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CARACTERIZAO MECANSTICA DE AGREGADOS RECICLADOS DE
RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO DOS MUNICPIOS DO RIO DE
JANEIRO E DE BELO HORIZONTE PARA USO EM PAVIMENTAO
Cinconegui da Graa Fernandes
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAO DOS
PROGRAMAS DE PS-GRADUAO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSRIOS PARA A OBTENO DO GRAU DE MESTRE EM CINCIAS EM
ENGENHARIA CIVIL.
Aprovada por:
_________________________________________________
Prof. Laura Maria Goretti da Motta, D.Sc.
_________________________________________________
Prof. Jacques de Medina, L.D.
_________________________________________________
Dr. Prepredigna Delmiro Elga Almeida da Silva, D.Sc.
_________________________________________________
Prof. Alexandre Benetti Parreira, D.Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL
DEZEMBRO DE 2004
ii
FERNANDES, CINCONEGUI DA GRAA
Caracterizao Mecanstica de Agregados
Reciclados de Resduos de Construo e
Demolio Para Uso em Pavimentao dos
Municpios do Rio de Janeiro e de Belo
Horizonte [Rio de Janeiro] 2004.
IX. 109 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,
Engenharia Civil, 2004)
Tese - Universidade Federal do Rio de Janeiro,
COPPE.
1. Agregados Reciclados,
2. Caracterizao Mecanstica,
3. Pavimentao.
I. COPPE/UFRJ II. Ttulo (srie).
iii
sociedade humana, dedico esta tese,
exploradora, por natureza, e tutora, por intelecto, da vida na Terra.
iv
AGRADECIMENTOS
A Deus e a meu Mestre Jesus Cristo por tudo, inclusive pelos conhecimentos filosficos
e acadmicos que aos poucos me libertam dos grilhes de minha natureza ignorante.
Aos meus amados pais, Joo e Gilza Fernandes, pela orientao, apoio e ao amor que
sempre me dispensaram, essenciais s conquistas dos meus mais dignos sonhos.
Aos meus irmos Sidinei e Mrcio e ao meu primo Felipe, pelo carinho e pela confiana
em minhas idias e atitudes.
magnfica Prof Laura Maria Goretti da Motta, minha querida Orientadora, dotada de
brilhantismo e humildade singulares, e apenas comuns queles indivduos especiais, que
marcam positivamente a evoluo da humanidade com a dignidade de suas vidas.
Ao Corpo Docente da COPPE, em especial aqueles que compem o Programa de
Engenharia Civil na rea de Geotecnia, bem como Prof Helena Polivanov, pela
pacincia e pela solicitude nos esclarecimentos das minhas mais diversas indagaes.
Aos tcnicos e ao pessoal de apoio do Laboratrio de Geotecnia Prof. Jacques de
Medina e do laboratrio de informtica do PEC, destacando meus amigos Marcos
(Boror), Rodrigo, Ralph, lvaro Dell, Ana, Carlinhos e Ricardo Gil por todo o apoio
dado ao desenvolvimento dos meus ensaios laboratoriais e tambm as secretrias
Mrcia e Joseane pela ateno a mim empenhada.
Aos Professores Meyer e Henrique Longo pela confiana e pelo apoio ao ingresso no
curso de mestrado em Geotecnia.
Ao Corpo Discente da rea de Geotecnia, destacadamente aos amigos Sidiclei
Magalhes, Francisco Duque, Eduardo Macedo, Fernando Afonso, Tatiana, Cntia,
Raphael Thuler, Andr Luiz da Silva, Rodrigo Mller, Marcos Fritz, Adriana Martins,
Alexandre Pacheco, Anderson, Candida Pedroza, Carolina Costa, Daniel Cordeiro,
Diego Turri, Filipe Franco, Helton Ribeiro, Jos Luiz Gerlach, Marcos Balaguer, Maria
do Socorro Mateus, Maurcio Barros, Nicolle de Freitas, Osmar Garcia, Petrnio
vMontezum, Renata Rocha, Roberto de Carvalho, Saulo Loureiro, Vernica Cavalcante e
Viviane Guedes que contriburam atravs das mais diferentes formas para a realizao
deste trabalho e, alm disso, deram-me o prazer e a honra de compartilharem comigo a
grande aventura da busca do conhecimento.
Secretaria da COPPE, destacadamente ao Jairo Leite, Elizabeth Cornlio e Rita de
Cssia da Motta.
Prof Consuelo Alves da Costa por ter me presenteado com a tese de mestrado do
Eng de Produo Marcelo Abelaira Vizzoto, uma das referncias deste trabalho.
Usina de Reciclagem do Catumbi, destacando mais uma vez o Eng Fernando
Afonso, que me forneceu os agregados reciclados para a sua caracterizao, inclusive se
incumbindo pessoalmente da entrega destes no Laboratrio Jacques de Medina.
Prefeitura de Belo Horizonte e em especial Dr Nilda Xavier Pires, ao Eng Agenor,
Eng Miriam Jesus Coelho e a toda equipe de trabalho da Usina de Reciclagem do
Estoril, que com extrema cordialidade e diligncia me apresentou esta usina e obras
executadas e em execuo por esta Prefeitura com o emprego dos agregados reciclados.
Alm disso, forneceram sem restries para os ensaios de caracterizao mecanstica
todos os agregados que eu necessitasse e pudesse transportar.
Eletrobrs atravs do Eng Angelo Carillo, Chefe da Diviso de Engenharia de
Gerao, que possibilitou a continuidade desta tese aps o meu ingresso nesta empresa,
bem como, aos meus amigos Luiz Estima, Leonardo Gardino, Marcelo Jaques, Rodrigo
Martins, Simone Garcia, Jos A. Rosso, Mrcio Pimenta, Heitor de Oliveira, Jos Jair
Bianchesi, Alan Nudel, Marcos Pozzato e Jailson Alves pelos comentrios, sugestes e
incentivos a realizao deste trabalho, como tambm pelo fornecimento e indicao de
parte do material bibliogrfico aqui empregado.
A CAPES pelo apoio financeiro fornecido durante este curso de mestrado, garantindo-
me condies psicolgicas favorveis a um bom desenvolvimento do mesmo.
A todo aquele que de forma annima contribui para a concluso desta pesquisa.
vi
Resumo da Tese apresentada COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessrios
para a obteno do grau de Mestre em Cincias (M.Sc.)
CARACTERIZAO MECANSTICA DE AGREGADOS RECICLADOS DE
RESDUOS DE CONSTRUO E DEMOLIO DOS MUNICPIOS DO RIO DE
JANEIRO E DE BELO HORIZONTE PARA USO EM PAVIMENTAO
Cinconegui da Graa Fernandes
Dezembro/2004
Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta
Programa: Engenharia Civil
Neste trabalho so caracterizados mecanisticamente os agregados reciclados de
resduos de construo e demolio (RCD) dos Municpios do Rio de Janeiro e Belo
Horizonte, visando sua aplicao em bases, sub-base e reforos de subleito de
pavimentos rodovirios urbanos e rurais. Foram tambm realizados ensaios comuns
caracterizao de agregados convencionais, bem como aqueles de enfoque ambiental.
Verificou-se atravs de clculo numrico a adequao do uso destes materiais em
estruturas de pavimento a partir de um projeto rodovirio real, substituindo os
agregados convencionais por estes originados na britagem dos RCD. Por fim, os
resultados apresentados nesta tese corroboram para a comprovao das viabilidades
tcnica, econmica, social e ecolgica do emprego destes materiais em pavimentao.
vii
Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)
MECHANISTIC CHARACTERIZATION OF THE RECYCLED AGGREGATE
FROM CONSTRUCTION AND DEMOLITIONS WASTES PROCEEDING FROM
RIO DE JANEIRO COUNTY AND FROM BELO HORIZONTE COUNTY FOR
APPLICATION IN PAVEMENT
Cinconegui da Graa Fernandes
December/2004
Advisor: Laura Maria Goretti da Motta
Department: Civil Engineering
In this work the recycled aggregates from construction and demolitions waste
(CDW) proceeding from Rio de Janeiro County and from Belo Horizonte County are
mechanistically characterized intending their employment in bases, in sub-base and in
reinforcement layer of the urban and rurals highway pavement. Also they were
accomplished by same test used to the characterization of natural aggregates beside the
environmental tests. Their application was checked by numeric calculus in pavement
structures from actual design through the substitution the nature aggregates for theses
one. Finally, the shown results in this thesis confirm that their employment in highway
pavement is technically economically socially and environmentally viable.
