Novas tecnicas reabilitacao

1
CONSERVAÇÃO E REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS 25 de Novembro de 2005
NOVAS TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS, Fátima A. Batista
CONSERVAÇÃO E REABILITAÇÃO
DE PAVIMENTOS RODOVIÁRIOS
Laboratório Nacional de Engenharia Civil
25 de Novembro de 2005
NOVAS TÉCNICAS
DE REABILITAÇÃO
DE PAVIMENTOS
NOVAS TÉCNICAS
DE REABILITAÇÃO
DE PAVIMENTOS
Necessidade de melhorar,
reabilitar e conservar as
infra-estruturas existentes
Orçamentos
disponíveis
Preocupações
ambientais
Maiores exigências
de qualidade

2
Reforço com misturas betuminosas a quente
Eventual fresagem e transporte a vazadouro de camadas
existentes
TÉCNICAS TRADICIONAIS DE REABILITAÇÃO
Fabrico da mistura:
150-170ºC
Compactação:
130-150ºC
O ligante é um betume puro
(penetração nominal 35/50 ou
50/70 x 10-1mm)
NOVAS TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO
Reforço de pavimentos
Misturas betuminosas de alto módulo
Misturas com betumes modificados com polímeros
Misturas betuminosas com borracha reciclada de pneus
Misturas betuminosas densas a frio
Técnicas anti-reflexão de fendas
Reciclagem de pavimentos flexíveis
Reciclagem a frio in situ
Reciclagem a quente em central
Outras técnicas

3
Maiores gastos energéticos
Maiores problemas na compactação, sobretudo em tempo frio
Misturas em que se utiliza como ligante, um betume mais duro
(penetração nominal 10/20 x 10-1mm) do que é habitualmente
utilizado nas misturas tradicionais
Maiores módulos de deformabilidade
Melhor comportamento às deformações
permanentes
MISTURAS BETUMINOSAS DE ALTO MÓDULOMISTURAS BETUMINOSAS DE ALTO MÓDULO
Fabrico da mistura:
170-190ºC
Compactação:
145-175ºC
Maior viscosidade do betume
Pavimento existente
Mistura Betuminosa de Alto
Módulo (Betume 10/20)
Betõa betuminoso (Betume
35/50 ou 50/70)
h1 E1
h2 E2
E1 < E2 , h1 > h2
Pode ser interessante a sua aplicação
em zonas com condicionalismos de cotas
MISTURAS BETUMINOSAS DE ALTO MÓDULOMISTURAS BETUMINOSAS DE ALTO MÓDULO
Redução da utilização de recursos
naturais
Redução dos volumes de transporte dos
materiais
Redução dos tempos de execução da
camada
É desaconselhável a aplicação directa
sobre suportes relativamente flexíveis,
com alguma irregularidade ou
relativamente fendilhados

4
Outras técnicas
Cuidado em não exceder os 190ºC, por forma a minimizar a oxidação do
betume, e prevenir a degradação do próprio polímero
MISTURAS COM BETUMES MODIFICADOS COMMISTURAS COM BETUMES MODIFICADOS COM
POLÍMEROSPOLÍMEROS
Utiliza-se como ligante, um betume modificado com polímero
(termoplástico ou elastómero), conduzindo, em geral:
Aumento da viscosidade
Diminuição da penetração
Aumento da temperatura de amolecimento
Melhor resistência ao envelhecimento
Melhor adesividade
Fabrico da mistura:
160-180ºC
Compactação:
140-160ºC

5
Misturas betuminosas drenantes Misturas betuminosas rugosas
Misturas aplicadas em camadas desgaste, proporcionando:
Melhores características funcionais, através de uma
melhoria da rugosidade e da aderência (especialmente sob
tempo chuvoso)
Apresentam uma maior durabilidade, menor susceptibilidade
térmica e maior flexibilidade
Apresentam, em geral, melhor comportamento à fadiga e/ou
melhores resistências às deformações permanentes
Misturas betuminosas drenantes
Este tipo de misturas aplicadas em camadas desgaste,
proporcionam ainda:
uma melhoria significativa das condições de circulação em
tempo de chuva
diminuição do ruído de rolamento
No entanto, apresentam alguns problemas de manutenção, uma vez
que com a passagem do tráfego e sob as acções atmosféricas vai-se
dando a colmatação dos poros, até que a mistura apresenta no final,
características superficiais semelhantes às de uma mistura rugosa

6
Outras técnicas
Utilização de um resíduo
(borracha de pneus moída)
MISTURAS BETUMINOSAS COMMISTURAS BETUMINOSAS COM
BORRACHA RECICLADA DE PNEUSBORRACHA RECICLADA DE PNEUS

