TCC Mayla

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UNIVERSIDADE PAULISTA
PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA GEOTÉCNICA
MAYLA BRAGA DO ALMO
A UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS SIDERÚRGICOS NA SUB-BASE DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
RIO DE JANEIRO
2018
MAYLA BRAGA DO ALMO
	
A UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS SIDERÚRGICOS NA SUB-BASE DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica, Universidade Paulista, como requisito parcial para obtenção do título de Especialista.
RIO DE JANEIRO
2018
MAYLA BRAGA DO ALMO
A UTILIZAÇÃO DE AGREGADOS SIDERÚRGICOS NA SUB-BASE DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à Pós-Graduação em Engenharia Geotécnica, Universidade Paulista, como requisito parcial para obtenção do título de Especialista.
Aprovado em: ____/____/____
Resultado: _______________
BANCA EXAMINADORA:
______________________________________/___/___
Prof.
Universidade Paulista - UNIP
______________________________________/___/___
Prof.
Universidade Paulista - UNIP
______________________________________/___/___
Prof.
Universidade Paulista - UNIP
“O sábio nunca diz tudo que pensa, mas pensa sempre tudo o que diz.” 
Aristóteles
RESUMO
Nas últimas décadas, as siderúrgicas brasileiras têm utilizado formas de reaproveitar seus resíduos siderúrgicos, principalmente na construção civil, dessa forma suas atividades se tornam mais sustentáveis e não apenas beneficiam o meio ambiente, como também geram economia e lucratividade. Nesse sentido, esta pesquisa visa abordar o aproveitamento dos agregados siderúrgicos na construção de rodovias, abordando especificamente seu uso na camada de sub-base, além de detalhar o processo de tratamento pelo qual as escórias de aciaria passam, antes de se tornarem um agregado siderúrgico com qualidade e boa resistência, pronto para a utilização em obras sem risco de danos ao produto final, cujo objetivo é um asfalto que ofereça boa superfície de rolamento, permitindo uma circulação fácil, cômoda e segura, além de possuir boa durabilidade. Em países como a França, o reaproveitamento dos resíduos siderúrgicos e sua utilização na construção civil, vêm ocorrendo há muito tempo, para que isso fosse possível foram realizados estudos sobre o comportamento do material e sobre as formas de beneficiamento desse resíduo, os resultados foram obras com um produto final satisfatório e grande economia. No entanto, o Brasil ainda caminha para aumentar o uso do agregado siderúrgico e usufruir de seus benefícios. O processo de utilização do agregado siderúrgico proporciona uma economia significativa ao construtor e ainda beneficia a própria siderúrgica que não apenas deixa de acumular material em seus pátios, como também lucra com a venda do agregado. Dessa forma, entendemos esse processo como vantajoso econômica e socialmente, isso porque com o uso do agregado siderúrgico, há diminuição da exploração de bens não renováveis, como a brita, que leva muito tempo para ser reposta pela natureza.
Palavras-chave: Pavimentação.Agregado siderúrgico.Meio ambiente.
ABSTRACT
In recent decades, Brazilian steelmakers have used reuse of their steel residues, mainly in civil construction, so their activities become more sustainable and not only benefit the environment, but also generate economy and profitability. In this sense, this research aims to address the use of steel aggregates in the construction of highways, specifically addressing their use in the sub-base layer, in addition to detailing the treatment process by which steel slag passes, before becoming a steel aggregate with quality and good resistance, ready for use in works without risk of damages to the final product, whose objective is an asphalt that offers a good rolling surface, allowing an easy, comfortable and safe circulation, besides having good durability. France, the reuse of steel waste and its use in civil construction have been taking place for a long time, so that this was possible studies were carried out on the behavior of the material and on the ways of processing this waste, the results were made with a product satisfactory finish and great economy. However, Brazil is still struggling to increase its use of the steel industry and enjoy its benefits. The process of using the steel aggregateprovides a significant saving to the builder and still benefits the steelmaker, who not only fails to accumulate material in their yards, but also profits from the sale of the aggregate. In this way, we understand this process as economically and socially advantageous, because with the use of the steel industry, there is a reduction in the exploitation of non-renewable goods, such as gravel, which takes a long time to be replaced by nature.
Key words: Paving.Aggregated iron and steel.Mean environment.
LISTA DE ABREVIATURAS, SIGLAS E SÍMBOLOS
PNRS – Política Nacional de Resíduos Sólidos
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
SISNAM – Sistema Nacional do Meio Ambiente
SNVS – Sistema Nacional de Vigilância Sanitária 
ABM – Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração.