viii
NDICE
CAPTULO I............................................................................................................... 1
INTRODUO.......................................................................................................... 1
CAPTULO II ............................................................................................................. 7
REVISO BIBLIOGRFICA...................................................................................... 7
2.1 Normalizao internacional e nacional para agregados reciclados de RCD ........ 8
2.2 Caracterizao de agregados reciclados............................................................ 12
2.2.1 Gravimetria do RCD (matria-prima) ............................................................. 12
2.2.2. Granulometria ............................................................................................... 13
2.2.3 Ensaio de Abraso Los Angeles .................................................................. 18
2.2.4 Ensaio de ndice de Forma.............................................................................. 21
2.2.5 Ensaios de Lixiviao e de Solubilizao ........................................................ 23
2.2.6 Ensaio Triaxial Dinmico - Mdulo de Resilincia ......................................... 24
2.2.7 Ensaio Triaxial Dinmico Deformao Permanente..................................... 31
2.3 Programa para anlise de estrutura de pavimento FEPAVE ........................... 33
CAPTULO III.......................................................................................................... 37
Materiais e Mtodos ................................................................................................ 37
3.1 Agregados reciclados de RCD ........................................................................... 38
3.2 Anlise granulomtrica...................................................................................... 43
3.2.1 Aparelhagem................................................................................................... 43
3.2.2 Ensaio............................................................................................................. 44
3.3 Ensaio de compactao...................................................................................... 45
3.3.1 Aparelhagem................................................................................................... 45
3.3.2 Ensaio............................................................................................................. 47
3.4 Ensaio triaxial dinmico Mdulo de Resilincia.............................................. 48
3.4.1 Aparelhagem................................................................................................... 49
3.4.2 Ensaio............................................................................................................. 50
3.5 Ensaio triaxial dinmico Deformao permanente.......................................... 53
3.5.1 Aparelhagem................................................................................................... 54
3.5.2 Ensaio............................................................................................................. 54
3.6 Ensaio de abraso Los Angeles.......................................................................... 55
3.6.1 Aparelhagem................................................................................................... 55
3.6.2 Ensaio............................................................................................................. 56
ix
3.7 Ensaio de ndice de forma.................................................................................. 57
3.7.1 Aparelhagem................................................................................................... 57
3.7.2 Ensaio............................................................................................................. 58
3.8 Ensaio sobre a massa bruta, ensaio de lixiviao e ensaio de solubilizao....... 59
3.8.1 Ensaio............................................................................................................. 61
3.8.1.1 Ensaio sobre a Massa Bruta......................................................................... 61
3.8.1.2 Ensaio de Lixiviao .................................................................................... 61
3.8.1.3 Ensaio de Solubilizao ............................................................................... 62
CAPTULO 4 ............................................................................................................ 65
ANLISE DOS RESULTADOS OBTIDOS ............................................................... 65
4.1 Anlise granulomtrica...................................................................................... 65
4.2 Ensaio de compactao...................................................................................... 69
4.3 Ensaio triaxial dinmico Mdulo de Resilincia.............................................. 74
4.4 Ensaio triaxial dinmico Deformao permanente.......................................... 82
4.5 Ensaio de abraso Los Angeles.......................................................................... 87
4.6 Ensaio de ndice de Forma ................................................................................ 88
4.7 Ensaio sobre a massa bruta, ensaio de lixiviao e ensaio de solubilizao ...... 89
4.7.1 Agregados reciclados tipo Misto da usina do Catumbi .................................... 89
4.7.2 Agregados reciclados tipo Misto da usina do Estoril....................................... 90
4.8 Aplicao dos resultados de Mdulo de Resilincia ........................................... 93
4.8.1 Via Light - Estrutura do pavimento ................................................................. 94
4.8.2 Via Light Redimensionamento...................................................................... 95
CAPTULO 5 ............................................................................................................ 97
CONCLUSES E SUGESTES DE PESQUISAS FUTURAS .................................. 97
REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................... 101
BIBLIOGRAFIA CONSULTADA......................................................................... 108
ANEXO 1 - Resultados de ensaios de caracterizao PBH/SUDECAP/Diretoria de Manuteno
ANEXO 2 - Ensaios de granulometria Folhas de ensaio
ANEXO 3 - Ensaios de compactao Folhas de ensaio
ANEXO 4 - Mdulo de Resilincia composto Planilhas
ANEXO 5 - Abraso Los Angeles Folhas de ensaio
ANEXO 6 - ndice de Forma Folhas de Ensaio
1CAPTULO I
INTRODUO
Ao longo das ltimas dcadas, pesquisadores brasileiros e estrangeiros esto
caracterizando e estudando formas de aproveitamento tcnico-econmico-ambiental dos
denominados resduos de construo e demolio (RCD) ou simplesmente entulhos, que
so gerados pelo progresso humano, pela necessidade de se dominar e transformar a
natureza a seu benefcio. Atravs de novas construes, reformas ou demolies
daquelas j existentes, gera-se RCD que compe a maior parte do lixo dos grandes
centros urbanos. Em Salvador, por exemplo, so coletados cerca de 2750 t/dia de RCD,
ou seja, 50% de todo o lixo dessa capital (Cassa et al, 2001).
Portanto, ao considerarmos os custos, os impactos ambientais e suas restries legais
envolvidos na destinao de grandes quantidades desse resduo, justificam-se pesquisas
que venham propiciar um destino nobre a estes RCD.
A busca pelo chamado desenvolvimento sustentvel levou pases como os EUA e a
Espanha a desenvolverem programas governamentais que visam diagnosticar os setores
geradores de resduos, suas fontes, tipos e quantidades, de forma a subsidiar o
aproveitamento dos mesmos atravs da reciclagem. Contudo, pases com pouco material
primrio tais como Holanda, Blgica e Dinamarca so os que mais reciclam entulhos,
atingindo percentual superior a 90 %, ainda assim precisando importar areia da Sibria e
entulhos da Inglaterra (Coelho & Chaves, 1998 apud Ciocchi, 2003).1
Segundo o Report N EPA530-R-98-010 publicado em junho de 1998 pela U.S.
Environmental Protection Agency Municipal and Industrial Solid Waste Division Office
of Solid Waste, estima-se que nos EUA foram gerados, no ano de 1996, 136 milhes de
toneladas de RCD (TABELA 1.1), sendo:
1 Coelho, P, E.; Chaves, A., P., 1998. Reciclagem de Entulho uma opo de negcio potencialmente lucrativa e ambientalmente simptica. In Areia e Brita, n 5, pp. 31-35, So Paulo.
21. 43% dos resduos de origem residencial (58 milhes t/ano) e 57% de origem no-
residencial (78 milhes t/ano);
2. 48% referente a demolies de edifcios, 44% referente a reformas prediais e 8% em
canteiros de obra. Nesta TABELA 1.1 no esto includos os resduos relativos a
rodovias, pontes e limpeza de terreno.
Neste pas, apenas 20% a 30% deste resduo gerado foi destinado reciclagem,
destacando-se materiais como concreto, asfalto, metais e madeira.
TABELA 1.1 - Resumo da gerao estimada de RCD nos EUA em 1996. (Report N EPA530-R-98-010, 1998)
Residencial No-residencial Total Origem
(x103 t) (%) (x103 t) (%) (x103 t) (%)
Construo 6560 11 4270 6 10830 8
Reforma 31900 55 28000 36 59900 44
Demolio 19700 34 45100 58 61800 48
Total 58160 100 77370 100 135530 100
Percentual 43 57 100
Fonte: Franklin Associates
Na Espanha, com o intuito de melhor gerir os RCD, o Conselho de Ministros aprovou a
Resoluo de 14 de junho de 2001 da Secretaria Geral de Meio Ambiente que define o
Plano Nacional de Resduos de Construo e Demolio 2001-2006, onde so
encontrados, por exemplo, custos e financiamentos de plantas de reciclagem,
diagnstico da situao atual com estimativas das quantidades de entulho produzido nas
diversas comunidades espanholas, bem como porcentagem reciclada ou reutilizada e
aquela vertida ou incinerada nos demais pases da Unio Europia (TABELA 1.2). Isso
permite verificar que, quando vista como uma nica organizao geopoltica, a Europa
se apresenta em condies semelhantes aos EUA quanto ao percentual de resduos
reciclados.
Por outro lado, segundo Ciocchi (2003) o Brasil, onde as tcnicas de reciclagem de
concreto comearam h cerca de 20 anos, recicla menos de 5% do entulho gerado a cada
ano.
3TABELA 1.2 - Plano Nacional de RCD (2001-2006) da Espanha - Gerao e
Reciclagem de RCD (Palls,2001)
Estado Membro Entulho (x106) t
Porcentagem reutilizada ou reciclada
Porcentagem vertida ou incinerada
Alemanha 59 17 83
Reino Unido 30 45 55
Frana 24 15 85
Itlia 20 9 91
Espanha 13 95
Holanda 11 90 10
Blgica 7 87 13
ustria 5 41 59
Portugal 3 95
Dinamarca 3 81 19
Grcia 2 95
Sucia 2 21 79
Finlndia 1 45 55
Irlanda 1 95
Luxemburgo 0 N/A N/A
Total 180 28 72 Fonte: Construction and demolition waste management practices, and their economic impacts. CE.
Symonds & Ass, Fevereiro, 1999.
Segundo John & Agopyan (2001), se o processo de produo de agregados reciclados
de RCD em sua verso tecnolgica mais simples est consolidado no Brasil, o mesmo
no pode ser dito do emprego do agregado. Embora existam experincias no emprego
de agregados mistos (solo, concreto, pedras, argamassas, cermica vermelha e branca)
na produo de pavimentao e este procedimento esteja em uso no Brasil desde o final
da dcada de 80, no est disponvel ao pblico, no entanto, documentao tcnica
abrangente e consistente. O mesmo acontece com a produo de argamassa a partir dos
agregados em canteiros de obras, que recentemente tem sido objeto de investigao
acadmica.
Ainda segundo John & Agopyan (2001), o grau de conhecimento da tecnologia de
emprego dos agregados na produo de componentes, como blocos de pavimentao,
meio-fios e blocos de alvenaria, era ainda mais rudimentar, embora existisse alguma
experincia prtica incipiente e algumas pesquisas sistemticas em planejamento
4poca do documento. A reciclagem de agregados de RCD na produo de concreto s
agora est sendo objeto de pesquisas, no pas.
Um aspecto que dificulta a utilizao de agregados reciclados a sua aparente
heterogeneidade. No Brasil, o controle tecnolgico necessrio ao emprego efetivo destes
materiais depende de estudos que forneam parmetros para a sua avaliao, visto ser
este controle essencial ao emprego do agregado reciclado em pavimentao. Os estudos
neste sentido esto em fase inicial.
Contudo, a Resoluo do CONAMA N 307, de 5 de julho de 2002, que estabelece
diretrizes, critrios e procedimentos para a gesto de resduos da construo civil,
apresenta-se como um agente essencial ao aumento sensvel do percentual da
reciclagem desse material. Por exemplo, o pargrafo 1, art. 4 diz: Os resduos da
construo civil no podero ser dispostos em aterros de resduos domiciliares, em reas
de bota fora, em encostas, corpos dgua, lotes vagos e em reas protegidas por
Lei,.... O artigo 10, inciso I dessa resoluo estabelece que os resduos Classe A,
material de estudo desta tese, devero ser reutilizados ou reciclados na forma de
agregados, ou encaminhados a reas de aterro de resduos da construo civil, sendo
dispostos de modo a permitir a sua utilizao ou reciclagem futura.
Alm do aspecto legal, sabe-se que a reciclagem do entulho contribui para a preservao
dos recursos naturais ao reduzir a degradao ambiental causada pela extrao das
matrias-primas convencionais.
Existem ainda os aspectos tcnicos e econmicos, que ao lado do aspecto ambiental
supracitado, devem ser contemplados no estudo de aproveitamento dos RCD. O
aproveitamento destes na forma de agregados para pavimentao como materiais
destinados a camadas de base e sub-base apresenta as seguintes vantagens (Carneiro,
Burgos e Alberte, 2001; Trichs e Kruckyj, 1999):
1. Utilizao de quantidade significativa de material reciclado tanto na frao mida
quanto na grada;
2. Simplicidade dos processos de execuo do pavimento e de produo do agregado
reciclado;
53. Possibilidade de utilizao dos diversos materiais componentes do entulho
(concretos, argamassas, materiais cermicos, areia, pedras, etc...);
4. Utilizao de parte do material em granulometrias gradas;
5. Utilizao em locais com presena de gua, por ser considerado material no
plstico e com baixa ou nula expansibilidade.