7
Processos de fabrico:
Via seca (“dry process): a borracha é adicionada
juntamente com os agregados
Via húmida (“wet process”): o betume é previamente
modificado com a borracha reciclada de pneus, antes deste
se misturar com os agregados
Modificação em fábrica
Modificação do betume numa unidade de produção
localizada na central de fabrico da mistura betuminosa
Processo que tem sido utilizado em Portugal
Fabrico do betume modificado com borracha, junto
da central betuminosa
Adição da borracha (≈20%) ao betume base (≈80%),
previamente aquecido até cerca de 175 a 220ºC
“Digestão” do betume base com borracha, a uma
temperatura da ordem de 180ºC, durante cerca de 45 min.
Adaptação das centrais “tradicionais” introduzindo uma unidade de
produção de ligante entre a cisterna de armazenamento do betume
base e o misturador da central
Aumento significativo da viscosidade
(viscosidade Brookfield da ordem de 2000 – 4000 cP)

8
(adaptado de EAPA, trad. APORBET, 1998)
Misturas betuminosas abertas Misturas betuminosas rugosas
Melhor resistência à fadiga e à propagação de fissuras
Melhor resistência ao envelhecimento (camadas de desgaste)
Melhoria das características superficiais e diminuição do ruído
de rolamento (camadas de desgaste)
Mistura aberta
Porosidade 10 – 15%
9 – 10% de BMB
Mistura descontínua
Porosidade 4,5 – 6,5%
8 – 9% de BMB
Diminuição da espessura total de reforço do pavimento,
desde que o dimensionamento não seja condicionado por
deficiências no suporte da estrutura do pavimento

9
Outras técnicas
MISTURAS BETUMINOSAS A FRIOMISTURAS BETUMINOSAS A FRIO
(COM EMULSÃO BETUMINOSA)(COM EMULSÃO BETUMINOSA)
Utiliza-se como ligante, uma emulsão betuminosa
(fluído em que o betume se encontra disperso numa fase aquosa sob
a forma de glóbulos discretos que se mantêm em suspensão devido a
cargas electrostáticas produzidas pelo emulsionante)
Fabrico da mistura:
Temperatura ambiente
Compactação:
Temperatura ambiente

10
Materiais empregues:
Para além de agregados e de emulsão betuminosa,
em regra á ainda, utilizada água, com o fim de
facilitar o envolvimento dos agregados pela
emulsão, bem como para efeitos de compactação
da mistura
Método que tem sido
adoptado em Portugal
Método Marshall modificado (E.U.A)
Método adaptado das especificações NLT (Espanha)
ou “Método Espanhol”
Método recomendado na especificação AFNOR
NF P 98-121 (França)
Métodos de formulação

11
Determinação do teor em líquidos necessário para
a optimização da compactação da camada
Determinação do teor em líquidos necessário para
a optimização da compactação da camada
Determinação do teor em ligante necessário para a obtenção de
adequadas características mecânicas e de durabilidade da mistura
Determinação do teor em ligante necessário para a obtenção de
adequadas características mecânicas e de durabilidade da mistura
Determinação da quantidade de água a adicionar aos agregados no
fabrico da mistura, tendo em vista a optimização do recobrimento
dos agregados, por parte do ligante
Determinação da quantidade de água a adicionar aos agregados no
fabrico da mistura, tendo em vista a optimização do recobrimento
dos agregados, por parte do ligante
Determinação da composição
da mistura de agregados
Determinação da composição
da mistura de agregados
Formulação
das misturas
Determinação da quantidade de água a
adicionar à mistura
Optimização do recobrimento dos
agregados por parte do ligante
Compactação da mistura
• Método “Espanhol”
• Ensaio Proctor modificado sobre a mistura de agregados
e/ou sobre a mistura de agregados + emulsão
• Ensaios de envolvimento
Formulação
das misturas

