Projeto de Pesquisa TCCI - Camila Lira Dias

Prévia do material em texto

CAMILA LIRA DIAS
UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL NA PAVIMENTAÇÃO URBANA DE PORTO VELHO - RO
Porto Velho – RO
2015
LIRA, CAMILA DIAS
UTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL NA PAVIMENTAÇÃO URBANA DE PORTO VELHO - RO
Projeto de pesquisa apresentado à Universidade Federal de Rondônia – UNIR como requisito para conclusão da disciplina de Trabalho de Conclusão de Curso I.
Orientador: Eng. Esp. Bruno Mesquita dos Santos
Co-orientador: Eng. Fernando Junqueira Bordignon
Porto Velho – RO
2015
SUMÁRIO
I.	DADOS DO PROJETO	1
II.	OBJETIVOS	1
o	OBJETIVOS GERAIS	1
o	OBJETIVOS ESPECÍFICOS	1
III.	FORMULAÇÃO DO PROBLEMA	1
IV.	JUSTIFICATIVA	1
V.	REFERENCIAL TEÓRICO	2
o	Materiais	2
	Subleito e Reforço do Subleito	2
	Sub-base	2
	Base	2
	Concreto asfáltico	2
	Cascalho importado	2
o	Execução do pavimento	3
o	Resistências	4
	Tensões entre camadas	5
VI.	METODOLOGIA	6
o	Ensaios de Caracterização	7
	Índice de suporte California (ISC)	7
	Determinação da umidade com emprego do Speedy	7
	Ensaio de compactação Marshall	7
VII.	CRONOGRAMA	8
VIII.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS	9
DADOS DO PROJETO
Título: Utilização de resíduos da construção civil na pavimentação urbana de Porto Velho - RO.
Pesquisador (a): Camila Lira Dias
Orientador: Eng. Esp. Bruno Mesquita dos Santos
Co-orientador: Eng. Fernando Junqueira Bordignon
OBJETIVOS
OBJETIVOS GERAIS
Analisar viabilidade econômica do uso de RCD como agregado na pavimentação urbana.
Reaproveitar os materiais descartados da construção civil, atendendo às novas diretrizes ambientais.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Comparar desempenhos dos agregados convencionais e reciclados. 
Analisar a resistência das camadas de base e revestimento com aplicação do RCD.
Criar um agregado alternativo para pavimentação urbana.
FORMULAÇÃO DO PROBLEMA
É viável para o município de Porto Velho a utilização de RCD na pavimentação urbana? 
A incorporação desse agregado irá contribuir econômicamente e ecológicamente?
Qual a eficiênciência do RCD como agregado no revestimento e na base e sub-base da pavimentação urbana?
JUSTIFICATIVA
O ramo da construção civil no Brasil tem gerado uma grande quantidade de resíduos seja na execução de uma nova estrutura, em reformas ou em demolições. Os chamados RCD (Resíduos da Construção Civil e Demolições) causam enchentes, poluição e danos à infraestrutura de drenagem quando descartados impropriamente e esses materiais, quando adequadamente tratados podem, praticamente em sua totalidade, ser reaproveitados. Sua notável produção e suas condições de reaproveitamento geraram necessidade de explorar essa alternativa, o material precisa ser separado e testado de acordo com a função que irá desempenhar, a partir desta ideia, usinas para reciclagem de RCD começaram a funcionar no país, dando um destino extremamente útil para o que, até então, seria descartado. 
Apesar de a ideia ter sofrido uma certa evolução, no Brasil o serviço ainda não consegue acompanhar a quantidade de resíduos que a própria Construção Civil produz, isso porque além de nem todos os estados contarem com pelo penos uma usina para reciclagem, o material ainda é visto como uma segunda opção diante dos agregados convencionais. Para encorajar essa reutilização, o CONAMA criou uma resolução (Resolução 307/2002) que exige a criação de um plano integrado de gerenciamento de RCD, tal medida contribuiu para o surgimento de mais empreendimentos desse tipo. 
Esta alternativa, porém, necessita de atenção e investimento por contribuir ambientalmente, diminuindo a poluição que os RCD’s provocam, visto que a sustentabilidade tem sido muito abordada como uma prioridade, para evitar escassez em matérias primas naturais e deterioração completa do meio ambiente. 