6. Reduo dos custos da administrao pblica Municipal com a remoo do material
depositado clandestinamente ao longo das vias pblicas, terrenos baldios, cursos
dgua e encostas;
7. Aumento da vida til dos aterros sanitrios, reduzindo a necessidade de reas para
implantao de novos aterros;
8. Diminuio nos custos de pavimentao.
Assim, justifica-se o desenvolvimento de pesquisas na rea de pavimentao que venha
a contribuir quanto ao aproveitamento de agregados provenientes de RCD.
Por fim, destaca-se o desenvolvimento computacional que permite considerar os
esforos mecnicos como aqueles transmitidos ao pavimento pelas rodas dos veculos, a
ao da temperatura, as caractersticas dos materiais que compem as camadas dos
pavimentos (mdulo de resilincia) e inclusive esta prpria estratificao dos mesmos,
ou seja, consideraes concernentes a uma viso mais mecanstica e menos emprica do
projeto rodovirio, como acontece em outras estruturas da engenharia civil (edifcios,
silos, barragens, etc...).
Assim sendo, nesta tese so apresentadas algumas contribuies, sejam elas de carter
estritamente mecanstica oriundas, por exemplo, de ensaios triaxiais dinmicos, ou de
carter ambiental, como os ensaios qumicos de Lixiviao e de Solubilizao de RCD.
Os objetivos do presente trabalho so: caracterizar mecanicanisticamente, de forma a
aplic-los em bases e sub-bases de pavimentos, e atendendo s restries ambientais,
agregados reciclados de RCD das cidades do Rio de Janeiro e Belo Horizonte, visando
uso em pavimentao.
Em Belo Horizonte j existem vias urbanas executadas (dimensionadas empiricamente)
com esse material aplicado em base e sub-bases de pavimentos, com sucesso, como
6pde comprovar o autor deste trabalho em visita a obras concludas e em andamento,
em agosto de 2003.
Para a realizao deste trabalho foram feitos estudos que esto apresentados em 5
captulos, o primeiro sendo esta introduo.
No segundo captulo, apresenta-se a reviso bibliogrfica, abordando o estgio de
normalizao nacional e internacional sobre o tema, bem como a contribuio de alguns
centros de pesquisa em ensaios e resultados que contribuem na composio das
condies de contorno dessa Tese.
No terceiro captulo, trata-se dos procedimentos e equipamentos de ensaios adotados,
mostrando em que condies os resultados deste estudo foram obtidos.
No quarto captulo, so apresentados os resultados obtidos nos diversos ensaios e a
partir destes apresenta-se ainda um pavimento dimensionado com agregados reciclados
de RCD, permitindo compar-lo com um pavimento projetado anteriormente para uma
obra real do municpio do RJ com agregados naturais (convencionais).
No quinto e ltimo captulo, so apresentadas as concluses e sugestes de
continuidades da pesquisa.
Tem-se ainda seis anexos:
Anexo 1 - Resultados de ensaios de caracterizao PBH/SUDECAP/Diretoria
de Manuteno;
Anexo 2 Ensaios de granulometria Folhas de ensaio;
Anexo 3 Ensaios de compactao Folhas de ensaio;
Anexo 4 Mdulo de Resilincia composto Planilhas;
Anexo 5 Abraso Los Angeles Folhas de ensaio;
Anexo 6 ndice de Forma Folhas de Ensaio.
7
CAPTULO II
REVISO BIBLIOGRFICA
A norma brasileira de pavimentao NBR-7207/82 da ABNT proveio da antiga norma
Terminologia e classificao de pavimentao TB-7 de 1953, onde se encontra a
seguinte definio:
O pavimento uma estrutura construda aps a terraplenagem e destinada, econmica
e simultaneamente, em seu conjunto, a:
1. resistir e distribuir ao subleito os esforos verticais produzidos pelo trfego;
2. melhorar as condies de rolamento quanto comodidade e segurana;
3. resistir aos esforos horizontais que nela atuam, tornando mais durvel a
superfcie de rolamento.
Ao se apresentar a definio acima, exceo do aspecto ambiental, enfatizam-se os
aspectos normativo, econmico, tcnico e, principalmente, o carter social, que devem
envolver qualquer projeto de Engenharia e com os quais procura-se balizar essa
pesquisa.
Por outro lado, Medina (1997) define Mecnica dos Pavimentos como disciplina da
engenharia civil que estuda os pavimentos como sistemas em camadas e sujeitos s
cargas dos veculos.
Dentro do aspecto tcnico, a citao do livro Mecnica dos Pavimentos no obra do
acaso. O autor do presente trabalho acredita nas relaes de causa e efeito em que a
Fsica, a Matemtica e demais cincias podem interpretar, fugindo do puro empirismo,
que era vital nos primrdios da pavimentao, e abordando o pavimento de forma
anloga a uma estrutura de edifcio ou de uma barragem. Portanto, procurou-se conduzir
a reviso bibliografia e demais partes desta pesquisa a respeito dos agregados reciclados
de RCD e de sua matria-prima baseados nos aspectos conceituais da Mecnica dos
Pavimentos.
8
2.1 Normalizao internacional e nacional para agregados reciclados de RCD
Segundo Levy (2001), em termos de normalizao Internacional, para agregados
reciclados existem:
1. A proposta japonesa de normalizao BCSJ de (1977),
2. A Norma Britnica 6543,
3. A Norma Holandesa CUR (1986),
4. O adendo Norma dinamarquesa DIF (1989),
5. As diretrizes da RILEM TC 121 DRG apresentadas no 3 Simpsio
Internacional sobre Demolio e Reutilizao de Concreto e Alvenaria (1993),
6. O relatrio do comit CEN 154 AHG - Recycled Aggregates, este grupo j tem
pronta a lista dos ensaios necessrios para cada aplicao que permitiu detectar a
necessidade de se pesquisar determinadas propriedades alm de criar certos
ensaios especficos.
No Brasil, editou-se, com validade a partir de 30/09/2004, a norma ABNT NBR 15116 -
Agregados reciclados de resduos slidos da construo civil Utilizao em
pavimentao e preparo de concreto sem funo estrutural Requisitos. Esta Norma
estabelece os requisitos de emprego de agregados reciclados, a partir de resduos slidos
da construo civil, destinando-se a:
1. Obras de pavimentao viria: em camadas de reforo de subleito, sub-base e
base de pavimentaes ou revestimento primrio de vias no pavimentadas;
2. Preparo de concreto sem funo estrutural.
Nesta norma define-se:
resduos da construo civil Resduos provenientes de construes, reformas, reparos
e demolies de obras de construo civil e os resultantes da preparao e da escavao
de terrenos, tais como: tijolos, blocos cermicos, concreto, solo, rocha, madeira, forros,
argamassa, gesso, telhas, pavimento asfltico, vidros, plsticos, tubulaes, fiao
eltrica etc., comumente chamados de entulhos de obras, calia ou metralha.
9
Como exemplo ilustrativo deste material apresentam-se na Figura 2.1 algumas fotos
obtidas pelo autor deste trabalho.
Figura 2.1 Vista geral onde ser construdo o novo Hospital Paulino Werneck; pilhas de RCD; equipamento (escavadeira) utilizado na demolio das edificaes ento existentes e remoo de RCD; RCD proveniente de reforma domiciliar. (Fotos do autor).
Nesta norma tambm destaca-se, dentre outros aspectos, a preocupao com
propriedades como a distribuio granulomtrica do material, ndice de Forma, os
teores mximos de contaminantes, alm dos parmetros de capacidade de suporte e
expansibilidade.
Tem-se publicadas pela ABNT em 30/06/2004 e com validade a partir de 30/07/2004 as
normas:
1. NBR 15113 Resduos slidos da construo civil e resduos inertes Aterros
Diretrizes para projeto, implantao e operao;
2. NBR 15114 Resduos slidos da construo civil e resduos inertes rea de
reciclagem Diretrizes para projeto, implantao e operao;
10
3. NBR 15115 Resduos slidos da construo civil e resduos inertes
Execuo de camadas de pavimentao Procedimentos.
Atendendo resoluo do CONAMA 307/2002, os resduos se classificam em quatro
classes, segundo a NBR 15116: A, B, C e D. Nesta tese so estudados aqueles definidos
como Classe A, ou seja, resduos reutilizveis ou reciclveis como agregados, tais
como:
1. Resduos de construo, demolio, reformas e reparos de pavimentao e de
outras obras de infraestrutura, inclusive solos provenientes de terraplenagem;
2. Resduos de construo, demolio, reformas e reparos de edificaes:
componentes cermicos (tijolos, blocos, telhas, placas de revestimento e outros),
argamassa e concreto;
3. Resduos de processo de preparo e/ou demolio de peas pr-moldadas em
concreto (blocos, tubos, meios-fios e outros) produzidos nos canteiros de obras.
Por outro lado, alguns municpios do pas dispem de especificaes para o uso de
agregados reciclados, como no caso de So Paulo que na Portaria 32/SIURB G/2003
estabelece a PMSP/SP ETS - 001/2002 que define os critrios que orientam a execuo
de camadas de reforo do subleito, sub-base ou base mista de pavimentos com
Agregado Reciclado de Resduo Slido da Construo Civil, denominado "Agregado
Reciclado", em obras de pavimentao sob a fiscalizao da Prefeitura do Municpio de
So Paulo (PMSP).
Esta norma da PMSP classifica os resduos slidos da construo civil que se aplicam
reciclagem, com posterior aplicao em obras de pavimentao, em:
1. Resduos Slidos Cermicos de Construo Civil Constitudos
predominantemente (acima de 70% em massa) de materiais cermicos, tais
como peas ou fragmentos de tijolos, telhas, manilhas, blocos, revestimentos e
assemelhados, confeccionados com argila e submetidos queima;
2. Resduos Slidos Cimentcios de Construo Civil Constitudos
predominantemente (acima de 70% em massa) de materiais compostos por
areias com aglomerantes, argamassas, concretos endurecidos, artefatos ou
11
fragmentos de concreto ou argamassa de cimento, tais como blocos, lajes e
lajotas, vigas, colunas e assemelhados, tendo como materiais constitutivos
bsicos as areias, agregados ptreos, cimentos e cales;
3. Resduos Slidos Mistos de Construo Civil - Constitudos predominantemente
(acima de 70% em massa) dos materiais descritos nos itens 1 e 2.
