of

Construction and Building Materials 25 (9), 3746-3752 (2011).

asphalt mastic mixtures by rejuvenator encapsulation in alginate

[3] E. Schlangen, A. García, M. van de Ven, G. van Bochove, J van Monfort, Q. Liu, Highway A58: The first engineered self-

compartmented fibres. Smart Mater. Struct. 25 (2016). [9] J. Norambuena-Contreras, R. Serpell, G. Valdés Vidal,

healing asphalt road. 3rd International Conference on Self-

A. González, and E. Schlangen, Effect of fibres addition on the

Healing Materials, Bath, United Kingdom (2011).

physical and mechanical properties of asphalt mixtures with

[4] Q. Liu, Induction healing of porous asphalt concrete, PhDthesis Delft University of Technology, The Netherlands (2012). [5] A. García, E. Schlangen, M. Van de Ven, Properties

crack-healing purposes by microwave radiation. Construction and Building Materials, 127:369-382 (2016). [10] J. Norambuena-Contreras and A. Garcia. Self-healing of

of capsules containing rejuvenators for their use in asphalt

asphalt mixture by microwave and induction heating. Materials

concrete. Fuel 90 (2), 583-591 (2011).

and Design, 106:404-414 (2016).

[6] J.F. Su, E. Schlangen. Synthesis and physicochemical

104

[7] S. Xu, A. Tabaković, E. Schlangen, X. Liu, Preparation of

Asphalt Pavements, Self-healing Materials, Advances in Polymer

[11] J. Norambuena-Contreras, M. Alvarado, J.L Concha, I.

properties of high compact microcapsules containing

González-Torre. Effect of metallic waste on the electrical and

rejuvenator applied in asphalt. Chemical engineering journal

thermal properties of self-healing asphalt mixtures. 71st RILEM

198, 289-300 (2012).

Annual Week & ICACMS 2017, Chennai, India (2017).

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Mario Sergio de Souza Almeida

Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Jamille Freitas Fiuza

Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Marcos Couto Correia

Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Felipe Freitas Santos de Jesus

Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

Este artigo apresenta os estudos relativos a alternativas de soluções de restauração da camada de base da rodovia BR 420/BA, que consistiu na caracterização e avaliação geotécnica de três alternativas de restauração do pavimento existente. A primeira alternativa consistiu na manutenção da base existente, a segunda considerou a adição de 25% de brita corrida ao material da base existente e a terceira contemplou a incorporação do revestimento existente à base e a adição de 25% de brita. Os resultados demonstraram que o material da base existente não atende as exigências estabelecidas pela norma DNIT 141/2010-ES para camada de base de pavimentos rodoviários para tráfego pesado. As duas alternativas de misturas analisadas revelaram-se como satisfatórias para a reciclagem da camada de base existente, sendo que a incorporação do revestimento existente além de melhorar as características da base atual propicia uma destinação adequada para o resíduo de revestimento asfáltico envelhecido que seria gerado, caso não fosse aproveitado.

1. INTRODUÇÃO A manutenção adequada da infraestrutura de transportes é um dos grandes desafios para os governantes ao redor do mundo. O elevado custo de manutenção, principalmente no modal rodoviário, acaba por consumir grande parcela dos investimentos públicos e privados destinados ao setor de transportes. O Brasil, por ser um país de grandes dimensões, e ter optado por ter como principal modal de transportes o rodoviário, com participação de aproximadamente 60%, possui uma malha total de cerca de 1,7 milhões de quilômetros, dos quais, aproximadamente, 12% são pavimentados. Por ser o Brasil um país emergente, o reflexo dos custos de manutenção em seu produto interno bruto (PIB) é ainda maior, quando comparado aos países chamados de desenvolvidos. Sendo assim, a busca incessante para a redução de custos e aumento de produtividade tem se tornado, cada vez mais, uma prioridade nas estratégias governamentais e privadas para adoção de soluções de manutenção da malha viária. Nesse contexto, o Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT) adota, em seu Sistema de Custos Rodoviários (SICRO II), soluções padronizadas para reciclagem do pavimento flexível, as mais diversas, para que sejam contempladas no planejamento das soluções de manutenção. Estas soluções de reciclagem passam, via de regra, pelo aproveitamento do revestimento existente, incorporando-o à camada de base subjacente, dando à esta mistura betuminosa envelhecida uma destinação ambientalmente adequada, evitando sua remoção e destinação final em locais indevidos. O DNIT prevê, ainda, nesse tipo de solução, a utilização de um percentual de brita para melhoria geral da performance da mistura acabada. A resposta estrutural para este tipo de mistura depende, contudo, das diferentes

relato de experiência

CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE PARA SOLUÇÃO DE RECICLAGEM DO PAVIMENTO DA BR 420/BA

Aline Albernaz da Silva

Universidade Federal do Recôncavo da Bahia

características apresentadas pelos materiais locais que serão utilizados em

relato de experiência

cada obra. Torna-se necessário, portanto,

em estágio avançado de deterioração do

de base com espessura, em média, de 14

seu pavimento.

cm. Entretanto, nos pontos de coleta das

Para avaliar as condições do

amostras a espessura da camada de base variou entre 10 e 17 cm.