REFERENCIAL TEÓRICO
Materiais
Caso não haja boa disponibilidade de agregados naturais ou viabilidade ecológica na utilização dos mesmos, existe a opção de se utilizar os resíduos da construção civil como agregados, os quais têm sido produzidos em grande escala (Fernandes, 2004). 
A resolução CONAMA nº 307 classifica qualquer resíduo proveniente de construções ou demolições composto por material cerâmico, argamassa e concreto ou solos de terraplanagem, como material de classe A, utilizável como agregado na pavimentação. 
De acordo com a ABNT NBR 15115 – 2004, os agregados devem passar pela análise granulométrica por peneiramento (DNER-ME 80/94), definindo em qual camada da pavimentação será utilizado. Define-se também o limite de plasticidade (DNER-ME 82/94) e o limite de liquidez (DNER-ME 122/94) das amostras.
Subleito e Reforço do Subleito
Os agregados para subleito ou reforço do subleito devem atender às exigências da norma ABNT NBR 15115, a camada do subleito com RCD deve ter no mínimo 15 cm de espessura com grau mínimo de compactação de 100%. 
Sub-base
Submetido aos mesmos ensaios de caracterização, o agregado usado na sub-base é a fração retida na peneira nº 10, constituída de partículas duras e sem presença de material orgânico ou de outra classe que não seja A, segundo a norma DNIT 139 2010 ES.
Base
Os agregados destinados à base através dos ensaios de caracterização já citados, devem estar de acordo com a norma DNIT 141 2010 ES.
Concreto asfáltico
Segundo a DNIT-ES 031/2006, o concreto asfáltico é normalmente composto de ligante asfáltico e cimento, nesse caso o RCD será incorportado ao ligante. No revestimento, este deve possuir a resistência necessária ao interagir com o agregado, obtida a partir do Ensaio Marshall (DNER-ME 043/95), caso o material não seja considerado aplicável, ainda é possìvel alterar a sua granulometria com adição de cimento ou cal hidratada (ABNT NBR 11804). É também possível produzir concreto asfáltico a partir de mistura asfáltica extraída de pavimento existente, segundo a norma DNIT 33/2005 ES.
Cascalho importado
Material usado na base e/ou sub-base, entre o subleito e o revestimento, é estabilizado granulometricamente (DNIT – IPR – 719).
Execução do pavimento
Segundo o Manual De Pavimentação do IPR – DNIT, o pavimento do tipo flexível é um sistema de camadas dimensionadas de forma a absorver os esforços provocados pelos veículos no solo, todas as camadas sofrem deformação elástica signigicativa. 
A composição da estrutura do pavimento depende das características do solo do subleito, além das condições climáticas e do tráfego esperado, que também ajudam a definir o dimensionamento (Gonçalves, F., 1999).
O solo da cidade de Porto Velho é em sua maioria, latossolo. Esse tipo, quando compactado, pode atingir grande resistência, alta capacidade de suporte e baixa permeabilidade, nesse caso, a pavimentação flexível é aplicável, por ser um sistema no qual os esforços são transmitidos de forma concentrada, necessita de um solo resistente. A argila presente no solo laterítico é menos expansiva e em contato com a água não perde sua resistência tão fácilmente. 
A execução da terraplenagem é especificada conforme as normas DNIT 106/2009 ES (para cortes) e DNIT 108/2009 ES (para aterros). 
O subleito deve ser regularizado, podendo assim, receber as camadas do pavimento. Segundo a norma DNIT 137/2012 ES, o reforço do subleito caracteriza-se por:
Operação destinada a conformar o leito estradal, transversal e longitudinalmente, obedecendo às larguras e cotas constantes das notas de serviço de regularização de terraplenagem do projeto, compreendendo cortes ou aterros até 20 cm de espessura .