Nunes (2004) apresenta a terminologia Resduos Slidos de Construo e Demolio
(RCD) e Resduos Slidos de Construo Civil (RCC), adotando em seu trabalho esta
ltima, para a denominao de resduos slidos freqentemente chamados de entulho de
obras, calia ou metralha. No captulo III (Arcabouo Legal e Normativo), segue
apresentando a definio destes resduos segundo a Resoluo n 307 do CONAMA
(idntica quela apresentada pela NBR 15116), bem como a adotada pela COMLURB
(Companhia Municipal de Limpeza Urbana) do municpio do Rio de Janeiro, que se
refere a Resduos Slidos Inertes oriundos de obras de construo civil, renovao e
demolio de imveis (includos os bens mveis inservveis e os resduos oriundos de
poda de rvores e limpeza de jardins).
A norma NBR 10004/1987 classifica os resduos slidos como seco ou molhado
(natureza fsica), como matria orgnica ou inorgnica (composio qumica) e como
perigoso, no inerte e inerte (risco potencial ao meio ambiente). Tem-se
complementarmente as normas:
1. ABNT/NBR 10005/87 Lixiviao de resduos Procedimentos;
2. ABNT/NBR 10006/87 Solubilizao de resduos Procedimentos;
3. ABNT/NBR 10007/87 Amostragem de resduos Procedimentos;
Academicamente, pode-se citar a contribuio advinda de LIMA (1999), onde
apresentada uma proposio de diretrizes para produo e normalizao de resduo de
construo reciclado e suas aplicaes em argamassas e concretos, para regulamentao
dos agregados provenientes da reciclagem.
Tambm em 2001, foram constitudos dois Grupos de Trabalho com apoio do
SINDUSCON e do IBRACON, atravs do Comit Tcnico CT 206 Meio Ambiente,
para preparao de textos bsicos visando a elaborao de documentos intitulados:
12
Prticas recomendadas para a utilizao de agregados reciclados, um em
pavimentao e o outro em concreto.
2.2 Caracterizao de agregados reciclados
Salienta-se que, embora esta pesquisa trate da caracterizao mecnica de agregados
reciclados para base e sub-base de pavimentos, a pouca bibliografia disponvel est
voltada basicamente para o aproveitamento desses materiais em concretos, mas como
estes materiais so avaliados por critrios mecnicos e fsicos que tambm so
pertinentes pavimentao, estes estudos tambm so descritos nesta reviso.
2.2.1 Gravimetria do RCD (matria-prima)
O comportamento mecnico do agregado reciclado de RCD, como de qualquer outro
material depende de vrios fatores, desde da matria-prima que o compe (entulho,
nesse caso) at a forma em que ele empregado, passando pelo seu processo de
fabricao. Assim parece pertinente apresentar os resultados de ensaios gravimtricos
de RCD listados por Carneiro et al (2001) e Fernando Afonso (pesquisa em andamento -
COPPE) (TABELA 2.1) de algumas regies do pas e do exterior, onde pode-se
verificar a variabilidade dessa matria-prima e entender a sua importncia no
comportamento de seus agregados ao fim dessa Tese.
Por outro lado, ainda segundo Carneiro et al (2001), as caractersticas do RCD esto
condicionadas a parmetros especficos da regio geradora dos mesmos e variao ao
longo do tempo. Na construo de edifcios, enquanto nos pases desenvolvidos so
gerados altos percentuais de papel e plstico (provenientes de embalagens), nos pases
em desenvolvimentos so geradas grandes quantidades de concreto, argamassa, blocos,
entre outros, devido s altas perdas do processo.
13
TABELA 2.1 Composio, em porcentagem, do entulho de diversas regies/pases Carneiro et al (2001) com modificaes.
Origem Material Reino
Unido1 Hong Kong2
So Carlos3
So Paulo4
So Paulo5
Ribeiro Preto6
Salvador7 Rio de
Janeiro8
Concreto e
argamassa 9 17 69 12 33 59 53 66
Solo e areia
75* 19 - 82* 32 - 22 -
Cermica 5 12 29 3 30 23 14 12
Rochas - 23 1 - - 18 5 14
Outros 11 28 1 3 5 - 6 8**
(!) Solo, areia e rocha. ( !!) Material misto (cermica, concreto e argamassa).
1 Construction...,1996 5 Brito Filho (1999), citado por John (2000)
2 Hong Kong Polytechnic, 1993, citado por Levy
(1997) 6 Zordan (1997)
3 Pinto (1989) 7 Carneiro (2000)
4 Castro (1998) 8 Afonso (2004)
Carneiro et al (2001) ressaltam ainda que alm dos fatores regionais, as diferenas
observadas na composio do RCD podem ser atribudas ao perodo de amostragem,
tcnica de amostragem utilizada, ao local de coleta da amostra (canteiro/aterro) e ao tipo
de obras predominantes, tais como trabalhos rodovirios e sobras de demolio.
2.2.2. Granulometria
Para Pinto (1998) a granulometria do agregado, representada pela curva de distribuio
granulomtrica, uma das caractersticas que asseguram estabilidade aos pavimentos,
em conseqncia do maior atrito interno obtido por entrosamento das partculas, desde a
mais grada partcula mais fina.
Por outro lado, o sistema de classificao de solos e agregados proposto pela AASHTO
(American Association of State Highway and Transportation Officials) (1978) utiliza a
curva granulomtrica para avaliar e classificar o material de acordo com sua aplicao
(vias secundrias, aterros, subleitos, bases e sub-bases de pavimentos flexveis, entre
outros).
14
No que se refere a esses agregados reciclados, Sagoe-Crentsil & Brown (1998) 2 apud
Buttler (2003) cita que a granulometria do agregado depende do processo de britagem
utilizado. No entanto, isso no vem sendo considerado na sua confeco.
No Brasil, as especificaes para materiais de base e sub-base de pavimentos
estabilizados granulometricamente so apresentados por normas DNER e ABNT (NBR-
11804), que, por sua vez, indicam a necessidade de que a curva granulomtrica seja
contnua e que se enquadre nas faixas granulomtricas especificadas. Granulometria
contnua, por sua vez, aquela em que esto presentes todos os tamanhos de partculas
de um determinado intervalo granulomtrico, permitindo, como citado anteriormente,
que os gros menores do material se encaixem nos vazios intergranulares dos maiores,
possibilitando constituir um material mais compacto, conseqentemente mais resistente
e menos deformvel.
No trabalho realizado por Carneiro et al (2001), para verificar a viabilidade tcnica do
emprego de agregados reciclados de RCD de Salvador-BA em camadas de base e sub-
base de pavimentos, foram considerados estes agregados em duas fraes: grada
(passante na peneira 19mm e retido na peneira 4,8mm) e mida (passante na peneira
4,8mm). Essas duas fraes foram misturadas a dois solos seguindo determinados
percentuais (ex.: 70% solo latertico e 30% agregado reciclado mido): um de
comportamento latertico proveniente da Formao Barreiras e o outro de
comportamento no latertico, do horizonte C saproltico. As duas misturas com o
agregado reciclado mido no se enquadraram nas faixas granulomtricas especificadas
pela NBR-11804, ao contrrio daquelas confeccionadas com a frao grada dos
mesmos. A partir da anlise de resultados de ISC (ndice de Suporte Califrnia),
observou-se que, respeitando determinadas dosagens, as misturas se mostraram
adequadas sua aplicao em bases e sub-base de pavimentos.
De forma semelhante, porm utilizando agregado reciclado e solos do municpio de So
Paulo-SP, Bodi et al (1995) realizaram um dos primeiros trabalhos em pavimentao no
Brasil utilizando esse tipo de agregado, servindo inclusive de referncia para a pesquisa
citada anteriormente de Carneiro et al (2001). Dentre outras coisas, eles verificaram o
2 SagoeCrentsil, K.K. & Brown, T. 1998, 'Performance requirements of building products derived from construction and demolition waste', Proc. CIB World Building Congress, 'Construction and the Environment', Gavle, Sucia, 712 June 1998
15
comportamento das misturas nas vrias dosagens, observando que os gros de RCD
britado apresentam boa resistncia compresso e ao embricamento, quando
comparados ao entulho bruto, uma vez que na britagem, a fragmentao se d no plano
de menor resistncia do material. Portanto, as fraes menos resistentes so
praticamente reduzidas s granulometrias de areias ou solos, resultando em material de
enchimento e ancoragem dos gros mais resistentes. Segundo eles, este fato que
resulta em uma curva de capacidade de suporte crescente, em funo do aumento da
porcentagem de RCD na mistura.
A Prefeitura Municipal de Belo Horizonte vem produzindo agregados reciclados de
RCD nas Estaes de reciclagem de Entulho da Construo Civil dos bairros Estoril e
Pampulha, distinguindo-os em tipo A (compostos basicamente de concreto e
argamassas) e tipo B (material misto: cermica, concreto, argamassa e outros).
Granulometricamente, ambos os produtos so apresentados como bica corrida. Existe o
projeto de uma terceira usina que em acrscimo s demais, possuir um conjunto de
peneiras, possibilitando a produo de brita graduada. Desde 1996, vem sendo
executadas com esses materiais bases e sub-bases de pavimentos com projeto calcado
no ISC e na experincia dos Engenheiros desse Municpio. Vias como a Av. Mrio
Werneck, com trecho executado com esse material (existem trechos em agregado
convencional e minrio de ferro) em meados da dcada de 90 (Figura 2.2) apresentam-
se em condies de trfego semelhantes queles trechos confeccionados com agregado
convencional. Contudo, no se pode afirmar se houve, ou no, um
superdimensionamento das camadas do pavimento, uma vez que, como citado antes,
contou-se com a experincia laboratorial e executiva dos Engenheiros da Prefeitura de
Belo Horizonte, feitas empiricamente.
16
Figura 2.2 Av. Mrio Werneck, com trecho executado com agregado reciclado. (Foto do autor, ago/2003).