12
Determinação da percentagem de
emulsão betuminosa/betume
Ensaios de imersão-compressão
“Espanhol”
(NLT)
Estática de duplo
efeito
t=2/3min; pi=0/pf=21MPa
t=2min; p=21MPa
•2h no molde
•1 dia, ao ar
•3 dias ao ar,
a 60ºC
•4 dias, ao
ar, a 25ºC
•4 dias em
água, a 49ºC
•2h ao ar
•2h em água, a 25ºC
Compressão
simples
Método
Compactação
dos
provetes
Cura
Condicionamento
dos provetes
sem imersão com imersão
Ensaio
de
rotura
Formulação
das misturas
(Ensaio de imersão-compressão
realizado segundo as normas
ASTM D 1074 e D1075 / normas
Espanholas NLT 161 e 162)
C.E. Tipo da ex-JAE (1998) para ABGETE:
Resistência após imersão ≥ 5 000 N ≥ 10 kN
Resistência conservada ≥ 60 % ≥ 75 %
Eliminação da água presente na mistura
(água adicionada + água presente na emulsão):
• Expulsão da água por efeito da compactação
• Evaporação da água
Eliminação da água presente na mistura
(água adicionada + água presente na emulsão):
• Expulsão da água por efeito da compactação
• Evaporação da água
Desenvolvimento das características mecânicas da misturaDesenvolvimento das características mecânicas da mistura
Rotura da emulsãoRotura da emulsão
Processo de cura das misturas
fabricadas com emulsão betuminosa
Processo de cura das misturas
fabricadas com emulsão betuminosa
Cura das
misturas

13
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0 7 14 21 28 35 42 49 56
Idade da camada (dias)
Teoremágua(%)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Evolução do teor em água da mistura
Mistura betuminosa
densa a frio
EN120
Evolução do processo de cura das misturas colocadas
em obra
0
2
4
6
8
10
12
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77
Alturamédia(cm)
Evolução da altura dos tarolos extraídos
em obra
Mistura betuminosa
densa a frio
EN120

14
Ensaios de carga com o deflectómetro de impacto
Caracterização mecânica das misturas colocadas em
obra
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1/2s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Idade da camada (meses)
E(MPa)
Via de sentido Odemira/Limite
do Distrito de Faro
Via de sentido Limite do
Distrito de Faro/Odemira
Mistura betuminosa
densa a frio (20-25ºC)
EN120
Processo de
cura
(Condições
atmosféricas
favoráveis)
O teor em água estabiliza em cerca de 1 %
ao fim de 2 a 4 semanas após a colocação em
obra
A integridade dos tarolos extraídos
(hcamada≅≅≅≅10-15cm) só é conseguida, em geral, ao
fim de cerca de 2 meses
O módulo de deformabilidade começa a estabilizar, em
valores da ordem de 3000 a 5000 MPa, ao fim de cerca de 2
meses após a colocação em obra
APÓS O TEOR EM ÁGUA ESTABILIZAR PODER-SE-Á COBRIR A
CAMADA, APESAR DA CURA NÃO ESTAR AINDA COMPLETA
Evolução das propriedades das misturas colocadas em
obra

15
Módulo de deformabilidade: influência do processo
de cura
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0
7
14
21
28
35
42
49
56
63
70
77
84
91
98
105
112
119
126
133
140
Idade dos provetes (dias)
E(MPa)
Obra
(EN120)
Cura
acelerada
Mistura betuminosa
densa a frioEnsaio de compressão
diametral (t=20ºC)
(NAT, IST)
y = 2011.3e-0.0439x
R2
= 0.8904
y = 6847.4e-0.0541x
R2
= 0.9708
y = 6858.6e-0.0486x
R2
= 0.8476
y = 22974e-0.0471x
R2
= 0.9928
0
5000
10000
15000
20000
25000
0 10 20 30 40 50
Temperatura (ºC)
E(MPa)
Ensaio de compressão diametral (NAT) (t = 0 - 50ºC)
Provetes com 2 meses (MBDF), com película envolvente
Provetes com 4 meses (MBDF), totalmente expostos ao ar
Provetes da obra do IP2 (MRF), com cerca de 1 ano
Provetes de grave bitume (GB), com cerca de 14 anos
Módulo de deformabilidade: influência da temperatura

16
Resistência à fadiga: influência do processo de cura
10
100
1000
10 100 1000 10000 100000 1000000 10000000
Nº de ciclos até à rotura
Extensão(µµµµm/m)
Obra (MBDF, EN120)
Cura completa (MBDF,
mais de 4 meses)
Misturas a quente (GB)
1 dia a 2 meses
(MBDF, com película)
Obra (MRF, IP2)
Ensaio de compressão diametral (NAT)
(t=20ºC)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
0 600 1200 1800 2400 3000 3600
Nº de impulsos
Extensãoaxial(10-6m/m)
1 dia (com película) 2 dias (com película)
1 semana (com película) 2 semanas (com película)
1 mês (com película) 2 meses (com película)
2 meses (sem película) 4 meses (2 com pel. e 2 sem pel.)
4 meses (sem película) Cura acelerada
EN120 IP2
Misturas betuminosas a quente "GB"
Ensaio de compressão uniaxial
com cargas repetidas (Onda
rectangular 1s a 100kPa + 1s
de repouso; t=50ºC)
Resistência às deformações permanentes: influência do
processo de cura
(NAT,
IST)