O processo consiste em escarificar e compactar a camada, assim que a mesma possuir umidade ideal para o segundo processo.
O agregado reciclado deve ser distribuido uniformemente em uma camada de espessura que, após a compactação, atenda às exigências do projeto (NBR 15115). 
A sub base é estabilizada granulométricamente e recebe o agregado reciclado em sua composição. Deve ser umedecida ou secada, dependendo do seu teor de umidade. O material é então espalhado,recebe compactação e acabamento, a camada já compactada deve ter espessura entre 10 cm e 20 cm, de acordo com a norma DNIT 139/2010 ES. É uma camada dispensável, dependendo do dimensionamento.
A camada de base, que é composta pelo cascalho importado, recebe também adição de agregado reciclado, a mistura deve ser espalhada, homogeneizada e umedecida ou secada, até atingir as especificações, em seguida compactada, de acordo com a norma DNIT 141/2010 ES.
O revestimento é o CA (Concreto Asfáltico), composto de agregados (neste caso, reciclado), filler e cimento asfáltico de petróleo (BALBO, 2007, p. 168).
Após a distribuição do material no local, inicia-se a rolagem, serviço especificado na sua devida norma:
Como norma geral, a temperatura de rolagem é a mais elevada que a mistura asfáltica possa suportar, temperatura essa fixada, experimentalmente, para cada caso. (DNIT 033/2005 ES).
Segundo a mesma norma, a compactação é feita dos bordos até o eixo da pista, em pontos com superelevação, inicia-se do ponto mais baixo. A tabela a seguir mostra os requisitos de granulometria para o concreto asfáltico.
	Peneira de malha quadrada
	% em massa, passando
	Série
ASTM
	Abertura (mm)
	A
	B
	C
	Tolerâncias
	2”
	50,8
	100
	-
	-
	-
	1 ”
	38,1
	95 – 100
	100
	-
	7%
	1”
	25,4
	75 – 100
	95 - 100
	-
	7%
	 ”
	19,1
	60 – 90
	80 - 100
	100
	7%
	”
	12,7
	-
	-
	80 – 100
	7%
	3/8”
	9,5
	35 - 65
	45 - 80
	70 – 90
	7%
	Nº 4
	4,8
	25 - 50
	28 - 60
	44 – 72
	5%
	Nº10
	2,0
	20 - 40
	20 - 45
	22 - 50
	5%
	Nº 40
	0,42
	10 - 30
	10 - 32
	8 – 26
	5%
	Nº 80
	0,18
	5 - 20
	8 – 20
	4 – 16
	3%
	Nº 200
	0,075
	1 - 8
	3 – 8
	2 - 10
	2%
	Asfalto solúvel no CS2 (+) (%)
	4,0 – 7,0
Camada de ligação (Binder)
	4,5 – 7,5
Camada de ligação e rolamento
	4,5 – 9,0
Camada de rolamento
	0,3%
DNIT 031/2006 ES – Pavimentos flexíveis – Concreto Asfáltico
Resistências
A imagem a seguir exemplifica o perfil de camadas que é utilizado na pavimentação urbana da cidade.
Em pavimentos flexíveis, a carga atuante impõe um campo de tensões concentrado em torno do ponto de aplicação da mesma. O subleito e a sub base sofrem efeito de compressão por confinamento, enquanto as camadas de base e revestimento podem sofrer efeito de contração no topo e tração no fundo do material (BALBO, 2007, p. 58).
As camadas de revestimento e base aliviam as tensões de compressão nas camadas de sub base e sub leito.
As propriedades mecânicas do solo de subleito são influenciadas pelo regime de tensões a ele imposto. Este regime deve ser considerado em duas partes: o estado de tensões resultante das condições de equilíbrio estabelecidas após a construção, quando as condições de umidade se estabilizaram, e aquele imposto de forma transiente por uma carga de roda em movimento. (Gonçalves, 1999)
Tensões entre camadas
As camadas são dimensionadas para atuarem de forma conjunta, funcionando como um sistema monolítico, cada uma dando suporte à outra, proporcionando maior conforto no trânsito de veículos. A imagem a seguir exemplifica a distribuição concentrada de cargas ao longo das camadas do pavimento flexível.
A baixa resistência a essas tensões irá provocar, a curto prazo, patologias na estrutura, tais como afundamento nos locais de maior contato com as rodas, trincas e etc.
A tabela a seguir aponta os tipos de resposta aos eforços de acordo com a camada.
	