Apresenta-se na Tabela 2.2 parte da tabela apresentada na norma ABNT NBR 15116 no
tocante granulometria sugerida para emprego de RCD em pavimentao:
Tabela 2.2 Requisitos gerais para agregado reciclado destinado a pavimento
(granulometria) NBR 15116
Agregado reciclado
classe A Normas de ensaios
Propriedades
Mido Grado Agregado
Mido
Agregado
Grado
Distribuio
granulomtrica
no uniforme e bem
graduada com
coeficiente de
uniformidade Cu > 10
NBR 7181
Dimenso mxima
caracterstica " 63 mm NBR NM 248
Em comparao aplicao em camadas inferiores de pavimento e no que se refere a
granulometria, cita-se a utilizao dos agregados reciclados em concreto. Levy (1997)
17
informa que produzir agregados reciclados bem graduados e limpos, no ser suficiente
para garantir a qualidade do processo de reciclagem. O material dever ser adequado
finalidade especfica para a qual se destina, ou seja, fisicamente sua granulometria
dever enquadrar-se dentro de determinados limites e, quimicamente, s poder conter
nveis mnimos tolerveis de contaminao, para que, desta forma, o concreto produzido
possa ser durvel e haja garantia da estabilidade das estruturas construdas.
Levy (2001) diz que quando se fazem concretos com menor exigncia de qualidade,
usam-se, s vezes, agregados provenientes de jazidas de rocha que contm uma
variedade completa de tamanhos, desde o menor at o maior, denominados bica corrida
ou brita graduada. Porm a alternativa usada no preparo de concretos de boa qualidade
consiste em obter o agregado em pelo menos dois grupos de tamanhos, sendo as
principais divises entre agregado mido e agregado grado (Neville, 1997). A
determinao da curva granulomtrica de um agregado uma tarefa simples, porm
decidir se a granulometria do agregado pode ser considerada aceitvel ou no para
produo de concreto, uma tarefa mais complexa e parece que ainda nos dias atuais o
meio tcnico no apresenta consenso sobre o assunto. Como inmeros outros conceitos,
o de granulometria ideal foi se modificando com o tempo. Na dcada de 70, o meio
tcnico indicava que o ideal para produo de concreto seria utilizar areia grossa, no
Estado de So Paulo. Esta areia normalmente era encontrada na regio de Jacare.
Atualmente com a dificuldade crescente de se localizar este tipo de areia, entre as
concreteiras a utilizao de areia fina assim como areias compostas artificialmente com
finos de pedreiras tm sido normalmente utilizadas na produo de concretos, sem
qualquer restrio pelos consumidores.
Portanto, a utilizao da curva granulomtrica como parmetro para seleo de um
agregado a ser utilizado na produo de concreto, no pode ser adotado como critrio
absoluto ao invs disso deve ser entendido como critrio orientativo para prever a
trabalhabilidade do concreto a ser produzido com determinado agregado. Ainda, (Levy,
2001) a procedncia dos resduos de construo destinados produo de agregados
reciclados deve ser considerada relevante, uma vez que dependendo da sua origem, ao
passarem por um determinado britador estes resduos daro origem a agregados com
forma totalmente diferentes entre si. Em determinadas condies, podem levar a um
consumo de cimento extremamente elevado, tornando invivel tcnica e
18
economicamente a produo de concretos de classes com resistncias superiores a 30
MPa. Para esse pesquisador, o recomendvel, portanto, que, alm da forma, textura e
granulometria, a seleo de agregados reciclados na produo de concretos seja
realizada dependendo de sua origem, alvenaria ou concreto, evitando-se a mistura, uma
vez que apresentam caractersticas diferenciadas.
2.2.3 Ensaio de Abraso Los Angeles
Define-se no mtodo de ensaio DNER-ME 035/98 a abraso Los Angeles do
agregado como o desgaste sofrido pelo mesmo, quando colocado na mquina Los
Angeles juntamente com uma carga abrasiva (esferas padres de ao), submetido a um
determinado nmero de revolues desta mquina velocidade de 30 rpm a 33 rpm.
O resultado do ensaio (An) avaliado pela perda de material em relao massa inicial
(mn) da amostra passante na peneira N 12:
An = (mn mn) x 100 / mn (2.1)
Onde:
An = abraso Los Angeles na graduao n;
n = graduao (A,B,C,D,E,F ou G) escolhida para ensaio;
mn = massa total da amostra lavada e seca, colocada no tambor;
mn = massa total da amostra lavada e seca, aps o ensaio, retida na peneira de 1,7 mm.
Pinto (1998) ressalta que, sem destacar a aplicao em base ou sub-base de pavimento,
o valor Los Angeles deve ser baixo para os servios do tipo tratamento superficial e
macadame betuminoso, sendo que nas misturas betuminosas geralmente pode-se
projetar uma matriz argamassada de modo a atenuar a m qualidade do agregado. Por
exemplo, uma argamassa com excesso de agregado mido, filer e cimento asfltico,
minimiza o atrito dos gros, sem alterar as demais caractersticas da mistura
betuminosa.
No trabalho realizado por Carneiro et al (2001), para verificar a viabilidade tcnica do
emprego de agregados reciclados de RCD de Salvador-BA em camadas de base e sub-
base de pavimentos, citado no item anterior, o agregado reciclado grado apresentou
19
45% de desgaste neste ensaio, ou seja, An= 45%. Portanto o material do citado estudo
atendeu s especificaes da NBR 11804 para sub-base e base de pavimentos (
20
1. Sua classificao por faixas de avaliao: excelente para desgastes de at 20%,
bom para valores de 20% a 30%, regular, para desgastes de 30% a 40%, e
insatisfatria para desgastes superiores a 40%;
2. A norma C-33/72, da ASTM, que fixa a perda mxima no ensaio de abraso em
50%, e que aconselha ainda que, nos agregados para concreto hidrulico exposto
ao desgaste, o ndice mximo seja de 30%;
3. A especificao do DNER (de maior interesse para a esta Tese) que, para uso em
revestimento, especifica para o agregado um desgaste de no mximo 50%;
4. As especificaes do LNEC, que prevem, para concretos betuminosos, um
desgaste menor ou igual a 35% (E-265/73), e, para revestimentos superficiais,
menor ou igual a 40% (E-266/73);
5. As recomendaes francesas, bastante rigorosas na especificao de tratamentos
superficiais, caso em que prescrevem um desgaste inferior a 25%;
6. A especificao brasileira EB 655, para lastro ferrovirio, que fixa o desgaste
mximo em 40%;
7. A norma brasileira NBR 7211, estabelece que a abraso deve ser inferior a 50%
em peso do material (intervalo igual quele do DNER).
Verificaram, ento, que para norma brasileira NBR 7211:
1. Em 4 das 24 pedreiras analisadas (16,7% dos casos), as duas graduaes de brita
produzidas apresentaram resultados insatisfatrios;
2. Em 12 das 24 pedreiras (50% dos casos), pelo menos uma das duas graduaes
apresentou resultado insatisfatrio.
Ramos (2003) apresenta um estudo com materiais granulares empregados no municpio
do Rio de Janeiro e Grande Rio, realizando ensaios dinmicos de amostras de britas de
vrias pedreiras do municpio e prximas para a confeco de um catlogo de
pavimentos flexveis. Neste trabalho, apenas as amostras de brita 0 de duas pedreiras
apresentaram desgastes Abraso Los Angeles iguais a 50% e 51% respectivamente.
As demais amostras de brita 0 e 1 das demais pedreiras apresentaram valores inferiores
ao limite de 50%.
21
2.2.4 Ensaio de ndice de Forma
Segundo a norma NBR 7809, que prescreve o mtodo atravs do qual se determina o
ndice de forma do agregado grado com dimenso mxima caracterstica superior a 9,5
mm, este ndice mdia da relao entre o comprimento e a espessura dos gros do
agregado, ponderada pela quantidade de gros de cada frao granulomtrica que o
compe.
Apresenta-se na TABELA 2.3 parte da tabela apresentada na norma NBR 15116, porm
no que diz respeito ao ndice de forma:
TABELA 2.3 Requisitos gerais para agregado reciclado destinado a pavimento (ndice de forma) NBR 15116
Agregado reciclado classe
A Normas de ensaios
Propriedades
Mido Grado Agregado
Mido
Agregado
Grado
ndice de forma - " 3 - NBR 7809
Pinto (1998) afirma que nos tratamentos superficiais importante trabalhar com
agregados mais cbicos ou menos lamelares, pois estes ltimos so facilmente
quebrados pela ao do trfego, dando origem formao acelerada de buracos na pista
da rodovia.
Carneiro et al (2001) obtiveram para os agregados reciclados de Salvador, o ndice de
forma para o agregado grado reciclado com dimenso mxima caracterstica superior a
9,5 mm o valor de 2,6, apresentando-se assim no lamelar e dentro do que est
preconizado na norma NBR 15116.
Assim como no item anterior, cita-se o trabalho Ribeiro et al (2003) com os agregados
naturais ou convencionais (britas 1 e 2) do municpio do Rio de Janeiro e Grande Rio,
em termos de ndice de forma. Adotaram inicialmente o modo de determinao
22
especificado pela NBR 5564, que avalia a forma segundo duas relaes, calculadas a
partir da medida de 3 dimenses das britas, verificando que os ndices de forma de todos
os agregados ensaiados corresponderam forma cbica, fato que evidencia que todos
possuem forma adequada ao emprego na produo de concreto.
Ribeiro et al (2003) continuam citando que a norma brasileira NBR 7809, aplicvel ao
caso neste estudo adota a medida de apenas duas dimenses das partculas, e a norma
brasileira NBR 7211 estabelece que a relao entre a maior e a menor no deve ser
superior a 3. Observou-se que este critrio foi atendido por todas as pedreiras
analisadas. Tambm Ramos (2003) apresenta resultados semelhantes.
Se por um lado, encontra-se na rea de pavimentao poucos trabalhos com agregados
reciclados de entulho em que se contemple os estudos da forma dos mesmos, por
outro, em se tratando de tecnologia do concreto isso bem difundido e essencial
anlise do comportamento e da confeco desse material. Assim, ainda em trabalhos
voltados a aplicao de agregados reciclados de RCD em concreto de cimento Portland
(CCP), destaca-se mais uma vez Levy (2001), observando que a forma dos gros tem
influncia no volume total de pasta necessrio para garantir a plasticidade especificada
de determinado concreto e que , de acordo com estudo realizado por Ravindrarajah &
Tam (1985), a forma das partculas dos agregados reciclados mais angular que a dos
agregados naturais. Com base em pesquisas executadas por Hansen e Narud (1983)
apud Levy (2001) conclui-se que os agregados midos reciclados provenientes de
processo de britagem, apresentam formas maiores e mais angulosas do que seria
desejvel para produo de boas misturas.