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	9
1.1	Considerações Iniciais	9
1.2	Justificativa	10
1.3	Objetivo Geral	10
1.4	Objetivos Específicos	11
1.5	Metodologia	11
1.6	Limitações do Trabalho	11
1.7	Estrutura do Trabalho	12
2	O AGREGADO SIDERÚRGICO	13
2.1	Produção do agregado siderúrgico	13
2.2	Escórias de Alto forno	14
2.3	Escória de Aciaria	15
2.4	Beneficiamento das escórias de Aciaria	17
2.5	Controle de qualidade das escórias	21
2.5.1	Granulometria	21
2.5.2	Índice de suporte Califórnia	22
2.5.3	Limite de Atemberg	23
2.5.4	Durabilidade	23
2.5.5	Abrasão “Los Angeles”	23
2.5.6	Expansão	24
2.5.7	Compactação	24
3	O USO DA ESCÓRIA	25
3.1	Utilização das escórias aciaria como sub-base na Pavimentação de rodovias	25
3.1.1	Pavimento asfáltico, composição e aplicação	26
3.1.2	Regularização	26
3.1.3	Reforço do Subleito	27
3.1.4	Sub-base	27
3.1.5	Base	30
3.1.6	Revestimento	31
3.2	Considerações Finais	34
3.3	Considerações Gerais	37
4	CONCLUSÃO	38
REFERÊNCIAS	40
1 INTRODUÇÃO
Considerações Iniciais
A indústria siderúrgica gera em suas atividades, grande quantidade de rejeitos industriais, entre eles as escórias de aciaria, que são subprodutos gerados a partir do processo de produção do aço. Com o crescimento das atividades das indústrias ocorre também o aumento da quantidade dos resíduos que precisam ser estocados pelas siderúrgicas, ocupando bastante espaço, além de provocar a contaminação do ambiente caso não sejam estocadas em local adequado, sendo assim é fundamental encontrar meios de reciclar esse material.
A lei nº 12.305 /2010, instituída na Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), reforça a destinação corretae reciclagem dos resíduos. A PNRS conceitua reciclagem como a alteração das propriedades físicas, físico-químicas ou biológicas dos resíduos sólidos, transformando-os em insumos ou novos produtos.
O uso da escória de aciaria deve atender a critérios técnicos, econômicos e ambientais, desde o momento em que é gerado até o manuseio, processamento, estocagem e destinação final. A escória ficava estocada sem utilidade relevante, atualmente passou a ser vista como um recurso mineral sintético, gerando uma variedade de produtos com múltiplas aplicações.
A construção civil possibilita a reciclagem desse resíduo em seus processos de produção, beneficiando o meio ambiente, e tornando suas atividades mais vantajosas economicamente devido ao baixo custo de aquisição das escórias. Nessa pesquisa será abordado o uso da escória de aciaria no preparo da sub-base para a pavimentação asfáltica.
Segundo S. Pinto (2002, Pg.13), a sub-base é uma camada situada entre o reforço ou regularização do subleito e a camada de base da estrutura do pavimento, podendo consistir em uma ou mais camadas de materiais apropriadamente compactadas. A Brita corrida é muito utilizada para o preparo da sub-base, porém o foco desta pesquisa é a substituição da britapelo agregado siderúrgico, proveniente do tratamento dos resíduos siderúrgicos (escórias).
Em um País onde os recursos financeiros para aplicação em obras públicas viárias tornam-se cada vez mais escassos, encontrar meios para reduzir os custos do processo construtivo sem perder a qualidade e eficiência do produto final torna-se uma meta, não apenas para os profissionais de engenharia, mas também para a iniciativa pública e privada, além disso, existe a exigência cada vez mais urgente de processos mais sustentáveis, a fim de garantir um ambiente saudável às gerações futuras, sem que para isso haja estagnação econômica.
Justificativa
A escolha do tema para o estudo foi motivada pela proximidade a indústrias siderúrgicas, nas quais o processo de produção é gerador de diversos coprodutos, dentre eles a escória, somando ainda, a preocupação com o meio ambiente e a necessidade de compreender as formas de reaproveitamento das escórias. A escória é gerada, através do processo produtivo de usinas siderúrgicas e com tratamentos adequados, ela pode ser utilizada como agregado a Engenharia Civil. 
Esta utilização pode trazer inúmeros benefícios, como maior durabilidade, redução de custo e impactos ambientais. Dessa forma entende-se como necessário realizar estudo de aplicação da escória produzida.
Objetivo Geral
O objetivo deste trabalho é avaliar através de estudo de caso e pesquisa bibliográfica, aplicação da escória como sub-base de pavimento asfáltico.
Objetivos Específicos
· Identificar o conceito e os motivos que levaram a reutilização da escória;
· Conhecer o processo produtivo das siderúrgicas;
· Descrever o processo de pavimentação com asfalto;
· Identificar os benefícios da aplicação do agregado siderúrgico como sub-base de asfalto
Metodologia
O trabalho foi desenvolvido a partir de pesquisa bibliográfica, na qual foi realizada uma seleção de diversos artigos, livros, sites e demais publicações referentes ao assunto.
Conforme define (Macedo, 1994, p.3) a pesquisa bibliográfica é a busca de informações através de seleção de documentos que se relacionam com o problema da pesquisa.
Após o estudo bibliográfico, foi realizado um estudo de caso, com a observação de fatos e análise de dados, coletados de Siderúrgicas da região, com o intuito de avaliar os benefícios da escória atrelada à pavimentação asfáltica, observando também o uso desse material na prática.