POSIÇÃO
	RESPOSTA
	EMPREGO DA RESPOSTA
	Revestimento (superfície)
	Deflexão
	Projetos de reforço de pavimentos
	Revestimento (fundo)
	Deformação horizontal
	Análise de fadiga
	Fundo de camadas tratadas
	Tensão horizontal
	Análise de fadiga
	Meia-altura de camadas
	Deformação vertical de compressão
	Análise de deformação plástica
	Topo do subleito
	Deformação vertical de compressão
	Análise de deformação plástica
Fonte: Pavimentação Asfáltica – José Tadeu Balbo – 2007
METODOLOGIA
Este projeto será desenvolvido a partir de amostras de RCD fornecidas pela Usina PRS Recicladora, situada na cidade de Porto Velho/ RO e contará com os seguintes ensaios:
Ensaios de Caracterização
Índice de suporte California (ISC)
Especificado a partir da norma NBR 9895/1987, que recomenda que a amostra tenha 50kg, a qual deve ser preparada de acordo com a NBR 6457/1986. Em uma bandeja metálica a amostra, neste caso com adição de RCD, deve ser umedecida até atingir a umidade ideal para o ensaio, sua compactação deve ser feita no molde cilíndrico em cinco camadas através de golpes com soquete, perpendicularmente às mesmas. Após a última camada, retirar o cilindro complementar, qualquer excesso de solo no molde deve ser removido para que, em seguida, seja removido o molde cilíndrico. O conjunto é pesado e o mesmo processo é repetido quantas vezes forem necessárias, com teores de umidade crescentes, com um mínimo de cinco corpos de prova.
A expansão consiste em imergir o corpo-de-prova em um tanque por no mínimo quatro dias, sendo efetuadas leituras do extensômetro a cada 24 horas, o corpo de prova é então retirado para permitir o escoamento da água por 15 minutos.
Assim o mesmo está pronto para a penetração, na qual o material é colocado em uma prensa, medindo a penetração do pistão no solo.
Determinação da umidade com emprego do Speedy
Segundo a norma DNER 052/1994, a amostra, também com RCD incorporado a ela, é pesada e em seguida colocada na câmara do aparelho Speedy junto com duas esferas de aço e a ampola de carbureto de cálcio. Após fechar o aparelho, este é agitado até que a ampola se quebre, a pressão manométrica é lida após ficar constante, obtém-se a percentagem de umidade em relação à amostra total úmida.
Ensaio de compactação Marshall
A norma DNER 043/1995 ME especifica a preparação do corpo-de-prova e a execução do ensaio. Devem ser preparados no mínimo três corpos-de-prova para cada dosagem de mistura, neste projeto, será adicionado o RCD, os agregados devem ser secos em estufa a cerca 105ºC, separados por granulometria, pesados e colocados em recipientes separados. Em seguida, cada recipiente é aquecido a uma temperatura de 10ºC a 15ºC acima da temperatura de aquecimento do ligante, efetuar a mistura com o ligante de cada agregado.
A compactação é feita em um molde aquecido, a mistura recebe 15 golpes no interior e ao redor do molde, e 10 golpes no centro de massa, em seguida é removido o anel superior e a mistura é alisada com uma colher aquecida. Ao recolocar o anel, aplica-se mais um número de golpes e novamente o anel superior é removido. O corpo-de-prova é retirado e deixado em repouso por 12 horas, sua altura é medida em quatro posições diametralmente opostas, fazendo-se uma média aritimética dos valores. 
Para determinar estabilidade e fluência, os corpos-de-prova são colocados em banho maria por cerca de 30 minutos e em seguida, devem ser colocados no molde de compressão, o qual é posicionado em uma prensa com medidor de fluência. A estabilidade é calculada através do rompimento do corpo-de-prova, valor que é corrigido, multiplicando-se por um fator que está em função da altura do mesmo.
CRONOGRAMA
	ATIVIDADES
	SET
	OUT
	NOV
	DEZ
	Escolha do tema e do orientador
	
