16º. Encontro Técnico DER/PR
A Importância da Reciclagem e das
Soluções Sustentáveis em Pavimentação
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Professora Titular
Coordenadora do Laboratório de Tecnologia de Pavimentação
Escola Politécnica da Universidade de São Paulo
Rosângela Motta
Amanda Marcandali Silva
Igor Amorim Beja
Ana Luisa Aranha
Fabiana da Conceição Leite
Edson de Moura
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Resolução CONAMA n° 307 (2002)
Geradores responsáveis pelo Resíduo gerado
Escala de prioridades
Não gerar
Reduzir
Reutilizar
Reciclar
Deposição em aterro
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Resolução CONAMA n° 307 (2002)
Classe A:
Infra-estrutura (pavimentação, terraplenagem, etc),
edificações (cerâmicos, concreto, etc), pré-moldados
Classe B:
Plásticos, papel/papelão, metais, vidros, madeira
Classe C:
Gesso, etc (não há tecnologia viável de reciclagem)
Classe D:
Tintas, solventes, óleos, etc (perigosos)
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
1. Resíduo de Construção e Demolição (RCD)
• Preocupação mundial com a intensa geração de RCD
• Geração de RCD no mundo (aprox.)
Local
População Geração RCD RCD per capita
[milhões hab] [mil ton/dia]
[kg/ano]
Alemanha
82
960
3658
Holanda
15,5
64
1291
Itália
57,5
64
348
Hong Kong
7
64
2857
Austrália
21
45
667
EUA
295
545
576
Brasil
193
221
358
São Paulo SP
11
17
530
Jundiaí - SP
0,3
0,7
758
Fonte: União Européia (1999), Poon (2007), Tam (2009), EPA (2009), Ângulo (2005), PMSP (2006)
1. RCD – Recicladoras
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Recicladora da Prefeitura de SP
Recicladora em Jundiaí (particular)
Motta e Leite
Fonte: www.camssrl.it
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Tipos de agregados reciclados
Agregado reciclado de concreto / argamassa (cinza ou branco)
Agregado reciclado misto (vermelho)
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Tipos de agregados reciclados
Rachão
Pedra 2 a 3
Pedra 1
Pedrisco
Areia
Bica corrida
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Caracterização física do agregado reciclado
Distribuição granulométrica
Porcentagem passante [%]
100
80
60
40
20
0
0,01
0,1
1
10
Abertura das peneiras [mm]
Santo André 1 (antes compactação)
Santo André 1 (depois compactação)
100
Santo André 2 (antes compactação)
Santo André 2 (depois compactação)
OBRA DA USP LESTE Apud: Fabiana Leite, 2007
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Caracterização mecânica do agregado reciclado
CBR (de 0 a 180 dias de cura)
Expansão nula
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
CBR - Caracterização mecânica do agregado
reciclado
Índice de Suporte Califórnia [%]
CBR (de 0 a 180 dias de cura)
150
130
110
90
70
50
0
30
60
90
120
Tempo [dias]
150
180
210
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Caracterização mecânica do agregado reciclado
Módulo de resiliência
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Caracterização mecânica do agregado reciclado
Módulo de resiliência
Módulo de Resiliência [MPa]
1000
180 dias
90 dias
28 dias
0 dias
σd = 0,200MPa
100
0,010
0,100
Tensão de confinamento σ3 [MPa]
1,000
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
USP LESTE: Pavimento Ecológico
Concreto Asfalto-borracha de pneus moídos
Agregado reciclado
Solo laterítico
Subleito: solo mole
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
Subleito: antigo “bota-fora” durante a construção da
Rodovia Ayrton Senna
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
Rachão de entulho
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
Reforço de Subleito: solo selecionado (CBR ≥ 10%)
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
5.000 toneladas de agregado reciclado (recicladoras de
Santo André e São Bernardo do Campo)
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
•