17
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0 15 30 45 60 75 90 105 120
Tempo de ensaio (minutos)
Deformação(mm) WTc(50ºC) O6 WTc(50ºC) O7 WTc(50ºC) O8
WTc(60ºC) O9 WTc(60ºC) O10 WTc(60ºC) O11
5
V105-120
(x10-3mm/min)
5
Provetes serrados do campo
7
5
Ensaio de pista em
laboratório
(t=50ºC e t=60ºC)
Resistência às deformações permanentes
PG3, Art.542 (M. B. a Quente; Zona Térmica
Estival Quente, 800<TMDp≤2000):
V105-120 ≤ 15 x 10-3mm/min
(WT, LNEC)
Misturas fabricadas e aplicadas à temperatura ambiente
Redução dos gastos energéticos
Redução da emissão de poluentes
Centrais “móveis” de menor complexidade
• Redução dos custos e tempos de transporte
• Maior facilidade na utilização dos agregados locais
Misturas fabricadas e aplicadas à temperatura ambiente
Redução dos gastos energéticos
Centrais “móveis” de menor complexidade
• Redução dos custos e tempos de transporte
• Maior facilidade na utilização dos agregados locais

18
Misturas betuminosas a frio (MBF)
Outras técnicas
TÉCNICASTÉCNICAS ANTIANTI--REFLEXÃOREFLEXÃO DE FENDASDE FENDAS
Fenda existente
Camada de reforço
Fenda transmitida através
da camada de reforço
Camadas granulares
Solo de fundação
Cargas devidas ao
tráfego
Camadas betuminosas
antigas
Acções ambientais
Fenda existente
Camada de reforço
Camadas granulares
Solo de fundação
Camadas betuminosas
antigas
Cargas devidas ao
tráfego
Acções ambientais
Interface anti-fissuras

19
Solução de referência:
Reforço tradicional
Soluções de
reabilitação
adoptadas na
EN118
Geotextil
impregnado com
emulsão
Grelha
metálica
com Slurry
Seal
Dispensam a fresagem das
camadas fendilhadas
Redução dos volumes de
vazadouro

20
Misturas betuminosas a frio (MBF)
Outras técnicas
• Redução da utilização de recursos naturais
• Minimização da quantidade de resíduos
• Protecção do Ambiente
• Redução da utilização de recursos naturais
• Minimização da quantidade de resíduos
• Protecção do Ambiente
Utilização do pavimento como fonte
de matéria prima
Redução dos volumes de vazadouro
RECICLAGEM DE MATERIAISRECICLAGEM DE MATERIAIS
FRESADOS DO PAVIMENTOFRESADOS DO PAVIMENTO

21
Localização dos trabalhos
em central
in situ
Ligante utilizado
betume
emulsão betuminosa
cimento
etc
Temperatura de fabrico
a quente
semi-quente
a frio (temperatura
ambiente)
Reciclagem em central
A quente (com betume)
Semi-quente (com emulsão betuminosa modificada)
Reciclagem in situ
A quente (com betume)
A frio (com emulsão betuminosa, com espuma de
betume, com cimento, etc)

22
RECICLAGEM A QUENTE EM CENTRAL
Com emulsão betuminosa
Com emulsão betuminosa e cimento
Com cimento
RECICLAGEM A FRIO “IN SITU”
Com betume
EM PORTUGAL
RECICLAGEM
A QUENTE
EM CENTRAL

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Pavimento degradado
Estado do pavimento
Condicionalismos de
reabilitação
Remoção das camadas
betuminosas existentes
Materiais betuminosos
fresados
Reforço do pavimento
com uma camada em
mistura reciclada a
quente
Armazenamento do
material junto à central
CENTRAL DE FABRICO
Fabrico da mistura
betuminosa incorporando
materiais fresados
Pavimento a reabilitar
RECICLAGEM A QUENTE EM CENTRALRECICLAGEM A QUENTE EM CENTRAL
Materiais constituintes
Agregados e betume “novos”
Materiais fresados de pavimentos antigos
degradados

24
Centrais de fabrico
Mesmo tipo de centrais “fixas” que as utilizadas
para o fabrico das misturas betuminosas a
quente convencionais, sendo, no entanto,
necessário introduzir algumas modificações às
referidas centrais por forma a adaptá-las para
esse efeito
Centrais contínuas
incorporação de 10 a 50% de material a reciclar
Centrais descontínuas
incorporação de 10 a 70% de material a reciclar
(EAPA, trad. APORBET, 1998)