Levy (2001) continua afirmando: Uma vez que os agregados midos reciclados contm
um grande nmero de partculas angulares, no constitui surpresa o fato de que
concretos elaborados exclusivamente com estes agregados, sejam mais consistentes e
conseqentemente apresentem menor trabalhabilidade do que concretos preparados com
agregados naturais utilizando-se o mesmo trao. Formatos cbicos e texturas
impermeveis apresentam menor demanda de gua para atingir determinada
plasticidade. Tal fato deve ser considerado sempre que se realizar um estudo de
dosagem de CCP. Com a utilizao de agregados reciclados no haveria de ser
diferente, portanto a utilizao de resduos provenientes de alvenaria para produo de
23
agregados a serem utilizados no preparo de novos concretos deve ser analisada com
cautela, uma vez que tal soluo sempre apresentar como produto final, agregados
mais angulosos e mais absorventes que os agregados provenientes de resduos de
concreto.
2.2.5 Ensaios de Lixiviao e de Solubilizao
O ensaio de lixiviao tem como objetivo identificar a concentrao de substncias que
se separam do material por meio de lavagem e percolao. Em contrapartida, o ensaio
de solubilizao identifica a concentrao de substncias solveis em gua presentes no
material. Estes ensaios so preconizados pelas normas NBR 10004 e 10005. A partir
desses dois ensaios pode-se tambm classificar se o agregado reciclado inerte, no-
inerte ou perigoso.
Por outro lado, NBR 15116 - Agregados reciclados de resduos slidos da construo
civil Utilizao em pavimentao e preparo de concreto sem funo estrutural
Requisitos ABNT no trata deste assunto. Existem consideraes sobre teores de
contaminantes, porm contemplando aqueles que tm ao nociva unicamente sobre a
qualidade dos concretos confeccionados com esse tipo de agregado.
Quanto ao emprego no Brasil desses ensaios voltado aplicao em projetos
rodovirios, por exemplo, Vizzoto (2003) ressalta que existem poucos dados a respeito,
uma vez que corriqueiramente adotam-se os agregados reciclados de RCD como inertes.
Contudo, Carneiro et al (2001) verificaram para os agregados reciclados de Salvador a
possibilidade de risco de contaminao ambiental por metais pesados atravs dos
ensaios de lixiviao e solubilizao. Segundo eles, a determinao da concentrao de
metais foi realizado por espectrometria de emisso atmica, espectrometria de absoro
atmica em chama, gerao de hidretos e vapor a frio. Os resultados obtidos se
apresentaram de acordo com os limites mximos permitidos para resduos slidos pela
NBR 10004, ou seja, os agregados reciclados grado e mido de pesquisa de Salvador
no apresentaram riscos sade pblica nem ao meio ambiente.
24
2.2.6 Ensaio Triaxial Dinmico - Mdulo de Resilincia
Adotando-se uma abordagem mecanstica ou mecanstica-emprica em projetos
rodovirios, essencial o uso de termos como resilincia, Mdulo de Resilincia e
ensaios triaxiais dinmicos realizados com um dos objetivos de definir equaes que
exprimam o valor deste mdulo de acordo com determinadas tenses atuantes. O
Mdulo de Resilincia de solos e materiais de pavimentao para base e sub-base
definido como a relao entre a tenso pulsante aplicada no ensaio triaxial (tenso
desvio, d) e a sua correspondente deformao axial recupervel.
At o momento, no foram identificados trabalhos acadmicos que abordassem ensaios
dinmicos, caracterizando os agregados reciclados atravs do seu mdulo de resilincia
e deformaes permanentes decorrentes de aplicao de cargas repetidas em ensaios
triaxiais dinmicos. O trabalho encomendado pela NOVACAP COPPE e realizado
pela Prof Laura Motta em 1999, nos laboratrios desta instituio com materiais
provenientes de Braslia-DF (Tabela 2.4, Figuras 2.3 e 2.4) que foram britados e
peneirados separadamente em granulometria que se encaixasse nas curvas superior,
mdia e inferior da faixa A da especificao DNER-ES 303/97, apresenta resultados
para o MR (mdulo de resilincia) (Tabelas 2.5 e 2.6, Figura 2.5) inclusive para corpos
de prova 15 x 30 cm.
Estes resultados de ensaio so apresentados por Motta & Fernandes (2003), que tambm
apresenta o andamento da pesquisa desta tese poca, para caracterizao de resduos
slidos da construo civil do Rio de Janeiro e de Belo Horizonte para uso em camadas
de pavimentos urbanos, fazendo um breve relato de experincias da capital mineira com
uso deste material e de outros locais.
Tabela 2.4 Resumo dos ensaios de compactao e ISC para o agregado reciclado de
entulho realizado na NOVACAP (Motta & Fernandes, 2003)
25
Figura 2.3 Agregado reciclado de Braslia: vista geral, fraes, corpo de prova inteiro e desfeito. (Motta e Fernandes, 2003).
Figura 2.4 Resultado do ensaio de compactao para o agregado reciclado na energia intermediria, realizados na NOVACAP. (Motta e Fernandes, 2003)
Tabela 2.5 Resultados dos ensaios de compactao e triaxial dinmico para o agregado reciclado de Braslia, na energia intermediria, realizados na COPPE (Motta e
Fernandes, 2003).
26
VARIAO DO MDULO RESILIENTE COM A TENSO CONFINANTE
y = 1586,4x0,6222
R2 = 0,9325
10
100
1000
0,01 0,1 1
Tenso Conf inante, 3 (MPa)
Md
ulo
resi
lie,
M R (
MP
a)
Figura 2.5 Mdulo de Resilincia da amostra de agregado de Braslia, preparada com granulometria mais fina da faixa A do DNER, CP1 2 ponto da curva de compactao. (Motta e Fernandes, 2003).
Tabela 2.6 Resumo dos modelos de comportamento tenso-deformao para o agregado reciclado de entulho de Braslia (Motta e Fernandes, 2003).
Lamentavelmente a norma 15116 de 2004 voltada para agregado reciclado de RCD para
uso em pavimentao no contempla esse tipo de ensaio, preterindo uma abordagem
mecanstica do projeto de pavimentos em detrimento da viso e do ensaio tradicional
em nosso pas, aquele do ISC (ndice de Suporte Califrnia).
Por outro lado, existem diversos trabalhos acadmicos no pas voltados para a
caracterizao mecnica de agregados naturais. Como referncia inicial dos mesmos,
Medina (1997) atribui a Francis Hveem o primeiro estudo sistemtico cujo objetivo era
determinar a deformabilidade de pavimentos. Esse levantamento foi iniciado pelo rgo
rodovirio da Califrnia em 1938 com as medies de deflexes de pavimentos sujeitos
27
ao trfego, culminando na campanha de medidas em 1951, perodo em que se
estabeleceram os valores mximos admissveis de deflexes de forma que os
pavimentos tivessem uma vida de fadiga satisfatria. Hveem relacionava o trincamento
progressivo que ocorria nos revestimentos asflticos com as deformaes resilientes das
camadas subjacentes, principalmente o subleito, adotando o termo resiliente, ao invs de
elstica para as deformaes reversveis, argumentando que, estas so nos pavimentos
muito maiores que nos slidos elsticos como o concreto, ao, etc.
Por outro lado, o ensaio de ISC determina o ndice de resistncia penetrao por
compresso de um solo, podendo no corresponder ao efeito das cargas que so
aplicadas rapidamente, com intensidade varivel e freqncias diferentes, ocasionando
na maioria das vezes deslocamentos muito reduzidos, com valores bem menores do que
0,1considerado no referido ensaio. Portanto, comentava Seed (1955) apud Santos
(1998), que so baixas as correlaes entre o ndice de resistncia ISC com o
desempenho do pavimento. Solos que apresentam o mesmo valor de ISC (resistncia)
podem possuir comportamentos diferentes quando submetidos a ao de cargas
repetidas.
Ainda segundo Medina (1997), uma referncia fundamental para os estudos de
laboratrio sobre resilincia iniciados em 1977 na COPPE/UFRJ foi o Special Report
162 do TRB de 1975. Tais estudos intensificaram-se a partir do Convnio
COPPE/UFRJ e o IPR/DNER em 1978. Vrias teses de mestrado e doutorado no estudo
da mecnica dos pavimentos foram desenvolvidas ao longo destes anos, resultando
numa grande quantidade de informaes sobre o comportamento de ensaios dinmicos
de cargas repetidas em solos, agregados naturais, misturas asflticas e bases cimentadas.
Prez Espinosa (1987) foi o primeiro a ensaiar no Brasil materiais de granulometria
mais grossa e utilizou um modelo (equao 2.2) para representar o comportamento
resiliente dos materiais granulares grados, calcado em ensaios triaxiais de carga
repetida de uma brita.
MR = k3k4
ac (2.2)
Onde:
MR = Mdulo de Resilincia;
28
k3, k
4, c = parmetros de resilincia;
= soma das tenses principais;
a = deformao axial
A partir dos dados levantados nestes diversos trabalhos, foi possvel obter parmetros de
resilincia e modelos de fadiga, que, por sua vez, foram considerados para
dimensionamento de reforo dos pavimentos flexveis por Preussler (1983) e nos
dimensionamentos de pavimentos novos por Motta (1991).
A classificao atravs da resilincia dos solos, presente no Manual de Pavimentao do
DNER (1996), fundamenta-se no conhecimento do mdulo de resilincia dos materiais
expresso por modelos de comportamento elstico no linear. Pelo banco de dados que
serviu de base para esta proposio de classificao, sabe-se que algumas caractersticas
esto implcitas tais como os solos granulares, referncia para os agregados reciclados
de RCD, so aqueles que apresentam menos que 35% em peso de material passando na
peneira n 200 (0,075 mm).
O modelo normalmente utilizado, proposto por Hicks (1970) para retratar o
comportamento do solo granular aquele apresentado na equao 2.3:
MR = K1#3K2 (2.3)
Onde:
#3 = tenso de confinamento;
k1 e k2 = constantes ou parmetros de resilincia determinadas em ensaio triaxial de
carga repetida.