Limitações do Trabalho
Este trabalho procurou abordar conceitos e aplicação do agregado siderúrgico como sub-base de pavimentação asfáltica. A aplicabilidade da escória para a Engenharia Civil é vasta, por isso, será abordado de forma mais profunda, apenas a escória de aciaria, aplicada na pavimentação asfáltica.
Estrutura do Trabalho
O primeiro capítulo apresenta a justificativa da escolha do tema e descreve os objetivos da pesquisa e a estrutura do trabalho.
O segundo capítulo aborda a revisão bibliográfica referente aos diversos aspectos associados à produção, beneficiamento e uso das escórias.
O terceiro capítulo relata uma breve introdução sobre a pavimentação asfáltica
O quarto capítulo apresenta um estudo de caso, onde se pode observar os processos de aplicação desse material.
Ao fim, serão apresentadas conclusões em relação à utilização da escória como sub-base de pavimentação e seus benefícios para o processo produtivo e ao meio ambiente.
o Agregado Siderúrgico
Produção do agregado siderúrgico
Durante a revolução industrial, foram desenvolvidos fornos que além de corrigir as impurezas do ferro, permitiam adicionar-lhe propriedades como resistência ao desgaste, ao impacto, à corrosão, etc. O processo mostrou-se de baixo custo e gerava um material de qualidade superior, passando a ser largamente empregado pela indústria.
O aço é produzido, basicamente, a partir de minério de ferro, carvão e cal. A fabricação do aço pode ser dividida em quatro etapas: preparação da carga, redução, refino e laminação. 
1) Preparação da carga: A carga é levada por caçambas e introduzida na parte superior do alto-forno e é formanda de forma fundamental por: minério de ferro, carvão coque (queima produzindo o calor necessário ao funcionamento do forno, e também produz o CO que é o redutor principal do minério de ferro), fundente (considerando que as impurezas do minério de ferro são, em geral, sílica (SiO2) e silicatos de difícil fusão, usa-se como fundente o calcário (CaCO3). O produto da reação, o CaSiO3, irá formar a escória, que será retirada na parte inferior do forno, ou seja, a preparação da carga éonde o carvão é transformado em coque na coqueria e o sínter é originado através da aglomeração de minério de ferro, cal e finos de coque.
2) Redução: as matérias primas produzidas na etapa de preparação da carga, são carregas no alto forno e com a injeção de oxigênio ocorre à redução de minério de ferro em um metal líquido, o ferro gusa que possui alto teor de carbono.
3) Refino: nesta etapa ocorre a transformação do ferro gusa em aço líquido, através da remoção de carbono e impurezas. Depois do aço pronto ele é solidificado, no lingotamento contínuo, produzindo placas, lingotes e blocos.
4) Laminação: Na laminação o lingote de aço passa por entre dois cilindros que o comprimem para reduzir a espessura da peça parecido ao que ocorre nas máquinas de preparo de massa para pastéis, ou seja, as placas, lingotes e blocos são processados por laminadores e são transformados em diversos produtos siderúrgicos.
Escórias de Alto forno
As impurezas presentes no minério de ferro são removidas com seu
aquecimento juntamente com carvão mineral e outras substâncias. O alto-forno é um forno especial com revestimento para resistir a altas
temperaturas, mais elevada até mesmo que 1200°C, desse processo de aquecimento resulta o ferro-gusa (através da redução o ferro se liquefaz, então as impurezas como calcário, sílica, entre outras, formam a escória de alto forno conforme representado na FIGURA 1, essa escória é matéria-prima para a fabricação de cimento), que é utilizado na produção do aço e a escória, constituída de impurezas que são removidas (podendo ser usadas na fabricação até mesmo de cimento).
Figura 1 - Ilustração sobre o processo de produção das escórias de altoforno.
Fonte: Site Aquarius(2018)
As escórias de alto forno podem ser resfriadas de duas maneiras:
1- Resfriada ao ar:
Ainda em estado líquido são depositadas em pátios apropriados, onde são resfriadas ao ar. É um processo lento e seus componentes formam distintas fases cristalinas, de forma que não adquirem poder de aglomerante hidráulico. Essa escória recebe o nome de Escória Bruta de Alto-Forno, podendo ser britada ou utilizada como material inerte em diversas aplicações, substituindo materiais pétreos.
2- Resfriada rapidamente com água:
A escória líquida é levada para equipamentos chamados granuladores, onde jatos de água com alta pressão resfriam bruscamente o material. Não havendo tempo suficiente para formação de cristais, de forma que a escória fica granulada, "vitrificando", e recebe o nome de Escória Granulada de Alto-Forno. Essa escória apresenta-se macroscopicamente, com aspecto semelhante ao de areia grossa, porosa, de fratura vítrea quando observada com lupa, possuindo um tamanho máximo do grão, de 5 mm, quando bem granulada é essencialmente amorfa, vítrea. 
Quando moída e em contato com a água, a escória granulada de alto forno endurece (propriedade cimentante), podendo substituir parte do clínquer Portland, na fabricação de cimentos.