25
Em função do processo adoptado para o
aquecimento os materiais fresados dos
pavimentos antigos degradados, assim serão as
percentagens permitidas para a sua incorporação
no fabrico de misturas betuminosas a quente
As limitações à quantidade de material fresado a
reciclar, prendem-se, fundamentalmente, com o
facto de este ser um material constituído por
agregados e betume envelhecido, que requer
cuidados especiais durante o seu aquecimento
(por exemplo: temperatura empregue)

26
Centrais contínuas
As misturas betuminosas a reciclar são, em
geral, introduzidas na zona central do tambor
secador-misturador, onde estão protegidas da
chama do queimador.
O aquecimento e desidratação das misturas betuminosas
fresadas é feito quer pelos gases de combustão
quentes, quer pelo contacto com os agregados
sobreaquecidos a incorporar na mistura betuminosa.
(adaptado de EAPA, trad. APORBET, 1998)

27
incorporação de 10 a 30% de material a
reciclar
Forma mais simples: Introdução das misturas
betuminosas a reciclar directamente no
misturador
O aquecimento e desidratação das misturas betuminosas
fresadas é feito pelo contacto com os agregados
sobreaquecidos a incorporar na mistura betuminosa.

28
incorporação até 70% ou mais de
material a reciclar
Outra forma: Complementar a central
descontínua de fabrico, com a instalação de
outro tambor secador destinado ao
aquecimento, em separado, das misturas
betuminosas fresadas

29
Principais vantagens
Redução da utilização dos recursos naturais
Possibilidade de utilizar materiais provenientes
de outra obra
Redução de depósitos em vazadouro
Possibilidade de usar equipamentos e métodos
construtivos tradicionais, com pequenas
modificações
Aspectos a ter em atenção:
A viabilidade económica deste tipo de solução
depende das distâncias de transporte
“Nem todo o material fresado é reciclável”
Seleccionar os materiais fresados em
função do tipo de mistura betuminosa que
se pretende fabricar

30
O material retirado de pavimentos antigos é,
geralmente, armazenado junto à central de fabrico
para posterior utilização.
Este material deve ser armazenado em lotes
consoante a sua proveniência
Por exemplo:
Materiais provenientes da fresagem de diferentes tipos de
camadas betuminosas devem ser armazenados em lotes
separados.
Selecção do
material fresado
Caracterização dos agregados,
após extracção do betume
Determinação da
percentagem de betume
Formulação da mistura betuminosa
incorporando materiais fresados
Satisfaz
Sim
Satisfaz
Sim
Não
Não
Selecção
dos lotes a
reciclar

31
Percentagem de betume
do mat. fresado
Granulometria dos agre-
gados do mat. fresado
Caracterização do betume
do mat. fresado
Percentagem de
betume novo
Selecção do tipo de betume novo
Determinação da percentagem óptima de betume
Composição da
mistura de agregados
Percentagem de
betume final
Material fresado seleccionado
Formulação
da mistura
Data: 1999 e 2000
Reforço do pavimento: execução de uma camada de
regularização em mistura betuminosa a quente, fabricada em
central, incorporando materiais betuminosos fresados,
provenientes da fresagem das camadas superiores do pavimento
existente num troço da EN 14 situado naquela zona
Obra de reabilitação do pavimento da
EN 105 – Travagem/Santo Tirso (≈≈≈≈16km)
Caso de obra

32
Formulação da mistura
EN 105 –
Travagem/Santo
Tirso
Estudo de três composições da mistura de agregados,
correspondentes à adopção de três percentagens de material
fresado reciclável:
Para cada uma destas composições realizaram-se ensaios
Marshall e realizaram se trechos experimentais
Concluiu-se que todas as composições satisfaziam as exigências
preconizadas no Caderno de Encargos da Obra
Por razões económicas e ambientais, optou-se por realizar uma
mistura betuminosa incorporando 40 % de material fresado
20 % 30 % 40 %
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0.01 0.1 1 10 100
abertura dos peneiros (mm)
%dematerialpassado
fuso C.E. da
Obra
Mistura de
agregados
composta
Agregados do
material fresado
Composição da mistura de agregados
EN 105
Mistura
betuminosa
incorporando
40% de
material
fresado para
camada de
regularização

33
40 % material fresado (após
extracção de betume)
15 % Gravilha 14/20
10 % Gravillha 10/14
10 % Gravilha 6/10
13 % Pó 0/6
2 % de filler comercial
EN 105
Mistura betuminosa
incorporando 40% de
material fresado para
camada de
regularização
Viscosidade do betume
do material fresado
Viscosidade
pretendida
para o betume
da mistura
Viscosidade
do betume a
adoptar
Selecção do tipo
de betume novo
RECICLAGEM ARECICLAGEM A
QUENTE EMQUENTE EM
CENTRALCENTRAL
(Asphalt Institute MS-2
“Fig. A.2 – Asphalt
viscosity blending chart”)