conhecer-se às características geotécnicas

material que compõe a camada de base

dos diferentes materiais constituintes da

existente da BR 420/BA no segmento,

mistura, de forma a garantir que não haja

foram realizadas coletas e preparação

manual, com o auxílio de uma picareta

prejuízo estrutural na adoção deste tipo

do material para realização dos

e uma pá, e preparado conforme a

de solução.

ensaios de caracterização, englobando

norma DNER-ME 041-94, que apresenta

granulometria por peneiramento, limites

os procedimentos para a preparação

objetivo caracterizar geotecnicamente

de Atterberg, equivalente de areia,

de amostras de solo para classificação

e definir a solução a ser adotada para

compactação e CBR, seguindo as normas

granulométrica, determinação dos

restauração do pavimento existente da

técnicas específicas do DNIT.

limites de Atterberg, densidade real e

Este presente trabalho tem como

O material foi retirado de forma

BR-420/BA, através da avaliação de três

Foram estudados três diferentes

umidade higroscópica para os ensaios

diferentes proposições: a) manutenção

materiais: a) material coletado da camada

de caracterização geotécnica. Com as

da base existente e execução de

de base existente; b) material coletado

amostras devidamente preparadas

novo revestimento; b) remoção do

na camada de base existente acrescido

foram realizados no Laboratório de

revestimento asfáltico existente para bota

de 25% de brita corrida (brita corrida

Pavimentação da UFRB os seguintes

fora e reciclagem da base existente com

com 100% passando na peneira de 1”);

ensaios: a) granulometria foi executada

incorporação de 25% de brita corrida;

c) material coletado na camada de base

conforme norma DNER-ME 080-94; b)

c) reciclagem da base existente com

existente, acrescido do revestimento

limite de liquidez de acordo com a norma

incorporação do revestimento existente e

existente e 25% de brita corrida. A

DNER-ME 122-94; c) limite de plasticidade

incorporação de 25% de brita corrida.

expectativa inicial foi, a partir dos

com base na norma DNER-ME 082-94; d)

resultados obtidos nas três diferentes

equivalente de areia seguindo a norma

abordagens, definir destes materiais

DNER-ME 054-97; e) compactação e CBR

é o mais técnica e economicamente

conforme a norma DNER-ME 049-94.

1.2 MATERIAL E MÉTODOS O estudo foi realizado na rodovia

viável para adoção na recuperação do

A definição da quantidade de material

federal BR-420/BA, trecho: Entr.BA

pavimento da BR-420/BA, no segmento

de base e revestimento existentes nas

093(P/Pojuca) - Entr.BR 116/BA-250(B),

estudado.

misturas, em relação à massa seca total,

subtrecho: Entr.BR101(B) - Entr.BR 116/ BA-250(B), segmento: Km 229,0-km 352,1.

Foram coletadas três amostras

levou em consideração, dentre outros

do pavimento em pontos espaçados,

aspectos, a espessura de cada um no

em média, 600 metros um do outro,

campo. Entretanto, nas misturas contendo

segmento é de, aproximadamente, 5000

localizados como indicado na Tabela 1.

brita corrida, a sua quantidade foi sempre

veículos/ dia, culminando num número

Em cada ponto foram coletadas amostras

de 25%, também em relação a massa

N de 6,4 x 106 para um horizonte de

e medidas as espessuras das camadas

seca total da mistura. Nesse caso, os 75%

10 anos, período considerado para

de revestimento e base, de forma a

restante foram constituídos pelo material

projetos de correções estruturais, como a

possibilitar a definição do percentual de

da base existente, nas misturas entre

reciclagem do pavimento, por exemplo.

cada um nas misturas analisadas.

base existente + 25% de brita corrida, e

O volume diário de tráfego no

O trecho experimental escolhido para o presente estudo está localizado

Tabela 1 - Localização dos pontos onde foram

por base e revestimento existentes, nas

coletadas as amostras.

misturas formadas de base existente +

entre as estacas 3905 e 3965, nos km

revestimento existente + 25% de brita

307,1 e km 308,30, correspondendo a

corrida, respeitando a participação

1200 m de extensão, situado entre os

de cada um em função, conforme já

Municípios de Santa Inês/BA e Itaquara/

mencionado, das espessuras medidas

BA. A rodovia, nesse local, possui 8m

As sondagens realizadas revelaram

no campo. A brita corrida utilizada nas

de largura, sendo 7,0 m de pista de

que nas proximidades dos locais de

misturas foi adquirida em uma pedreira

rolamento e 0,5 m de acostamento

coleta das amostras, o revestimento é do

comercial localizada no Município de

em cada lado. Este trecho da rodovia

tipo TSD + Micro revestimento e possui

Jequié/BA, a mesma que será utilizada na

apresenta-se, numa extensão de 7,2 km,

espessura de 3 cm, sobre uma camada

obra.