Escória de Aciaria
A escória de Aciaria é formada durante a produção do aço, composta da fração leve que separa do aço líquido, devido à diferença de peso específico. É formada por óxidos resultantes da injeção de oxigênio e pela combinação desses outros óxidos adicionais (CaO - Óxido de cálcio e MgO - Óxido de magnésio), assim como as escórias de alto-forno, as escórias de aciaria podem ser resfriadas lentamente, ao ar ou rapidamente com jatos de água.
De acordo com a NBR 5019/2001,ESCÓRIA é um produto líquido ou pastoso, produzido durante operações piro metalúrgicas, geralmente contendo sílica, que se torna sólido à temperatura ambiente. O processo de produção da escória de Aciaria pode ser observado na FIGURA 2.
Figura 2 - Ilustração sobre o processo de produção das escórias de alto-forno e de aciaria.
Fonte:Site Aquarius (2018)
Quando sua expansividade é reduzida, a escória se torna um agregado tão bom quanto, ou melhor que os obtidos através da britagem das melhores rochas. Após o período de cura, a fração graúda da escória de aciaria é considerada um material inerte, com elevada dureza, bom atrito superficial e porosidade reduzida, sendo um agregado ideal para obras de infraestrutura. Suas propriedades químicas podem ser observadas na TABELA 1.
Tabela1 - Composição química da escória produzida em uma siderúrgica da região.
Fonte:Site Scielo (2018)
Beneficiamento das escórias de Aciaria
Para o reaproveitamento das escórias de aciaria é necessário que a escória passe por um processo de beneficiamento que tem como objetivo diminuir as reações de expansão destas escórias.
A expansividade da escória de aciaria pode causar o surgimento de erupções superficiais (pequenos vulcões) no pavimento, formando trincas radiais e de pequeno tamanho, assim como, o estufamento do revestimento, que em alguns casos pode atingir alguns cm de altura como vemos na FIGURA 3, quando em grandes quantidades podem causar um problema funcional.
Figura 3 - Ciclovia na BR-101, expansão das escórias provocou trincas e o estufamento de aproximadamente 15 cm de altura no pavimento.
Fonte: Site Alexandria 2018
Por essa razão, existem alguns tratamentos aplicados à escória de aciaria que minimizam os seus efeitos expansivos e possibilitam sua utilização. São respectivamente, a britagem, separação magnética e granulométrica e o processo de estabilização química. 
Depois de geradas, as escórias são depositadas em baias de resfriamento, onde posteriormente são beneficiadas através da britagem, em seguida separação metálica e granulométrica.
A separação magnética consiste em passar as escórias por uma esteira com um imã na extremidade. A fração que contém ferro metálico fica retida no imã, é coletada e posteriormente revendida ou reutilizada internamente as siderúrgicas. A fração não-metálica resultante será utilizada como agregado. Mas antes, ela deve ser estocada em pilhas expostas ao ar livre, segundo frações granulométricas, para que passem por um processo de estabilização química por meio de intemperismo, através da exposição à chuva e ao ar,ou umectação artificial utilizando aspersores por um período mínimo de tempo estimado de aproximadamente 6 meses, ocorre à hidratação e estabilização dos óxidos expansivos ainda presentes na escória beneficiada, esse período é chamado de cura.[footnoteRef:1] [1: Disponível em:˂https://blogreciclos.wordpress.com/2016/10/03/beneficiamento-da-escoria-de-aciaria/˃ Acesso em: 28 de março de 2017.] 
Após essas etapas é necessário o controle de qualidade do material através de Análise Química, Expansão e Granulometria.
 Nas FIGURAS 4, 5 e 6 podemos ver o processo de cambamento, a planta de beneficiamento e o pátio de tratamento da escória.
Figura 4 - Cambamento da escória liquida/pastosa nos poços de resfriamento:
Fonte: Google Earth (10/06/2017)
Figura 5 - Planta de Beneficiamento de Escória:
Fonte: Google Earth (10/06/2017)
Figura 6 - Pátio de tratamento da escória
Fonte: Google Earth (10/06/2017)
Controle de qualidade das escórias
Após visita a uma Siderúrgica X no Rio de Janeiro, verificou-se que a empresa realiza uma série de testes para se certificar da qualidade do agregado siderúrgico após o tratamento, os testes realizados são: Granulometria, compactação, expansão volumétrica, índice suporte Califórnia, limites de Atenberg, durabilidade, abrasão “Los Angeles”
Granulometria
A análise granulométrica das escórias é feita de acordo com a norma DNER-ME 083 de 1998 que tem por objetivo, fixar o procedimento para a análise granulométrica de agregados miúdos e graúdos, por peneiramento. Na FIGURA 7 pode-se observar o aspecto das escórias após a separação de acordo com a granulometria.