Contudo, Macdo (1996) props um modelo que apresentou boa correlao tanto para
solo argiloso, quanto para granulares, que leva em considerao os par de tenses
confinante e desvio, representado pela equao 2.4, cujos valores de coeficiente de
correlao, R2, so superiores a 0,90 e apresenta melhor performance que o modelo
proposto por Hicks. Ferreira (2002), estudou os vrios modelos para o comportamento
resiliente dos materiais e concluiu tambm, conforme Macdo (1996), que o Modelo
Resiliente Composto representa a melhor forma de expressar a resilincia dos materiais.
29
MR= k1 #3 k2 #d k3 (2.4)
Onde:
#3 = tenso de confinamento;
#d = tenso desvio;
k1, k2 e k3 = constantes ou parmetros de resilincia.
No Manual do DNER (1996), encontra-se de acordo com o comportamento resiliente, a
discriminao de trs classes de solos (A, B e C), que retratam o modelo MR = k1#3k2:
1. O solo do grupo A apresenta grau de resilincia elevado, no sendo aconselhado
seu uso em estrutura de pavimentos,
2. O solo do grupo B apresenta resilincia moderada, podendo ser empregado em
qualquer camada do pavimento, dependendo de k2; se k2 " 0,50 ter bom
comportamento, caso contrrio, ou seja k2 > 0,50, depende da espessura e da
qualidade do subleito, e
3. O Solo do grupo C de baixo grau de resilincia pode ser utilizado em qualquer
camada do pavimento, resultando em estruturas com baixas deflexes.
Segundo Ramos (2003), o Mdulo de Resilincia no propcio como ndice de
qualificao de um agrupamento de solos, especialmente quando expressa
comportamento elstico no linear. Este, continua ele, no um valor intrnseco do
material, no uma propriedade ndice, pois varia com a forma de obteno, com as
caractersticas de moldagem do corpo de prova, com a energia e muitos outros
parmetros. Prez Espinosa (1987) tambm fez esta ressalva quando do estudo de
deformao permanente de materiais granulares.
Por outro lado, sabe-se que em Mecnica dos Pavimentos considera-se o pavimento
como um sistema em camadas, tendo o material que ser compatibilizado com seus
vizinhos na estrutura. Como lembrado por Ramos (2003), muitos autores j
comentaram que os ensaios dinmicos no so indicados para especificaes
genricas, devendo compor as exigncias de especificao de cada projeto especfico.
Observao esta muito interessante quando se lida com novos materiais como os
agregados reciclados de entulho. Portanto, uma das grandes vantagens do uso dos
30
mtodos mecansticos de dimensionamento no partir de restries absolutas quanto
aos materiais.
Segundo Preussler (1978) apud Ramos (2003), quando um determinado solo no
coesivo (areia ou pedregulho) submetido a um carregamento repetido, grandes
deformaes permanentes ocorrem durante os primeiros ciclos da carga, como
conseqncia de movimentos relativos entre partculas, ou fratura das mesmas nos
pontos de contato. Com a repetio de carregamento, o material adquire rigidez e as
deformaes permanentes ao final de cada ciclo da carga aplicada diminuem at
tornarem-se muito pequenas ou nulas. A partir deste instante, o solo apresenta um
arranjo estvel de partculas e um comportamento quase elstico no sentidos de que toda
a deformao nele causada pelo carregamento recupervel quando este retirado.
Nestas condies, o mdulo do material torna-se aproximadamente constante.
Ramos (2003) apresenta resultados de Mdulo de Resilincia (MR) para os materiais
granulares, p de pedra e brita corrida da cidade do Rio de Janeiro, onde o modelo em
funo da tenso desvio apresenta fraca correlao, R2
31
ou seja, para tenso desvio mxima e confinante mxima obteve-se 220 MPa para brita
corrida na energia modificada e na intermediria e 160 MPa para o p de pedra na
energia intermediria.
2.2.7 Ensaio Triaxial Dinmico Deformao Permanente
Segundo Medina (1997), embora o defeito mais freqente nos pavimentos flexveis
brasileiros seja o trincamento do revestimento asfltico deflexo do mesmo apoiado em
camadas granulares geralmente deformveis elasticamente, as deformaes
permanentes, irreversveis, esto presentes seja nas trilhas de rodas dos caminhes nas
estradas seja em estacionamentos de revestimento asfltico, constituindo um fator
importante no projeto de pavimentos flexveis.
Prez Espinosa (1987), observou que a anlise das deformaes permanentes um
problema relativamente complexo, tanto ao nvel de sua evoluo em funo do nmero
de repeties da carga quanto ao nvel das relaes entre as tenses e deformaes,
existindo dois mtodos para a avaliao do afundamento da trilha de roda para um
determinado trfego acumulado: o primeiro atravs das relaes entre tenses e as
deformaes permanentes volumtrica e cisalhante e o segundo via relaes entre as
tenses e a deformao principal permanente, que permite somente a avaliao do
afundamento sob o eixo do carregamento. Por sua vez, esta ltima pode ser avaliada
durante o ensaio de carga repetida, cujo par de tenses pr-fixado, e a deformao
axial (principal) permanente evolui com o aumento do nmero de aplicaes de carga.
Uma equao bastante simples utilizada para representar esta deformao (p)
conhecida como modelo de Monismith, dada por:
p = k
1N
k2 (2.5)
Onde:
k1 e k
2 so coeficientes determinados experimentalmente;
N o nmero de ciclos aplicaes de carga.
32
Na tentativa de contemplar a deformao permanente devida ao trfego e no a soma
desta com aquela verificada durante a construo do pavimento, foi proposta por Paute e
Martinez (1982)3 apud Prez Espinosa (1987) a seguinte relao:
p(N)
= p(100)
+ K1(N-100)K2 (2.6)
Onde:
p(N)
a deformao axial permanente aps N aplicaes de carga (N >> 100);
p(100)
a deformao axial permanente aps 100 aplicaes de carga;
K1 e K
2 so coeficientes determinados experimentalmente;
N o nmero de aplicaes de carga.
Outro modelo foi sugerido por Barksdale (1972) apud Prez Espinosa (1987)
contemplando, por exemplo, as tenses aplicadas para um nmero especfico de
aplicaes de carga, a coeso e o ngulo de atrito interno. Barksdale props ainda um
mtodo de clculo para se determinar o afundamento da trilha de roda, subdividindo a
estrutura do pavimento em subcamadas, calculando as tenses no centro das mesmas
atravs de teorias elsticas ou viscoelsticas no-lineares e, por fim, somando todos os
produtos das deformaes plsticas mdias no centro destas subcamadas pela espessura
das mesmas.
A deformao permanente, dentro da engenharia rodoviria brasileira, foi considerada
no Mtodo do DNER, baseando-se este no CBR, onde a estrutura do pavimento
concebida para proteger o subleito quanto ruptura por cisalhamento ou por acmulo de
deformao permanente. Contudo, Motta (1991) ressalta que ela no funo somente
do subleito, mas do somatrio das contribuies de todas as camadas.
Sabe-se que conforme o valor da tenso desvio pode haver o acomodamento das
deformaes permanentes, como enunciou Preussler (1978). Porm para tenses desvio
3 Paute, J. L; Martinez, J., 1982, Structural finite element design of unbound material pavement from cycle loading traiaxial tests, In: Proc., Fifth Int. Conference on the Structural Design of Asphalt Parements, Delft.
33
de certo porte ou valor limiar da mesma, a deformao permanente pode crescer
continuamente.
Por fim, para agregados reciclados, objeto de estudo nesta tese, no se tem
conhecimento a respeito de ensaios realizados que verifiquem, por exemplo, a evoluo
da deformao permanente atravs do nmero de aplicao de cargas em ensaios
dinmicos e a existncia ou no de seus limites, caso esta evoluo seja assinttica.
2.3 Programa para anlise de estrutura de pavimento FEPAVE
O FEPAVE, Finite Element Analysis of Pavement Structures, foi desenvolvido na
Universidade da Califrnia, em Berkeley, Califrnia, USA. E. L. Wilson desenvolveu
este programa em 1965, em linguagem cientfica FORTRAN para computadores de
grande porte (mainframe).
Em 1968, J. M. Duncan, C. L. Monismith e E. L. Wilson promoveram modificaes na
verso original de forma a permitir a gerao automtica de configuraes de elementos
finitos adequadas anlise de estruturas axissimtricas de pavimentos flexveis, alm de
adaptar, atravs de anlise no linear, Mdulos de Resilincia dependentes da
temperatura e do estado de tenses atuante.
O programa foi doado a COPPE em 1973, e desde ento tem sido testado e estudado em
teses de mestrado e doutorado pertinentes anlise de estruturas flexveis de pavimento,
tendo Motta (1991) implementado o programa FEPAVE para uso em microcomputador
e o adaptando considerao da confiabilidade pelo tratamento probabilstico de
Rosenblueth (FEPAVE 2), permitindo estimar a mdia e o desvio padro dos
parmetros de projeto. O conceito de confiabilidade est associado ao risco estatstico
que se quer admitir em um projeto. No manual da AASHTO em 1986, foi introduzido
este conceito de maneira explcita, sugerindo diferentes nveis de confiana a serem
empregados nos projetos, conforme a importncia da estrada e sua localizao em
regio urbana ou rural, mas neste caso representado somente por um certo valor de
ajuste do trfego.
34
O programa FEPAVE 2 utiliza o mtodo dos elementos finitos, onde o meio continuo
dividido em elementos fictcios de dimenses finitas, ligadas entre si por pontos nodais
que se assimilam a articulaes sem atrito. Aplica-se a teoria da elasticidade para obter
a relao entre as foras e os deslocamentos nodais de cada elemento e, a partir destes,
os deslocamentos no seu interior. Calcula-se a matriz de rigidez de cada elemento. Os
elementos ligam-se pelas faces ou lados. As rigidezas elementares acoplam-se numa
matriz de rigidez global da estrutura.
Resolvido o sistema, tm-se os deslocamentos nodais. A partir destes calculam-se as
tenses no interior de cada elemento e os deslocamentos nos ns para todo o meio
estratificado. De acordo com o operador, o programa gera automaticamente uma malha
e acolhe os mdulos dependentes ou no das tenses. As deformaes (especificas) so
as derivadas primeiras dos deslocamentos e as tenses relacionam-se s deformaes:
[#] = [D] x [$] (2.7)
Onde:
[D] = matriz constitutiva, que funo das caractersticas do material;
[#] = tenso;
[$] =deformao.