113

2. RESULTADOS E DISCUSSÃO Material da base existente Os resultados da granulometria por peneiramento, para cada amostra coletada, estão presentados na Figura 1, juntamente com seus respectivos enquadramentos nos limites da faixa D estabelecidos pela norma DNIT 141/2010-ES. É possível observar que todas as faixas encontradas estão enquadradas na faixa D, de acordo especificação do DNIT 141/2010-ES, caracterizando-se como materiais

2.1 Caracterização da mistura material da base existente + 25% de brita corrida

granulometricamente adequados para aplicação em camada de base de pavimento rodoviário compatível com o nível de tráfego

A Figura 2 apresenta as curvas granulométricas das

previsto para a BR-420/BA, nesse segmento analisado (6,4 x 106).

misturas de material da base existente + brita corrida, para

O material foi classificado pelo Método de classificação TRB

as três amostras coletadas (km 307,1, km 307,6 e km 308,3),

em A-2-6, com IG = 0, tanto no km 307,1 quanto no km 307,6.

comparadas às tolerâncias da faixa D, estabelecidas pela norma

No km 308,3, entretanto, foi classificado como A-2, com IG = 1,

DNIT 141/2010-ES, que foi a que a de melhor enquadramento

sendo os três materiais considerados como de boa qualidade para

para todos os materiais analisados. Observa-se da Figura 2(a)

emprego em camada de base de pavimento rodoviário.

que a faixa de trabalho da mistura com o material de base do

Os resultados dos limites de consistência e equivalente de areia do material coletado da base são apresentados na Tabela 2.

km 307,1, que considera granulometria e tolerâncias, extrapola o limite inferior da faixa D, desabilitando a mistura para uso como base de pavimento rodoviário para o nível de tráfego

Tabela 2 - Caracterização do material coletado da base existente

projetado (6,4 x 106). Quanto as misturas com os materiais coletados na base do km 307,6 e km 308,3 ambas as faixas de trabalho se enquadram adequadamente na faixa D do DNIT, conforme Figura 2(b) e (c). Após a estabilização granulométrica com adição de 25% de brita corrida os materiais da base existente, para os três locais

Embora, granulometricamente, os três materiais estejam

de coleta, passaram a não apresentar a plasticidade sumarizada

aptos para utilização em camada de base de pavimento rodoviário,

na Tabela 2, atendendo as exigências da norma DNIT 141/2010

conforme apresentado na Figura 1, verifica-se, da Tabela 2, que

- ES quanto aos limites de consistência para serem empregados

estes foram reprovados, de acordo com as especificações da

em pavimentação como camada de base estabilizada

norma DNIT 141/10-ES, pelos limites de consistência (wL > 25% e

granulometricamente.

IP > 6%) e, também, pelo equivalente de areia menor que 30%. Figura 1 - Granulometria dos materiais da base: km 307,1(a), km 307,6(b) e km 308,3(c)

107

Figura 2 - Granulometrias das misturas de material da base existente + brita corrida

para os três pontos analisados, indicando que os materiais são adequados para utilização como camada de base de pavimento

relato de experiência

com base nesses parâmetros.

2.3 Ensaios de Compactação e CBR Os resultados dos ensaios de compactação e CBR executados, para os três diferentes materiais estudados, para

2.2 Caracterização da mistura formada pelo material de base existente + revestimento existente + 25% de brita Na distribuição granulométrica das misturas de base existente + revestimento existente + 25% de brita, a curva do

cada ponto de análise, estão apresentados na Tabela 3, sendo: a) base existente; b) mistura de base existente + 25% brita corrida; c) mistura de base existente + revestimento existente + 25% brita corrida. Tabela 4 - Parâmetros ótimos dos ensaios de Compactação e CBR

km 307,1, apresentada na Figura 3(a), extrapola os limites de tolerância da faixa D nas peneiras 3/8” e #4. As curvas do km 307,6, Figura 3(b), e km 308,3, Figura 3(c), indicam que as misturas possuem distribuições granulométricas adequadas para uso como base de pavimento rodoviário, do ponto de vista de suas texturas. Figura 3 - Granulometrias das misturas de material da base e revestimento existentes + brita

Observa-se da Tabela 4, referente ao material coletado no km 307,1, um pequeno aumento da densidade seca máxima das duas misturas, em relação ao material da base existente, da ordem de 2,8%. Por outro lado, a umidade ótima praticamente não variou entre as amostras analisadas, com pequena variação, apenas, do material da base existente para as outras misturas. Vale destacar que a mistura de base existente + 25% de brita corrida apresentou um crescimento no CBR de, aproximadamente, 37%, em relação ao material da base existente, enquanto na mistura de base existente + revestimento existente + 25% de brita corrida esse crescimento foi de cerca de 33%. Para o material do km 307,6 é possível observar um aumento das densidades secas máximas das duas misturas analisadas, em relação ao material da base existente, em nível bastante similar. A umidade ótima, por sua vez, varia pouco entre os três materiais, da mesma forma que o observado na análise Os resultados da análise dos limites de consistência

do material do km 307,1. A mistura de base existente + 25% de

mostraram que com a incorporação do revestimento, os

brita corrida apresentou um crescimento no CBR menor, de 31%,

parâmetros exigidos por norma continuam a serem atendidos,

aproximadamente, em relação ao material da base existente, que Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

108

a mistura de base existente + revestimento existente + 25% de

existente se mostraram adequadas para utilização como camada

brita, onde esse crescimento foi da ordem de 35%.