	
	
	
	Encontros com o orientador
	
	
	
	
	Pesquisa bibliográfica preliminar
	
	
	
	
	Elaboração do projeto
	
	
	
	
	Entrega do projeto de pesquisa
	
	
	
	
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE – CONAMA, RESOLUÇÃO 
Nº 307/2002
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 15115: Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil – Execução de camadas de pavimentação – Procedimentos. Rio de Janeiro, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 15116: Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil - Utilização em pavimentação e preparo de concreto sem função estrutural – Requisitos. Rio de Janeiro, 2004.
ASSOCIOAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 11804: Materiais para sub-baseou base de pavimentos estabilizados granulometricamente – Especificação. Rio de Janeiro, 1991.
ASSOCIOAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – NBR 9895: Solo – Índice de suporte California. Rio de Janeiro, 1987.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 031: Pavimentos flexíveis - Concreto asfáltico - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2006.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 033: Pavimentos flexíveis – Concreto asfáltico reciclado a quente na usina - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2005.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 106: Terraplenagem - Cortes - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2009.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 108: Terraplenagem - Aterros - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2009.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 137: Pavimentação – Regularização do subleito - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2010.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 138: Pavimentação – Reforço do subleito - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2010.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 139: Pavimentação – Sub-base estabilizada granulometricamente - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2010.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES – DNIT 141: Pavimentação – Base estabilizada granulometricamente - Especificação de serviço. Rio de Janeiro, 2010.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER 043: Misturas betuminosas a quente – Ensaio Marshall. 1995.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER 052: Solos e agregados miúdos – Determinação de umidade com emprego do “Speedy”. 1994.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER 080: Solos – Análise granulométrica por peneiramento. 1994.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER 082: Solos – Determinação do limite de plasticidade. 1994.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER 122: Solos – Determinação do limite de liquidez. 1994.
DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM – DNER 082: Solos – Determinação do limite de plasticidade. 1994.
INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS – Manual de Pavimentação. Rio de Janeiro, 2006.
MARTÍNEZ, G. S. – Estudo do comportamento mecânico de solos lateríticos da formação barreiras. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Porto Alegre/RS, 2003.
FERNANDES, C. G. – Caracterização mecanística de agregados reciclados de resíduos de construção e demolição dos municípios do Rio de Janeiro e de Belo Horizonte para uso em pavimentação. Universidade Federal do Rio de Janeiro. Rio de Janeiro/RJ, 2004.
GONÇALVES, F. P. – O Desempenho dos Pavimentos Flexíveis. Universidade de Passo Fundo. Passo Fundo/RS, 1999.
BALBO, J.T. – Pavimentação Asfáltica, materiais, projeto e restauração. São Paulo/SP, 2007.
BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G.; CERATTI, J. A.; SOARES, J. B. – Pavimentação Asfáltica. Rio de Janeiro/RJ, 2008.
PRS RECICLADORA – http://www.prsrecicladora.com.br acessado em 26 de novembro de 2015.