Figura 7 - Aspecto das escórias de aciaria de acordo com a granulometria
Fonte: Site Slide Player (2018)
Índice de suporte Califórnia
O índice de suporte Califórnia (CBR) consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo de prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa mistura padrão de brita estabilizada granulometricamente, essa relação é expressa em porcentagem. O ensaio pode ser realizado moldando-se um corpo de prova com teor de umidade próximo ao ótimo (determinado previamente em ensaio de compactação) ou moldando-se corpos de prova para o ensaio de compactação (em teores de umidade crescentes), com posterior ensaio de penetração desses mesmos corpos de prova, obtendo-se simultaneamente os parâmetros de compactação e os valores de CBR, conforme a norma ABNT NBR 9895, DNER-ME 049/94.
Limite de Atemberg
Os solos podem apresentar tipos de consistência diferentes dependendo da quantidade de água que possuam. Essa consistência pode ser sólida, semissólida, plástica ou a de um fluido denso.
Alguns valores de teor de umidade existentes, que separam um estado de consistência de outro, são os chamados limites de consistência. Estes limites são determinados empiricamente e são utilizados nos diversos sistemas de classificação do solo e refletem uma série de propriedades dos solos finos, como tipo do argilomineral, sua atividade, estrutura, superfície específica, etc.
O teor de umidade que separa o estado plástico do estado líquido é chamado de limite de liquidez, que é o valor de umidade abaixo do qual o solo tem comportamento plástico. Já o limite de plasticidade, é a umidade que delimita o estado semissólido do plástico. Através de uma série de testes e ensaios é possível definir o Limite de liquidez, o Limite de plasticidade e o Limite de contração de um solo, conforme norma ABNT NBR 7180.
Durabilidade
Esse método determina a resistência à desintegração dos agregados sujeitos a ação do tempo, pelo ataque de soluções saturadas de sulfato de sódio ou de magnésio, conforme ABNT NBR 6118.
Abrasão “Los Angeles”
Esse ensaio, conforme norma DNER-ME 035/98, consiste em obter uma determinada quantidade de agregado, cinco ou dez quilos, satisfazendo a granulometria desejada, e submetê-la a choques e desgastes durante a rotação de um tambor metálico de 80 centímetros de diâmetro a uma velocidade de 30 a 33 rpm. O efeito é intensificado pela presença de doze bolas de aço e o ensaio é concluído após 500 ou 1000 rotações dependendo da faixa granulométrica. Logo após, é peneirado todo o material e o desgaste é aferido pela razão entre a quantidade de material que passou na peneira de 1,7mm após o ensaio e a quantidade total colocada inicialmente no tambor.
Esse teste mede o desgaste de um agregado por abrasão, através do impacto entre agregados e esferas de aço padronizadas que giram num tambor, com velocidade controlada, num número de revoluções especificadas, conforme norma NBR NM 51.
Expansão
No ensaio de expansão são medidos o aumento de volume, de uma amostra compactada em molde utilizado no ensaio de CBR (Califórnia Bearing Ratio), quando imersa em água durante pelo menos quatro dias, a fim de determinar se o material é expansivo ou não. Este método de ensaio descreve a determinação do potencial de expansão da escória de aciaria quando compactada e testada em laboratório, devendo determinar a curva de umidade ótima e densidade máxima, de acordo com a Norma DNIT 049/94-ME.
Compactação
Determina a correlação entre o teor de umidade do solo e sua massa específica aparente seca, quando a fração de solo que passa na peneira de 19 mm é compactada utilizando amostras trabalhadas, conforme normaABNT NBR 7182.
o uso da escória
Utilizaçãodas escórias aciaria como sub-base na Pavimentação de rodovias
Após a estabilização de sua expansão, as escórias podem ser empregadas na pavimentação, tanto na sub-base, como na base ou no revestimento asfáltico, porém seu uso não se limita a pavimentação, podendo ser aproveitadas de diversas maneiras na construção civil, como por exemplo, em ferrovias como lastro e sub-lastro, em pavimentos, contenção de encostas na forma de gabiões, na fabricação de cimento, corretivo do solo, diques marítimos, contenção de margens, revestimento primário de vias urbanas e rurais e aterro sobre solo mole.
No que tange a pavimentação,S. Pinto (2002, Pg. 11) afirma que o pavimento é uma estrutura constituída por uma ou mais camadas, conforme detalha a FIGURA 8, com características para receber as cargas aplicadas na superfície e distribuí-las, de modo que as tensões resultantes fiquem abaixo das tensões admissíveis dos materiais que constituem a estrutura. Os pavimentos podem ser classificados em rígidos, flexíveis e semirrígidos.
Figura 8 - Detalhamento das camadas de um pavimento asfáltico.
Fonte:Site Estater pavimentação (2017)
Quando aplicado à pavimentação, o agregado siderúrgico oferece: Resistência mecânica elevada, boa durabilidade, capacidade de carga elevada e resistência ao desgaste, possibilita a redução de espessura das camadas constituintes do pavimento, redução de custos quando comparado aos materiais convencionais, grão de forma romboédrica de maneira uniforme.
Pavimento asfáltico, composição e aplicação
Segundo S. Pinto (2002, Pg. 4), O pavimento é executado após a terraplenagem e deve possuir características como: 
· Resistência para suportar os esforços verticais oriundos do tráfego para os quais o pavimento foi projetado para e distribuí-los no terreno sobre o qual se assenta;
· Resistir sem desgaste excessivo, aos esforços horizontais produzidos pelo tráfego.