de base de pavimentos rodoviários para todos os parâmetros

Por fim, para o material do km 308,3, nota-se um pequeno

analisados. Vale ressaltar que o maior CBR encontrado para essas

aumento das densidades secas máximas das duas misturas

misturas chegou a 128,7% e 129,8 para as misturas de base

analisadas, em relação ao material da base existente. Entretanto,

existente + 25% de brita corrida e base existente + revestimento

a mistura de base existente, 25% de brita e revestimento

existente + 25% de brita corrida, respectivamente.

existente atingiu o maior valor de γd. A umidade ótima, por sua vez, apresentou ligeiro aumento para as duas misturas

•

A reciclagem da base existente, com a incorporação

em relação a base existente, num percentual bastante similar.

do revestimento existente e 25% de brita, é uma solução

Os resultados do material de base do km 308,3 revelam que

tecnicamente mais viável para restauração da BR 420-BA, no

esse material não atende, isoladamente, em termos de CBR, ao

segmento analisado, quando comparada a solução composta

limite mínimo estabelecido pela norma DNIT 141/2010-ES, para

pela base existente e 25% de brita corrida apenas, na medida em

qualquer nível de tráfego. Contudo, as duas misturas analisadas

que o aproveitamento do revestimento existente proporciona

apresentaram CBR e expansão dentro dos limites exigidos pela

um reaproveitamento da mistura asfáltica já envelhecida,

mesma norma, para o nível de tráfego projetado para esse

evitando sua remoção através de operação de fresagem e

segmento da BR 420/BA (6,4 x 106). Porém, neste caso, da mesma

consequente destinação em locais de bota fora.

forma que no km 307,1, a mistura de base existente + 25% de brita corrida apresentou um crescimento no CBR menor, de cerca de 37%, em relação ao material de base existente, quando comparado a mistura de base existente + revestimento existente + 25% de brita corrida, onde esse crescimento foi de cerca de 58%.

3. CONCLUSÕES Com base nos resultados obtidos é possível concluir que: •

Com relação aos materiais de base existentes no

km 307,1 e 307,6, apesar dos resultados de CBR, expansão e granulometria estarem dentro dos limites estabelecidos pelas normas do DNIT, em relação aos parâmetros de plasticidade e equivalente de areia, o material se mostrou inadequado para utilização como base. Além disso, chamou a atenção a discrepância observada para o CBR da amostra de base do km 308,3. Em função da análise, nesse ponto, ter sido realizada sem repetição não é possível afirmar se esse comportamento é representativo. •

Diferentemente das outras amostras, o material do

km 307,1 após as misturas, apresentou problemas na curva granulométrica, indicando ser inadequado para uso em camada de base de pavimento rodoviário. Vale ressaltar que este problema ocorreu apenas com este material. •

Para o km 307,6 e 308,3 as misturas de base existente

e 25% de brita e base existente, 25% de brita e revestimento

116

REFERÊNCIAS DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER 080/94 ME - Solos - análise granulométrica por peneiramento. Rio de Janeiro, 1994. 4 p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER 082/94 ME - Solos - determinação do limite de plasticidade. Rio de Janeiro, 1994. 3 p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER 049/94 ME - Solos - determinação do índice de suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas. Rio de Janeiro, 1994. 14 p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER 122/94 ME - Solos - determinação do limite de liquidez - método de referência e método expedito. Rio de Janeiro, 1994. 7 p DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER 041/94 ME - Solos - preparação de amostras para ensaios de caracterização. Rio de Janeiro, 1994. 4 p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM. DNER 054/97 ME - Equivalente de areia. Rio de Janeiro, 1997. 10 p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA E TRANSPORTES. DNIT 141/2010 ES- Pavimentação – Base estabilizada granulometricamente. Rio de Janeiro, 2010. 9p.

recomendação técnica

ADAPTAÇÕES EM USINAS DE ASFALTO PARA RECICLAGEM A QUENTE OU MORNA DE MATERIAL FRESADO (RAP)

Karina Yuriko Suzuki

Desenvolvimento Tecnológico – Grupo CCR Engelog

Kamilla L. Vasconcelos

Laboratório de Tecnologia de Pavimentação

Departamento de Engenharia de Transportes – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Sandra A. Margarido Bertollo

Desenvolvimento Tecnológico – Grupo CCR Engelog

Liedi Légi Bariani Bernucci

Laboratório de Tecnologia de Pavimentação

Departamento de Engenharia de Transportes – Escola Politécnica da Universidade de São Paulo

Carlos Yukio Suzuki

Planservi Engenharia Ltda.

A utilização de material fresado de pavimento asfáltico, também conhecido como RAP (do inglês, Reclaimed Asphalt Pavement), em misturas asfálticas recicladas, já tem comprovada os benefícios econômicos, ambientais e sociais na literatura internacional. A qualidade e o desempenho final da mistura reciclada dependerão da proporção de RAP utilizado e principalmente, da maneira como o material será dosado e produzido. O objetivo do artigo é apresentar as principais adaptações necessárias que têm sido utilizadas no exterior, em usinas de asfalto estacionárias, para a incorporação de diferentes teores de material fresado no processo de usinagem de misturas asfálticas recicladas a quente ou mornas.