34
RECICLAGEM ARECICLAGEM A
QUENTE EMQUENTE EM
CENTRALCENTRAL
1
10
100
0 20 40 60 80 100
Penetração,0.1mm
1
10
100
0 20 40 60 80 100
Percentagem ponderal de betume virgem
em relação ao betume total, %
Temp.amolecimento,ºC
Betume virgem
Betume da
mistura reciclada
Betume do
material fresado
PEN 35/50
tAB(ºC) 50/58
Selecção do tipo
de betume novo
EN 105
Mistura betuminosa
incorporando 40% de
camada de
regularização
Tambor
secador-misturador
Unidade de
alimentação
do material
fresado
Central contínua “Ermont XLM 21”
EN 105
Mistura betuminosa
incorporando 40% de
camada de
regularização
(Monte & Monte, S.A.)

35
Pormenor do anel localizado
na zona central do tambor
secador-misturador para
introdução do material a
reciclar
EN 105
Mistura betuminosa
incorporando 40% de
camada de
regularização
Central contínua “Ermont XLM 21”
(Monte &
Monte, S.A.)
Caracterização mecânica
Ensaios de carga com o
deflectómetro de impacto
Módulo de deformabilidade
E > 5000 MPa
No campo
EN 105
Mistura betuminosa
incorporando 40% de
camada de
regularização
Ensaios de flexão (f=10Hz; t = 22ºC)
Módulo de deformabilidade
Resistência à fadiga
1
10
100
1000
10000
100 1.000 10.000 100.000 1.000.000
Número de aplicações de carga
Extensão(µµµµm/m)
Vigas de mistura reciclada em
central
Mistura convencional, tipo
macadame betuminoso
E ≈ 4000 MPa
Em
laboratório
(ESH, LNEC)

36
Caracterização mecânica
Ensaios de pista em laboratório (t = 60ºC)
Resistência às deformações permanentes
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Tempo (minutos)
Deformação(mm)
L1 L2
18
V105-120
(x10-3mm/min)
17
PG3, Art.542 (M.B. a Quente; Zona
Térmica Estival Média, 200<TMDp≤800):
V105-120 ≤ 20 x 10-3mm/min
EN 105
Mistura betuminosa
incorporando 40% de
camada de
regularização
(WT, LNEC)
RECICLAGEM
A QUENTE
IN SITU

37
RECICLAGEM A QUENTERECICLAGEM A QUENTE ININ SITUSITU
“Substituição”
de camadas
existentes por
uma camada
nova
Pavimento degradado a reabilitar
MÁQUINA RECICLADORA
Aquecimento do pavimento existente e sua fresagem
Eventual adição de novos materiais (agregados, betume, etc.)
Mistura dos materiais
Espalhamento

38
Materiais fresados de pavimentos antigos degradados
Materiais “novos” (agregados, betume, etc.), cuja
incorporação está limitada, por questões dos
equipamentos, a 30% em massa do material a reciclar
(ARRA, 2001)
Centrais de fabrico
Centrais móveis munidas de unidades de aquecimento dos
diversos materiais
Devido, por um lado, à dimensão e complexidade dos equipamentos
utilizados para a reciclagem a quente in situ, e por outro, ao facto de
durante o fabrico da mistura serem emitidas substâncias para a
atmosfera (resultantes do aquecimento dos materiais), este tipo de
solução pode conduzir a impactos sociais e ambientais consideráveis,
para além de constituir um investimento financeiro importante.

39
RECICLAGEM
A FRIO
IN SITU
COM EMULSÃO
BETUMINOSA
RECICLAGEM A FRIORECICLAGEM A FRIO ININ SITUSITU
Pavimento degradado a reabilitar
“Substituição” de
camadas existentes
por uma camada nova
MÁQUINA RECICLADORA
Desagregação dos materiais
Adição de água e emulsão
Mistura dos materiais
Espalhamento
Eventual desagregação prévia das camadas
Espalhamento de material correctivo

40
(EAPA, 1995)

41

42

43
Adição de materiais correctivos (pó de pedra,
cimento, cal, etc)
Estes materiais são normalmente espalhados
sobre o pavimento a reciclar, imediatamente
antes da passagem da máquina recicladora,
devendo decorrer o mínimo de tempo possível
entre as duas operações (espalhamento e
passagem da máquina), por forma a diminuir o
risco destes materiais serem afastados da
zona alvo.