· Melhorar as condições de rolamento, permitindo uma circulação fácil, cômoda e segura;
· Permitir que se realizem operações de reforço ou recapeamento compatíveis com o crescimento do volume de tráfego;
· Conservar sua qualidade sob a ação de agentes intempéricos.
Regularização
É realizada sobre o subleito e tem o objetivo de conformá-lo, transversal e longitudinalmente, conforme necessário. A partir da regularização, as camadas do pavimento terão espessuras constantes, reproduzindo em seu revestimento a mesma forma adquirida na regularização.
Reforço do Subleito
S. Pinto (2002, p. 12) afirma que se trata de uma camada de espessura constante transversalmente e variável longitudinalmente, de acordo com o dimensionamento do pavimento, fazendo parte integrante deste e que por circunstâncias técnico - econômicas, é executada sobre o subleito regularizado.
O reforço do subleito é constituído por um material argiloso selecionado, com excelentes características físicas e resistência elevada, dando ao reforço melhores condições de suporte, além de resistência que permita a absorção e distribuição das cargas que irão se transmitir através das camadas do pavimento. Quando há utilização de reforço do subleito, temos um pavimento de espessura elevada e entende-se que é oriundo de um subleito de má qualidade ou associado a condições de trafego intenso ou pesado.
Sub-base
A sub-base é a camada existente entre o reforço do subleito ou a regularização e a base da estrutura do pavimento. Em rodovias que suportam tráfego pesado, normalmente utiliza-se a sub-base como parte da estrutura, a menos que haja um solo pré-existente de excelente qualidade, sua espessura varia de acordo com o tráfego, podendo ser 15 cm de espessura para tráfego leve e 20 cm para tráfego pesado.
Na sub-base pode haver uma ou mais camadas de material compactado, devendo possuir estabilidade e capacidade de suporte, ótima capacidade para drenagem da água acumulada e pouca variação volumétrica. É geralmente distinguida da camada de base pelas menores exigências com relação a sua resistência, plasticidade e graduação dos materiais que a constituem.
Possui a função de prevenir a intrusão de solo oriundo do subleito na base, pois, caso ocorra uma intrusão contínua o pavimento será arruinado, isso pode ocorrer devido a alguns fatores como: 
· Frequência de cargas pesadas; 
· Presença de solo com granulometria fina, podendo ser levado pela água;
· Existência de água livre no pavimento, originada por infiltrações laterais ou trincas no pavimento.
Além disso, a sub-base deve prevenir o acúmulo de água livre no pavimento, de forma que o material do qual a sub-base é constituída, possua capacidades drenantes, ou ainda deve-se incluir dispositivos drenantes, como colchão drenante, drenos espinhas de peixe, entre outros. Outra função desta camada é proporcionar estabilidade para que equipamentos pesados trabalhem na construção do pavimento.
Normalmente a brita graduada tratada com cimento é utilizada para a execução da sub-base, pois possui resistência maior que a camada de base granular, no entanto, nesta etapa deve-se fazer substituição da brita por escórias de aciaria conforme a proposta desta pesquisa, as Normas DNER-EM 262/94 e DNER-PRO 263/94 especificam a expansão volumétrica aceitável para a utilização do material em pavimentação rodoviária.
De acordo com a norma para o uso de escórias para pavimentos rodoviários (DNER-EM 262/94, Pg. 4);
· O potencial expansivo máximo aceito para a utilização das escórias em pavimentos é de 3% ou o valor determinado por especificação particular em projeto.
· As escórias devem estar isentas de impurezas orgânicas, oriundas de contaminação com escórias de alto forno, solos e outros materiais que possam modificar os valores específicos do projeto.
· A composição granulométrica da escória de aciaria deve manter-se na proporção de 40% na faixa de 1,27 cm (1/2”) e 60% na faixa de 1,27 cm a 5,08 cm (2”) de abertura nominal e deve atender à granulometria do projeto.
Quanto às condições específicas a escória de aciaria deve obedecer aos seguintes limites;
· Absorção de água (por cento em peso) 1% a 2%
· Massa específica de 3 g/cm³ a 3,5 g/cm³
· Massa unitária de 1,5 Kg/dm³ a 1,7 Kg/dm³
· Desgaste por abrasão Los Angeles da escória de aciaria deve ser no máximo igual 25% para sub-base e revestimento
· A durabilidade ao sulfato de sódio, cinco ciclos, deverá ser de 0 a 5%
A escória de Aciaria possui algumas características como:
· Elevada resistência mecânica, textura rugosa e uma morfologia de alta cubicidade, favorecendo maior tração e, consequentemente, maior atrito;
· Estrutura física caracterizada por uma elevada densidade e porosidade acentuada;
· Coloração predominante cinza clara;
· Elevada resistência a variações climáticas e à abrasão, ocasionando menor desgaste e, consequentemente, maior permeabilidade;
· Alta estabilidade com longa durabilidade (vida) para todas as aplicações;
· Inexistência de material orgânico, atuando como inibidor natural para a vegetação;
· Intertravamento automático, produzindo uma superfície estável (excelente tração), em virtude de seu formato cúbico.