Introdução

A reciclagem de uma mistura asfáltica é um processo em que o material fresado de pavimento asfáltico (RAP) é combinado, se necessário, com um novo cimento asfáltico de petróleo (CAP), e/ou Agente Rejuvenescedor (AR) e/ou agregados virgens, em usinas de asfalto para a produção de misturas asfálticas que satisfaçam as especificações, normas e padrões (Asphalt Institute, 1986). O que irá determinar o teor de RAP na mistura é a qualidade do material fresado e a forma de transferência de calor, seja por condução, convecção ou indireta, para o seu devido aquecimento e homogeneização na mistura. A umidade do material fresado também deve ser levada em consideração, pois quanto maior for a umidade, maior deverá ser a temperatura de aquecimento dos agregados. Segundo a NAPA (1996), as áreas destacadas na Tabela 1 apresentam as temperaturas dos agregados excessivamente altas, as quais

110

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

seriam necessárias para altos teores de RAP e umidade, mas que

Uma alternativa tecnológica de mistura asfáltica que tem

na prática, dificilmente podem ser atingidas.

sido utilizada é o asfalto morno (WMA – Warm Mix Asphalt),

Tabela 1: Temperatura necessária para aquecimento dos agregados.

desenvolvido com o intuito de diminuir a temperatura das misturas asfálticas convencionais em cerca de 30°C a 50°C (Motta, 2011). Assim sendo, a utilização de teores elevados de RAP pode ser combinada com esta tecnologia e apresentar vantagens não só quanto ao consumo energético, como também pela necessidade de superaquecer os agregados virgens complementares da mistura final. Conforme aumenta-se o teor de RAP na mistura, deve-se avaliar a necessidade de adição de agente rejuvenescedor, afim de restaurar as propriedades do ligante envelhecido. O AR deve ser devidamente dosado e combinado tanto com o ligante novo quanto com o ligante remanescente no RAP. A adição do agente rejuvenescedor no RAP pode ser realizada na usina, através de barras espargidoras, durante a trajetória do material na correia transportadora. 2.

Beneficiamento do RAP

É importante ressaltar que antes da usinagem da mistura reciclada é essencial um prévio processamento do RAP para se obter um maior controle de qualidade final da mistura. Dependendo da velocidade de avanço da fresadora, da rigidez da camada, do espaçamento e conservação dos dentes de corte do cilindro fresador, durante a operação formam-se partículas menores ou maiores (grumos). O fracionamento do RAP é o processamento e a separação do material em pelo menos dois tamanhos, uma fração mais grossa e outra mais fina (Copeland, 2011). É comum a formação de “torrões” de material fresado por ocasião do empilhamento Fonte: Adaptado de NAPA, 1996

do mesmo. Recomenda-se então, o “destorroamento” do RAP, Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

111

sempre que possível, para um maior controle da granulometria na mistura

recomendação técnica

reciclada final. A Figura 1 exemplifica um processo de fracionamento do RAP. Já em relação ao controle de umidade, as pilhas poderão ser estocadas tomando-se alguns cuidados específicos como, por exemplo, a cobertura do material. Além disso, deve ser mantida uma altura de pilhas relativamente baixa, deixando a superfície de apoio ligeiramente inclinada, de modo a favorecer a drenagem de eventual umidade excessiva retida (Risley, 2010).

Figura 1: Fracionamento do RAP.

Fonte: Adaptado de Risley,2010

Outro aspecto que deve ser levado em consideração é o grau de homogeneização do RAP em vista das diferentes procedências de materiais. O

3.1 Usinas Gravimétricas (baixos teores de RAP)

bateladas por hora. A incorporação de RAP durante o

teor de CAP do RAP a ser reaproveitado

processo de usinagem em usinas do tipo

(considerando a reativação do ligante)

gravimétrica pode ser realizada de duas

irá depender da idade do material, das condições climáticas a que ele foi exposto etc. 3.

Usinagem

As usinas gravimétricas são

maneiras, introduzindo o material a ser

conhecidas por terem a produção

reciclado diretamente no misturador ou

da mistura asfáltica por bateladas

na entrada inferior do elevador, conforme

devidamente controladas por pesagem.

abordado a seguir.

Os silos frios armazenam os agregados e por meio de uma correia transportadora

3.1.1 Inserção do RAP no Misturador

migram para um tambor secador para A mistura asfáltica reciclada a quente ou morna pode ser obtida em usinas de asfalto fixas (estacionárias)

energia de um queimador. Após a extração da umidade,

O primeiro modelo de misturador usado para produzir uma mistura asfáltica reciclada de alta qualidade

ou móveis. A seguir, serão

um elevador de caneca transporta os

foi desenvolvido em Maplewood,

apresentadas as principais adaptações

materiais para a parte superior de uma

para o Departamento de Transportes

especificamente para usinas fixas,

torre de pesagem. Um conjunto de

de Minnesota (NAPA,1996). Este

visando a incorporação de material

telas vibratórias classifica as partículas

modelo ficou conhecido na literatura

fresado no processo de usinagem.

na granulometria desejada que

internacional como “Minnesota Method”,

Tradicionalmente, para a produção de

posteriormente são separadas nos silos

traduzido aqui livremente para o “Método

misturas asfálticas são empregados

quentes.

de Minnesota”, pois provou que misturas

dois tipos de usinas de asfalto:

112

secagem e aquecimento através da

Os materiais são pesados em

asfálticas de alta qualidade poderiam ser produzidas com material fresado.

gravimétricas e contínuas, ambas

balanças individualmente de modo a

abordadas no presente artigo. As

garantir a correta proporção da mistura.