44
Número de passagens da máquina recicladora por
secção tipo
Tendo em atenção as características do perfil
transversal do pavimento (largura da via) a
reciclar, bem como os condicionamentos de
tráfego, define-se o número de passagens da
máquina, em cada local, por forma a reciclar toda a
largura do pavimento existente, e determinam-se
as zonas de sobreposição, cuja largura deve, em
geral, situar-se num intervalo de 15 a 30 cm.
Número de passagens da máquina recicladora por
secção tipo
Nas zonas de sobreposição há que evitar que haja “sobredosagem” de
emulsão e água, e, em caso disso, de materiais correctivos:
quando da primeira passagem da máquina recicladora, os eventuais
materiais correctivos não devem ser adicionados nessas zonas, e os
injectores de emulsão e água aí localizados devem ser desligados.
Portanto, como resultado da 1ª passagem da máquina, recicla-se o
pavimento na largura da máquina recicladora, excepto nas zonas de
sobreposição, onde o pavimento é apenas desagregado.

45
Compactação:
• Cilindro de rasto liso (com
vibração, ≥ 11 t)
• Cilindro de pneus (≥23 t)
Materiais fresados de pavimentos
antigos degradados
Emulsão betuminosa
Água
Materiais correctivos

46
Os “agregados” serão essencialmente constituídos pelo
material fresado do pavimento existente
A sua natureza dependerá:
Espessura a reciclar
Proporção entre os materiais que constituem as camadas do
pavimento a reciclar
A granulometria dependerá:
Materiais a serem reciclados
Processo de reciclagem (por ex: velocidade de avanço da máquina
recicladora)
O material utilizado na formulação deve ser semelhante
ao resultante da acção da máquina recicladora
Maior variabilidade que os
convencionais agregados “novos”
Teor em líquidos óptimo de compactação
Ensaio de compactação “Proctor” modificado
Sim
Teor em betume residual óptimo
Ensaios de imersão-compressão cujos provetes são moldados com :
- Teor em água total óptimo de compactação
- Teor em emulsão variável
Granulometria do material fresado
- Correcção da granulometria
- Adição de material para tratamento
de materiais contaminantes
Selecção do tipo de emulsão betuminosa
Teor em emulsão aproximado
Ensaios de envolvimento com:
- Teor em emulsão aproximado
- Teor em água variável
Não
Satisfaz
Amostras de material fresado
recolhido da máquina recicladora
RECICLAGEM A FRIORECICLAGEM A FRIO IN SITUIN SITU
Formulação
das misturas

47
Principais vantagens
Oportunidade de melhorar a homogeneidade e a
regularidade do pavimento, e eliminar as zonas
fendilhadas
Redução da utilização dos recursos naturais
Redução de depósitos em vazadouro
Redução de gastos energéticos
Fabrico à
temperatura
ambiente
Requer equipamentos específicos
Viabilidade depende das dimensões da obra
Requer avaliação cuidada dos riscos
envolvidos

48
Fase de projecto Caracterização detalhada do
pavimento (espessura e natureza
das camadas, contaminação,
reparações pontuais)
Caracterização detalhada das
fundações (tipo de solos, estado
hídrico, susceptibilidade à água)
Avaliação dos riscos
AVALIÇÃO DA VIABILIDADE DE RECICLAR
ZONAS / TODA A EXTENSÃO DO PAVIMENTO
Fase de obra Adequabilidade dos equipamentos de
reciclagem (face às características das
camadas a reciclar)
Adequabilidade dos equipamentos de
compactação
Riscos ambientais (materiais
correctivos)
Condições atmosféricas
Avaliação dos riscos

49
Evolução do teor em água da mistura
em obra
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0 7 14 21 28 35 42 49 56 63
Teoremágua(%)
Locais ensaiados "in situ"
Mistura betuminosa
reciclada a frio
IP2
Idade da camada reciclada
1ª semana 2ª semana 3ª semana 4ª semana 5ª semana
Evolução da altura dos tarolos extraídos
em obra
Mistura betuminosa
reciclada a frio
IP2

50
Ensaios de carga com o deflectómetro de impacto
Caracterização mecânica das misturas colocadas em
obra
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1/2s
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Idade da camada reciclada (meses)
E(MPa)
EN260-SP2
EN260-SP3
EN260-SP4
Mistura betuminosa
reciclada a frio (18-26ºC)
EN260
Controlo de qualidade
Quantidade de betume residual presente nas
misturas recicladas
Análise granulométrica
Avaliação da compacidade
Realização de ensaios de “imersão-compressão”
utilizando mistura recolhida em obra, à saída da
máquina recicladora
Resistência à compressão simples, depois de
imersão em água (Rim.água ) ≥ 5 kN
Resistência conservada
(Rim.água/Rsecox100) ≥ 60%
C.E. Tipo da ex-JAE (1998) para ABGETE
≥ 10 kN
≥ 75%