A caracterstica dos materiais em geral tomada como o valor do mdulo de resilincia
ou de elasticidade que, se for no linear, depender do estado de tenses.
Algumas regras se recomendam para a discretizao do meio contnuo:
A fronteira lateral de cerca de 20 R, sendo R o raio da rea carregada;
A fronteira do fundo a 40 R, ou mais;
A razo das dimenses dos lados do quadriltero no deve ser maior que 5:1, de
forma que as determinaes das tenses sejam acuradas (mais importante quanto
mais prximo carga).
O FEPAVE2 admite at 12 camadas de materiais diferentes, com comportamento
elstico, isotrpico podendo ser linear ou no linear. Alm disso, permite variar o
mdulo dos materiais asflticos em funo do perfil de temperaturas ao longo da
35
espessura da camada. O programa foi definido para carregamento nico (eixo simples
de roda simples), sendo que para o caso de pavimentos com comportamento elstico
linear pode-se simular a roda dupla atravs da superposio dos efeitos. Correntemente,
admite-se para clculo da deflexo mxima correspondente ao eixo padro, o
deslocamento calculado para uma distncia radial de 3R/2, onde R o raio da rea de
contato do pneu, multiplicado por 2, o que representa o efeito conjunto das duas rodas
mesmo quando se usa a elasticidade no linear.
Silva (1995) estudou a considerao de modelos lineares e no lineares, tendo
constatado que para algumas estruturas:
1. A deflexo na superfcie maior no modelo no linear e mais prxima da
medida no campo;
2. A tenso vertical mxima medida no topo do subleito 22% maior para caso
linear;
3. A deformao de trao na camada inferior do revestimento na anlise no linear
38 % superior;
4. A anlise no linear permite a obteno de uma estrutura mais flexvel e
prxima a real.
Para facilitar a utilizao do programa, Silva (1995) criou um arquivo de dados
utilitrio denominado UTILFEP.EXE, em linguagem Pascal que composto de um
menu principal com oito sub-rotinas:
1. Ler arquivo;
2. Entrada de dados;
3. Alterar e/ou exibir dados;
4. Execuo
5. Impresso de resultados;
6. Grficos e resumos de resultados;
7. Valores do coeficiente de Poisson e mdulo de resilincia;
8. Sair do programa
36
Com base nos resultados obtidos, verifica-se se a estrutura proposta atende aos Critrios
de Ruptura para o perodo de projeto estudado: fadiga da camada betuminosa e de
acmulos de deformaes plsticas (permanente). comum na COPPE empregar a
curva de fadiga em funo da diferena de tenso e para o subleito (deformao
plstica) utilizar a equao desenvolvida por Heukelom e Klomp (1962), que no
aplicvel a todos os casos:
#vertical
= 0,006Mr/(1+0,7log(N)) (2.8)
Onde:
#vertical
= tenso vertical no subleito (kgf/cm);
Mr = Mdulo de Resilincia do subleito (kgf/cm);
N = valor do nmero de solicitaes admissveis definido para o projeto.
37
CAPTULO III
Materiais e Mtodos
Como j citado no Captulo I, o propsito desta tese caracterizar
mecanicanisticamente alguns agregados reciclados de RCD das cidades do Rio de
Janeiro e Belo Horizonte, de forma a aplic-los em bases e sub-bases de pavimentos, e
atendendo s restries ambientais.
Em Belo Horizonte, j existem vias urbanas executadas com esse material, mas que
foram dimensionadas empiricamente. Em visita a estas vias realizada em agosto de
2003, foram observados algumas trincas no revestimento, contudo, em menor proporo
e gravidade das aquelas apresentadas em trechos adjacentes executados com agregados
convencionais ou provenientes de minrio de ferro. Alm de ruas e avenidas em plena
operao, visitaram-se outras em diferentes fases de execuo, observando uma
relevante deposio das maiores partculas da brita corrida (superiores a 19 mm) s
margens das pistas (Figura 3.1). Fato, este, tambm importante na escolha das
dimenses dos corpos-de-prova a serem usados nesta pesquisa.
Nesta tese, quando se diz agregado reciclado de RCD do Rio de Janeiro e de Belo
Horizonte, tratam-se de amostras de materiais oriundos de usinas ou estaes de
reciclagem de entulho da construo civil dos bairros do Catumbi (Rua Itapir, 527) no
Rio de Janeiro e do Estoril (Rua Nilo Antnio Gazire, 147) em Belo Horizonte, a
primeira destas de propriedade privada e a segunda de propriedade pblica municipal.
Por fim, os ensaios realizados e apresentados neste captulo so aqueles imprescindveis
ao dimensionamento mecanstico de pavimentos e/ou contemplados na norma NBR,
foram realizados tambm ensaios de Lixiviao e Solubilizao, que esto associados
classificao de resduos quanto ao aspecto ambiental.
38
Figura 3.1 Rua em Belo Horizonte antes da imprimao; rua imprimada com partculas segregadas margem; ponto do pavimento a ser reparado e visulaizao da brita corrida copmpactada; rua imprimada. (Fotos do autor, ago/2003).
3.1 Agregados reciclados de RCD
Segundo Nunes (2004), dentre 5507 municpios brasileiros apenas onze possuem usinas
de reciclagem operando ou em pr-operao, totalizando 14 usinas. A Prefeitura de Belo
Horizonte (PBH) possui as estaes de reciclagem do Estoril e da Pampulha, sendo este
municpio o nico a possuir as trs diretrizes da gesto de RCD (facilitao da
disposio, segregao na captao e alterao da destinao) implantadas e operando.
A usina do Catumbi no Rio de Janeiro, por sua vez, pertence iniciativa privada
desprovida de qualquer apoio do poder pblico municipal sua insero no processo de
limpeza pblica urbana.
Cita-se, como exemplo, o procedimento de gerao de agregados reciclados de RCD na
usina do Estoril (Figura 3.2):
1. Molhagem do RCD ao chegar na usina ainda na caamba do caminho;
2. Descarregamento do RCD em rea apropriada;
39
3. Espalhamento do RCD em leiras com utilizao de p-carregadeira;
4. Pr-triagem do RCD, separando basicamente papis, plsticos, gesso, madeira e
metais (grandes fragmentos);
5. Triagem do material com a separao dos RCD provenientes de peas de
concretos;
6. Carga e lanamento de RCD (fragmentos de concreto ou mistos) no britador
com auxlio da p-carregadeira;
7. Britagem do RCD e deposio dos agregados sobre esteiras rolantes;
8. Retirada, atravs de eletroms, de pequenos artefatos metlicos existentes
dentre os agregados ainda sobre as esteiras;
9. Transporte do material britado para a rea de armazenagem especfica.
Figura 3.2 - Molhagem do RCD ao chegar na usina; vista geral da rea de descarregamento de RCD; pr-triagem do RCD; lanamento de RCD no britador; transporte em esteira com eletrom dos agregados; carregamento de caminho com agregados reciclados destinados s obras da PBH. (Fotos do autor, ago/2003).
40
Observa-se ainda que:
1. A molhagem do RCD ou dos agregados reciclados realizada periodicamente
sobre os seus depsitos a fim de se evitar a formao de poeira em suspenso;
2. Existe nesta usina uma barreira vegetal com intuito de se evitar a disperso desta
poeira, atingindo a vizinhana habitacional;
3. O agregado reciclado tipo Concreto, denominado Tipo A pela PBH, destinado
confeco de blocos e peas de pavimentos intertravados de concreto (Figura
3.3);
4. O agregado reciclado tipo misto, denominado Tipo B, destinado s obras de
pavimentao.
Figura 3.3 - Blocos e intertravados de concreto produzidos com agregados reciclados tipo A produzidos na usina do Estoril (PBH). (Fotos do autor, ago/2003).
Nesta pesquisa contou-se com dois tipos de agregados reciclados, denominados
simplificadamente concreto e misto. O primeiro o agregado reciclado obtido do
beneficiamento de RCD, composto na sua frao grada de no mnimo 90% em massa
de fragmento a base de cimento Portland e rochas. O segundo o agregado reciclado
41
composto na sua frao grada de menos de 90% em massa de fragmentos base de
cimento Portland e rochas.
A usina do Catumbi disponibilizou para a pesquisa agregados do tipo misto separados
por fraes granulomtricas, do p-de-pedra brita 1 (Figura 3.4). Esta particularidade
se mostrou importante a partir do momento que se pode graduar as britas para ensaio,
variando-as em trs granulometrias distintas (superior, intermediria e inferior) dentro
da faixa D para base (DNER-ES 303/97). Salienta-se ainda que, embora no tenham
sido utilizadas, esta usina forneceu britas de fraes superiores, porm no separadas
por peneiramento.
Figura 3.4 Peneirador; pilhas de agregados reciclados Usina do Catumbi. (Fotos Fernando Afonso, 2003).
Em contrapartida, os agregados provenientes da estao de reciclagem do Estoril foram
fornecidos nos dois tipos, concreto e misto, cuja denominao local agregados tipo A
e tipo B respectivamente. Devido ausncia de peneiramento na usina como aquele
citado no pargrafo anterior, o produto da britagem disponibilizado foi a brita corrida ou
bica corrida.
Na coleta das amostras de agregados nas usinas e na reduo das mesmas para ensaios
de laboratrio, foram adotadas as normas DNER-PRO 120/97 e DNER-PRO 199/96
respectivamente, visando assim obter maior representatividade desses materiais nos
ensaios.
42
Aps a anlise granulomtrica das amostras de campo (item 3.2), pde-se desenvolver
os ensaios da pesquisa sobre as amostras de laboratrio nas combinaes apresentadas
no Quadro 3.1, contemplando: o tipo de material, a granulometria do material em
funo da posio dentro da faixa D ou no especificada chamada bica corrida (Figura
3.5), a energia de compactao e a sua fonte geradora (usina).
Quadro 3.1 Amostras ensaiadas em laboratrio
Amostra Agregado Granulometria Energia de
compactao Cidade
MSIRJ Misto Superior Intermediria Rio de Janeiro
MSMRJ Misto Superior Modificada Rio de Janeiro
MMIRJ Misto In