Figuras apresentadas a seguir limitam-

O CAP é injetado no misturador para

RAP (frio e com baixo teor de umidade)

se a ilustrar apenas as adaptações para

homogeneização e o tempo de mistura é

pelo funil de pesagem como um material

a inserção do RAP nos equipamentos

controlado por um sistema automatizado.

adicional, onde a troca de calor ocorre

e não contemplam as questões

A mistura é armazenada em um silo

por condução com os materiais virgens

relacionadas ao controle de emissões e

quente ou descarregada diretamente

superaquecidos na caixa de pesagem

demais etapas necessárias ao processo

no caminhão que será enviado para a

e no misturador ao longo do ciclo de

(incorporação do ligante, retorno de

obra. A produção deste tipo de planta

mistura a seco.

finos, etc).

é determinada pela capacidade de

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

Esta técnica consiste na passagemdo

Com este tipo de configuração, onde

a troca de calor ocorre no misturador, o percentual de RAP em usinas gravimétricas raramente ultrapassam 25-30%, pois com a umidade do material variando entre 3 a 5% é difícil elevar a temperatura dos agregados na ordem de 315°C devido a eficiência do secador. A Figura 2 ilustra a adição do RAP (frio e com baixo teor de umidade) no misturador de uma usina gravimétrica. 3.1.2 Inserção do RAP no Elevador Uma outra adaptação em usinas gravimétricas é a entrada do RAP (frio e com baixo teor de umidade) na entrada inferior do elevador. O material fresado é misturado com os agregados virgens superaquecidos à medida que estes saem do secador e entram no elevador, ou ainda ser adicionado em um segundo elevador.

Figura 2: Adição de RAP (frio e com baixo teor de umidade) no misturador de uma usina gravimétrica.

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012

Figura 3: Entrada de RAP (frio e com baixo teor de umidade) na parte inferior do elevador de uma usina gravimétrica.

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012

Com esta configuração, o teor de RAP raramente ultrapassa 20%, pois o caminho do material fresado até o elevador leva pouco tempo, além do RAP necessitar estar seco antes de passar sobre as telas, caso contrário, estas podem causar entupimento (Banasiak, 2000) e a segregação da mistura. A Figura 3 apresenta a entrada do RAP na parte inferior do elevador de uma usina gravimétrica. 3.2 Usinas Gravimétricas (elevados teores de RAP) Visando aumentar o teor de RAP na mistura para teores acima de 25%, um novo secador especialmente para o material fresado pode ser adicionado ao processo. Uma técnica amplamente utilizada na Europa Ocidental na década de 90 foi a incorporação de um secador externo de fluxo paralelo. O RAP é aquecido por convecção gerando gases que contém vapor e hidrocarbonetos. Esses gases são emitidos para o primeiro secador de agregados virgens, onde os hidrocarbonetos são reaproveitados na área de combustão deste secador.

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017 113

O RAP aquecido é transportado e armazenado em um silo quente separado

recomendação técnica

que tem seu próprio sistema de pesagem e posteriormente encaminhado ao misturador. Com esta configuração é possível alcançar até 50% de RAP na mistura, dependendo da capacidade do queimador no primeiro secador de agregados virgens em aceitar os gases provenientes do segundo secador de RAP. A Figura 4 ilustra a configuração de uma usina gravimétrica com secador externo específico para o pré-aquecimento do RAP.

Figura 4: Configuração de usina gravimétrica com secador externo para pré-aquecimento do RAP.

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012

Usinas de última geração permitem a utilização de até 100% de RAP em usinas gravimétricas. O diferencial está no tambor secador do tipo contrafluxo que possui dupla inclinação para o centro, de

3.3.1 Tambor de fluxo paralelo

3.3.2 Tambor de Contrafluxo

Em usinas contínuas com tambor

misturador do tipo de fluxo paralelo,

do tipo contrafluxo, os agregados são

os agregados entram na mesma

inseridos na extremidade superior oposta

extremidade em que se encontra o

ao do queimador e fluem em sentido

queimador. Desta forma, os agregados

contrário aos gases. Normalmente, este

são secos e aquecidos pelos gases de

tipo de usina pode processar misturas

exaustão do queimador que fluem no

com até 50% de RAP, com pouco ou

mesmo sentido. A configuração para a

nenhum efeito observado sobre as

adição de RAP é através de um anel no

emissões (EPA, 2004). Os itens a seguir

como o próprio nome sugere, têm a

centro do tambor, onde o RAP é aquecido

mencionam as possibilidades de inserção

produção da mistura asfáltica de maneira

principalmente por convecção. Segundo

do RAP em usinas com essa configuração.