51
Controlo de qualidade
1,000
1,200
1,400
1,600
1,800
2,000
2,200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Locais ensaiados
Baridadeseca(g/cm3)
Valores determinados como Troxler 3450
Valores determinados pelo método da "garrafa de areia"
Compacidade da camada reciclada
Mistura betuminosa
reciclada a frio
IP2
RECICLAGEM
A FRIO
IN SITU
COM ESPUMA
DE BETUME

52
COM ESPUMA DE BETUMECOM ESPUMA DE BETUME
Utiliza-se como ligante, espuma de betume (foamed
bitumen)
A espuma de betume é produzida através da adição de
pequenas quantidades de água, geralmente da ordem de 2 a
3% da massa de betume, a betume quente (acima de 170ºC)
• Quando se junta água ao betume quente, a água evapora-
se rapidamente, levando o betume a formar uma
“espuma”, cujo volume pode ser cerca de 20 a 30 vezes
superior ao volume inicial do betume.
• Aumenta-se a superfície específica do betume e reduz-se
significativamente a sua viscosidade
Utiliza-se como ligante, espuma de betume
(Wirtgen,
2001)

53
Utiliza-se como ligante, espuma de betume
A espuma de betume é um sistema essencialmente formado
por água no estado gasoso, betume e ar, que ao fim de
uns segundos tem tendência para voltar ao estado inicial
• “Taxa de expansão” – relação entre o máximo volume
atingido durante a formação da espuma de betume e o
volume final do betume após dissipação da espuma
(medida indirecta da viscosidade da espuma)
• “Meia-vida” - tempo que decorre, em segundos, entre o
instante em que a espuma de betume atinge o volume
máximo e o instante em que esse volume se reduz a
metade (estabilidade da espuma)
Características da espuma de betume
(adaptado de
J.Q.Ribeiro, 2003)

54
RECICLAGEM
A FRIO
IN SITU
COM CIMENTO
COM CIMENTOCOM CIMENTO
Materiais fresados de pavimentos
antigos degradados
Cimento
Água
Materiais correctivos
O processo construtivo é semelhante ao utilizado na reciclagem com emulsão
betuminosa, exceptuando-se a forma de adição do ligante empregue

55
Formas de adição de cimento e da água necessária à
sua hidratação:
Adiciona-se ao material fresado, o cimento e a água
por separado
Juntam-se previamente o cimento e a água,
injectando-se de seguida, a calda assim formada, ao
material fresado
Adição de cimento previamente à passagem da
recicladora:
Espalhamento manual dos sacos de cimento sobre o
pavimento, em quadrículas pré-definidas
Espalhamento com recurso a pulverizadores
mecânicos
Dificuldades em garantir uma distribuição homogénea do cimento (obras
de pequena dimensão e para tráfego reduzido)
O cimento deve espalhar-se o mais uniformemente possível, na
dosagem pretendida
O tempo que decorre entre o espalhamento do ligante e a
passagem da máquina recicladora deve ser o menor possível

56
Adição de cimento através de dispositivos que se instalam
à frente da máquina recicladora
Garantem a adição da dosagem de cimento estabelecida
(comporta rotativa que espalha o cimento imediatamente à frente
da câmara de fresagem e de mistura da máquina recicladora)
Minimizam o levantamento do pó para fora da zona alvo
Possibilitam a realização dos trabalhos em condições atmosféricas
mais desfavoráveis
(adaptado de
E.Neusser, 2001)
Adição de calda de cimento e água através de
misturadoras móveis que circulam acopladas à
máquina recicladora
Permitem a mistura do cimento e da água nas
dosagens exactas
Não existe qualquer
levantamento de
nuvens de cimento.
(adaptado de
Wirtgen, 1998)

57
As camadas recicladas com cimento apresentam, em
relação à reciclagem com emulsão betuminosa:
Maiores resistências à compressão
Camadas mais propensas ao fendilhamento
Durante a execução da camada é necessário proceder-se ao
controlo do fendilhamento por retracção, provocado pela
libertação do calor de hidratação que ocorre durante a cura
Para controlar este fenómeno, é frequente recorrer-se a técnicas que
consistem na criação artificial de “fendas” com espaçamento pré-definido,
como por exemplo, “pré-fissuração”
Benefícios económicos e
ambientais
Obtenção de
parâmetros para o dimensionamento
Afinação de processos
construtivos
Estudos de formulação
adequados
Controlo da qualidade
eficaz
NOVAS TÉCNICAS DENOVAS TÉCNICAS DE
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