· Alto peso específico, proporcionando elevada resistência a movimentos laterais (especialmente útil em curvas e ladeiras);
· Baixo custo comparado a seus concorrentes (brita);
· Fonte inesgotável de recursos - geração contínua de grandes volumes garantindo o fornecimento do material.[footnoteRef:2] [2: PORTAL MET@LICA. Da aciaria para o pavimento. Portal Met@lica. Disponível em: <http://wwwo.metalica.com.br/da-aciaria-para-o-pavimento>. Acesso em: abril 2017.
] 
Na FIGURA 9 pode-se observar a realização de uma sub-base com agregado siderúrgico.
Figura 9 - Preparo de sub-base com uso de escórias
Fonte: Própria (2017)
Base
É a camada situada entre o revestimento e a sub-base ou diretamente sobre o subleito, tem a função de fornecer suporte estrutural ao pavimento, proporcionando rigidez e resistência à fadiga. A base também deve diminuir as tensões de compressão nas camadas inferiores, distribuindo as cargas aplicadas na superfíciedo pavimento, minimizando ou extinguindo as deformações de consolidação e cisalhamento no subleito e sub-base, além de garantir a magnitude das tensões de flexão no revestimento, impedindo assim, o trincamento prematuro. As especificações para os materiais utilizados na base são mais rigorosas que os das demais camadas, com relação a resistência, plasticidade, durabilidade e graduação, geralmente a base é preparada com materiais britados, mistura de solos e britados como ilustrado na FIGURA 10.
Figura10 - Aplicação de base
Fonte: Própria (2017)
Revestimento
De acordo com Liedi, Laura e Jorge e Jorge Barbosa (2008) Todos os revestimentos asfálticos constituem-se de associações de ligantes asfálticos, de agregados e, em alguns casos, de produtos complementares. Essas associações, quando executadas e aplicadas apropriadamente, devem originar estruturas duráveis em sua vida de serviço.
Em uma estrutura flexível, a camada do revestimento é composta por uma mistura de agregados minerais e materiais betuminosos, localizando-se acima da base. O revestimento possui a função de resistir às forças abrasivas provocadas pelo tráfego, proteger o pavimento contra a penetração de água superficial, oferecer uma superfície resistente ao deslizamento dos veículos.
A eficácia do revestimento dependerá do preparo da mistura, de forma que todos os componentes estejam em proporções adequadas, deste modo o resultado final será de um revestimento durável, resistente à fraturas e desagregações, estável quando submetido ao tráfego e às intempéries, por essa razão, o projeto da mistura em laboratório é essencial.
A massa do revestimento pode ser preparada em usinas de mistura a quente ou a frio, sendo as misturas à quente as mais indicadas para rodovias de tráfego moderado ou elevado. A compactação do revestimento durante sua aplicação é muito importante, pois quando mal compactados, podem sofrer afundamento nas trilhas de rodas, desagregação e deterioração estrutural devido ao excesso de água infiltrada, tais problemas reduzem a durabilidade e desempenho do pavimento. 
O revestimento é aplicado sobre a base adequadamente compactada com rolos compactadores estáticos ou vibratórios como ilustra a FIGURA 11, é realizada a cobertura total da base com uma emulsão asfáltica que proporciona impermeabilização e aderência a camada de revestimento, após a cura da emulsão asfáltica, a massa asfáltica é distribuída com uma vibro acabadora por toda a área a ser asfaltada, assim como mostra a FIGURA 12, o equipamento proporciona o nivelamento e pré-compactação da massa, a compactação final é realizada com rolos compactadores.
Figura11 - Ilustração da aplicação de revestimento asfáltico
Fonte:Site Infraestrutura urbana 2018
Figura 12 - Aplicação de Asfalto BR – 163
Fonte:Site Folha do cerrado (2017)
Considerações Finais
Para realização do trabalho, foi realizada uma visita à usina siderúrgica X no Rio de Janeiro, que produz e comercializa agregados siderúrgicos na região, foi realizado o registro das etapas da pavimentação em um trecho da usina onde há trafego constante de veículos pesados, a pavimentação foi realizada utilizando as escórias de aciaria na sub-base do pavimento.
O método de aplicação das escórias na sub-base é o mesmo realizado com a brita graduada. O material é distribuído com o auxílio de uma motoniveladora por toda a área a ser asfaltada e em seguida a camada deve ser compactada com o rolo compactador, conforme FIGURA 13.
Figura 13 - Aplicação de escórias na sub-base em rua da usina siderúrgica X
Fonte: Própria (2017)
Em seguida é aplicada a base, nesse caso o agregado utilizado foi o pó de pedra, que após ser distribuído sobre toda a sub-base é compactado com rolo compactador. Na FIGURA 14 pode-se visualizar o aspecto da base após a compactação.