ininterrupta, onde a pesagem dos

a NAPA (1996), em relação à transferência

agregados é feita de forma individual.

de calor, é possível atingir percentuais

As correias possuem um dispositivo

de até 70% de RAP. No entanto, para

eletrônico que faz a pesagem dos

Kandhal & Mallick (1997), este teor é

materiais e a regulagem das quantidades

limitado para um valor máximo de 50%

automaticamente. Os agregados

em usinas volumétricas. A Figura 5 ilustra

são encaminhados para um tambor

a configuração de entrada de RAP via

ligeiramente inclinado, que pode ser do

anel em um tambor misturador do tipo

tipo paralelo ou contrafluxo do sentido

de fluxo paralelo.

forma que o material fresado não tenha contato direto com a chama do secador. Posteriormente, o material é adicionado no misturador para homegeneização. 3.3 Usinas Contínuas As usinas contínuas, ou volumétricas,

da chama de queimador, para a secagem e aquecimento dos agregados. O CAP é

Anel Intermediário

O RAP pode ser incorporado num tambor misturador do tipo contrafluxo com anel intermediário, sem que tenha contato direto com as chamas do queimador. Neste caso, os agregados virgens são aquecidos por convecção

Figura 5: Entrada de RAP via anel intermediário em um tambor misturador de fluxo paralelo.

então adicionado e a homogeneização da mistura pode ser feita no próprio tambor misturador (drum-mixer), ou em um misturador externo. A seguir serão apresentadas as diversas maneiras de incorporar o RAP ao processo de usinagem em usinas contínuas. Fonte: Adaptado de Risley, 2010

114

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

com os gases quentes, enquanto o

Figura 6: Adição de RAP via anel em tambor misturador de contrafluxo.

RAP é aquecido por condução com os agregados virgens superaquecidos. A Figura 6 ilustra a adição de RAP via anel em tambor misturador do tipo contrafluxo após a área de combustão dos gases. b)

Tambor Duplo

Há ainda a opção de adicionar

Fonte: Adaptado de Risley, 2010

o RAP num tambor duplo, em um compartimento externo entre o secador de contrafluxo e um misturador do tipo pugmill. O processo consiste na secagem

Figura 7: Entrada de RAP em um tambor duplo.

dos agregados virgens no secador, que posteriormente são descarregados por lâminas fixadas na parte externa do secador para um leito do misturador localizado entre o invólucro de secagem rotativo e o invólucro do misturador externo fixo. O RAP é então misturado com os agregados virgens, com o CAP, os finos e outros aditivos, ganhando calor também no revestimento metálico quente do secador na área de combustão. Um maior

Fonte: Adaptado de Risley, 2010

percentual de RAP pode ser alcançado pois este tem um maior tempo de contato com os agregados virgens na proximidade mais quente da superfície externa do tambor secador. No entanto, o

RAP (frio e com baixo teor de umidade)

da entrada de RAP em um misturador

e os agregados virgens quentes e

contínuo ao secador de contrafluxo.

secos. A Figura 8 ilustra a configuração

teor de material fresado pode ser limitado pelo espaço e tempo disponível para a homogeneização da mistura dentro do compartimento. A Figura 7 ilustra a configuração da entrada de RAP em um tambor duplo. c)

Misturador Contínuo

Uma possível adição de RAP na mistura pode ser feita através de um misturador contínuo ao secador do tipo contrafluxo. O teor de RAP na mistura é limitado dependendo da dimensão do misturador que irá afetar o tempo de homogeneização da mistura entre o

Figura 8: Configuração da entrada de RAP em um misturador contínuo ao secador de contrafluxo.

Fonte: Adaptado de Ammann, 2012

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017 115

recomendação técnica

Para misturas 100% recicladas, a diferença não está no

contínuas. Em usinas gravimétricas, para baixos teores de RAP, o

processo de secagem e aquecimento do material, mas no controle

material pode ser introduzido diretamente no misturador ou na

de emissão de poluentes. Segundo Frank (2014), o ligante asfáltico

parte inferior do elevador. Já nas usinas contínuas, o RAP pode ser

não é queimado ou prejudicado. Para o controle de emissões,

introduzido em tambores secadores do tipo paralelo, contrafluxo

um dispositivo de multi-estágios remove as partículas no ar e um

(via anel ou tambor duplo), ou ainda em um misturador contínuo

filtro final remove a “fumaça azul” (termo dado em inglês como blue

ao secador.

smoke). Além disso, para uma mistura final de qualidade,

Tanto nas usinas gravimétricas, quanto volumétricas, a

é necessário um maior fracionamento das pilhas de fresado e

utilização de altos teores de RAP na mistura final requer um pré-

consistência dos materiais.

aquecimento do material de modo a evitar o contato direto da chama do queimador com o ligante presente no RAP.