Figura 14 - Base após a compactação em trecho da siderúrgica X
Fonte: Própria (2017)
Com a base compactada, é aplicada a emulsão asfáltica, que possui textura fluida, conforme mostra a FIGURA 15.
Figura 15 - Aplicação de emulsão asfáltica sobre a base do pavimento, em trecho na Usina siderúrgica x.
Fonte: Própria (2017)
A última etapa é a aplicação da massa asfáltica, que é realizada com uma vibro acabadora e em seguida compactada com rolos compactadores. A FIGURA 16 mostra o pavimento durante o processo de aplicação do revestimento.
Figura 16 - Aplicação de massa asfáltica em trecho da usina siderúrgica x.
Fonte: Própria (2017)
Em sua pesquisa sobre características e utilizações do coproduto agregado siderúrgico, o engenheiro Ronaldo Lacourt de Mendonça fez um comparativo entre os custos da pavimentação com o uso de escórias e de com o uso de brita, como vemos na TABELA 2, os quantitativos de custos são referentes ao mês de Janeiro de 2017.
Tabela 2 - Comparação de preços do serviço para cada m³ executado.
	Economia
	Brita
	Agregado
	Diferenças
	de 61,64%
	Graduada
	Siderúrgico
	
	Custo / m³
	R$ 186,66
	R$ 71,56
	R$ 150,60/m³
	Custo Km
	R$ 261.324,00
	R$ 99.358,00
	R$ 161.966,00/Km
Fonte: Própria (2018)
Considerações Gerais
O processo de aplicação das escórias na sub-base para pavimentação asfáltica, ocorre da mesma maneira que a aplicação da brita, quando comparados os resultados, os pavimentos onde foram utilizadas as escórias se equiparam em qualidade em relação ao asfalto com sub-base de brita. Quando comparados os valores, fica evidente que o processo realizado com o uso das escórias oferece um excelente custo benefício,essa alternativa pode se tornar uma solução mais econômica para a pavimentação de vias, principalmente nas proximidades das grandes siderúrgicas, já que, a aplicação desse material não difere da executada com brita graduada simples, limitando-se apenas aos cuidados direcionados ao tratamento das escórias a fim de reduzir sua expansividade.
Outro ponto importante é que os agregados siderúrgicos de aciaria não prejudicam a saúde, já que, são compostos em média de 41% de óxido de cálcio, 6% de óxido de magnésio, 14% de óxido de silício, 5% de óxido de alumínio 21% de óxido de ferro, que são elementos não-perigosos e encontrados na natureza, além disso, estão intrinsecamente ligados ao conceito de Desenvolvimento Sustentável, pois o reaproveitamento das escórias reduz significativamente o uso de recursos naturais não renováveis, como as pedreiras por exemplo, a utilização das escórias também diminui a quantidade de resíduos industriais no meio ambiente.
Conclusão
A extração de minerais de pedreiras é uma atividade não sustentável, pois o material extraído não será reposto pela natureza e graves danos ambientais são causados pela atividade, já que a extração do mineral causa profundas mudanças na paisagem e na vegetação local, principalmente devido ao uso de explosivos que provocam poeira, gases, vibração no terreno, entre outros.
 A exploração das pedreiras pode causar desmatamento, assoreamento, desvio de cursos d’água e descaracterização do relevo, podendo também prejudicar a fauna local. É necessário encontrar meios para poupar os recursos não renováveis e diminuir os impactos sofridos pelo meio ambiente.
Com base nesta pesquisa pode-se concluir que o reaproveitamento dos agregados siderúrgicos representa uma solução técnica, econômica e ecológica tanto para as usinas siderúrgicas quanto para a construção civil e sociedade, isso porque além de ser uma opção mais barata para a construção, possibilita a diminuição do uso de recursos naturais, como por exemplo a brita.
Em um momento onde a sociedade busca cada vez mais um desenvolvimento econômico responsável e sustentável, o reaproveitamento dos resíduos siderúrgicos somado à otimização de recursos financeiros na construção civil, torna-se cada vez mais interessante. 
Para as siderúrgicas, a vantagem torna-se evidente já que não será necessário acumular excesso de material (escórias) em seus pátios, podendo comercializar esse produto que gera um retorno econômico expressivo, os coprodutos já são fonte de receita relevantepara algumas empresas do setor. No entanto, há dificuldades a serem contornadas, o alto nível de expansibilidade das escórias devido à hidratação de alguns elementos presentes na sua composição química, de forma que a escória deve receber tratamento apropriado antes de sua utilização. Apesar disso, a escória ainda apresenta vantagens com relação ao preço quando comparada com a brita, além de apresentar boa qualidade como agregado, com resistência mecânica ideal para suportar trafego pesado.
	Apesar de outros países como a França, já utilizarem os agregados siderúrgicos na pavimentação, o Brasil ainda caminha lentamente nessa direção, no entanto deve-se incentivar a condução de mais estudos acerca do tratamento e utilização de escórias para fins construtivos, com o ideal de expandir seu emprego e dessa forma, nos beneficiarmos das vantagens dessa utilização.
REFERÊNCIAS
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