Adaptações de Usinas no Brasil

No Brasil, existem poucos casos relatados na literatura de

Em vista disso, o teor de RAP será função do tempo e forma de exposição ao calor durante todo o processo de usinagem da nova mistura. A usina deve estar preparada e adaptada para garantir

aplicação de misturas asfálticas recicladas. Isso deve-se ao fato

o aquecimento e homogeneização entre os materiais reciclados,

da falta de exigência por parte dos órgãos governamentais por

virgens e possíveis aditivos químicos.

materiais reciclados, e ainda por falta de conscientização dos

A incorporação do RAP em misturas asfálticas recicladas não

impactos ambientais causados por obtenção de agregados e

está limitada apenas ao tipo de usina. O material fresado requer

ligantes asfálticos novos.

alguns cuidados em sua gestão que vão desde o momento da

Uma das primeiras experiências de reciclagens de

operação da fresagem, o seu beneficiamento, fracionamento,

material fresado no país ocorreu em 1986, quando a DERSA

estocagem, monitoramento das pilhas, controle de granulometria e

(Desenvolvimento Rodoviário S/A) aplicou uma mistura asfáltica

principalmente de umidade, até a fase de usinagem.

reciclada com 50% de RAP em uma usina do tipo drum-mixer, no

Por fim, recomenda-se o estudo da viabilidade de utilização de

recapeamento da Rodovia Anhanguera. Castro Neto (2000) relata

material fresado em misturas asfálticas, sobretudo em programas

que, após 14 anos de serviço, o desempenho do pavimento

de manutenção de rodovias que dispõe da previsão do volume

encontrava-se excelente e, em sua dissertação de mestrado,

de material fresado a ser gerado, localização das usinas de asfalto,

propôs um método de dosagem de misturas recicladas a quente.

distâncias de transporte de materiais e os custos dos insumos de

Gennesseaux (2015) aponta que as misturas asfálticas

produção e aplicação de misturas asfálticas. Com uma boa gestão do

recicladas na técnica morna, com altos teores de RAP, ou

processo de geração do RAP é possível garantir uma pavimentação

combinando ambas as técnicas, atendem aos níveis de

cada vez mais sustentável.

durabilidade requeridos pelas normas. No entanto, ressalta que é necessário o uso de usinas adaptadas que prevejam a entrada do material longe da chama do secador. 5.

Conclusão

A reciclagem a quente ou morna de misturas asfálticas já é uma técnica bastante difundida nos países desenvolvidos, porém ainda pouco explorada no Brasil. Um dos critérios adotados para aquecer e dar trabalhabilidade ao RAP é utilizar o excesso de calor proveniente do superaquecimento dos agregados virgens. Assim sendo, é necessário controlar a temperatura de usinagem para que não ocorra o risco de queima e oxidação do ligante remanescente. Dentro deste contexto, tem sido analisado e pesquisado em função do tipo de usina, do teor de RAP utilizado e o volume total produzido, o melhor local para se introduzir o RAP na linha de produção da mistura reciclada tanto morna, como totalmente a

REFERÊNCIAS AMMANN – Usinas de asfalto – Catálogo de divulgação. Gravataí, Rio Grande do Sul,2012. ASPHALT INSTITUTE. Asphalt Hot-Mix Recycling. Manual Series n. 20 (MS20). Second Edition. 1986. CASTRO NETO, A. M. Proposta de Projeto de Dosagem de Concreto Betuminoso Reciclado a Quente. Dissertação (Mestrado) –Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2000. COPELAND, A. Reclaimed Asphalt Pavement in Asphalt Mixtures: State of the Practice. Federal Highway Administration, Report Nº FHWAHRT-11-021. Form DOT F 17007.7 (8-72). 2011. FRANK, B. New Law Permits 100 Percent RAP on Streets. Equipment Worlds’s Better Roads, Highway Contractor, 2014. Disponível em: <http:// raptech.us/library/Highway-Contractor-New-Law.pdf>. Acesso em: 20 Jul. 2017. KANDHAL, P. S.; MALLICK, R. B. Pavement Recycling Guidelines for State and Local Governments. Federal Highway Administration, Report Nº FHWA-SA-98-042. Form DOT F 17007.7 (8-72). 1997.

quente. A incorporação de RAP em misturas asfálticas recicladas pode ser realizada tanto em usinas gravimétricas, quanto em usinas 110

Revista Estradas N°22 | Novembro 2017

RISLEY, K. APAM. Plant Operations. In.: Annual Asphalt Paving Conference, 54th, 2010, Michigan. Disponível em: <http://www.apa-mi.org/docs/ PlantOperations.pdf>. Acesso em: 01 jul. 2017.

2018

fevereiro

março

28 - 02

26 - 28

Seminário Tendências Mundiais em Design, Construção e Operação de Túneis, Bogotá, Colômbia www.piarc.org/en/calendar/

2° Congresso Mundial sobre Conservação, Modernização e Adaptação de Rodovias à Mobilidade do Futuro, Nice, França www.pprs2018.com/es/

abril

2018

18 - 20 Seminário Internacional sobre Questões Ambientais em Projetos e Operação de Rodovias, São José, Costa Rica www.piarc.org/en/calendar/

julho

2018

31 - 03 10ª Conferência Internacional sobre Pontes de Pequena e Média Extensão, Quebec, Canadá www.smsb-2018.ca/

setembro

2018

19 -21

46ª RAPv - Reunião Anual Pavimentação, Bonito, MS http://www.abpv.org.br/ RAPv/

Revista Estradas N°16 | Dezembro 2011