Base e Sub-Base de agregado reciclado de RCD
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
•
Trecho comparativo com Base de BGS
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
•
Revestimento de asfalto-borracha
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
•
Fotos da obra
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
10
15
20
15
10
15
15
15
20
20
15
10
10
Seções-tipo:
20
10
10
•
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
Controle tecnológico dos materiais
Falling Weight Deflectometer (FWD)
* Deflectômetro de impacto
* Bacias de deflexão (7 pontos de afastamento da carga)
Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Controle tecnológico dos materiais
Deflexões medidas [10-2mm]
-2
Deflexões medidas [10 mm]
10
20
30
40
50
60
70
80
0
20
40
Eixo
100
30
40
50
60
70
80
Faixa esquerda
60
80
Distância [cm]
Eixo
40
50
60
70
80
0
Deflexões medidas [10-2mm]
20
40
30
100
Faixa direita
20
40
Faixa esquerda
10
20
20
Faixa direita
0
0
10
120
-2
Deflexões medidas [10 mm]
Faixa esquerda
60
80
Distância [cm]
0
120
60
80
Distância [cm]
Eixo
100
120
Faixa direita
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0
20
40
Faixa esquerda
60
80
Distância [cm]
Eixo
100
120
Faixa direita
Motta
e Leite
Segmento homogêneo 4
Segmento homogêneo 3
0
Segmento homogêneo 2
Segmento homogêneo 1
Falling Weight Deflectometer (FWD)
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Estudo de caso – USP Leste – Pavimento Ecológico
Retroanálises
ELSYM5
Segmento
homogêneo
1
2
3
4
Camada
Material
base
BGS
Agregado
reciclado
Agregado
reciclado
sub-base
base
sub-base
base
sub-base
base
sub-base
Agregado
reciclado
Agregado
reciclado
MR
[MPa]
340
320
330
290
250
240
340
310 Motta e Leite
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Agregados Fresados
.
Agregado negro, onde o agregado
fresado é tratado como um agregado e
o ligante oxidado presente nos grumos
não é considerado na dosagem.
Lei Nº 14.015/2005 - PMSP - “proibido
o descarte em qualquer tipo de botafora, descarte em aterro sanitário,
descarte em terrenos públicos ou
privados não-credenciados para tal
finalidade, remoção para áreas
externas aos limites geográficos do
Município de São Paulo” - reciclagem
preferencialmente em pavimentação no
próprio Município.
A. Marcandali Silva
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Obtenção de Agregados Fresados
• Fresagem a Frio – Fratura
Reclaimed Asphalt Pavement – RAP
Quantidade de bits + Velocidade de
avanço + Características do material
A. Marcandali Silva
Reciclagem de Pavimentos
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
A. Marcandali Silva
Reaproveitar os materiais desgastados para aplicar em uma nova
composição de modo a restaurar o pavimento
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
RECICLAGEM DE PAVIMENTOS
A. Marcandali Silva
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
RECICLAGEM DE PAVIMENTOS
Emulsão
Asfáltica
Espuma de
Asfalto
Cimento
Portland
A. Marcandali Silva
Avenida Sapopemba
Valmir Bonfim
Projeto de dosagem
Traço adotado para a mistura
Homogeneização na Usina KMA 220
RAP . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80%
Pó-de-pedra . . . . . . . . . . . . 19%
Cimento Portland . . . . . . . . 1%
---------------------------------------------Total . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100%
CAP 50-70: 2,5%
Valmir Bonfim
RAP Espumado – Módulo de Resiliência
80% RAP + 19% pó-de-pedra + 1% cimento + 2,5% CAP
100000
MR - (kgf/cm2)
MR = 10603 * σ30,3902
10000
1000
0,1
1,0
Tensão de Confinamento (kgf/cm2)
Valmir Bonfim
Etapas de Construção
Sub-base de RCC
Compactação da camada de sub-base
Base de RAP espumado
Compactação da camada de base
Valmir Bonfim
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
RCD – Av Sapopemba - 2012
Igor Beja
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Misturas Recicladas a Frio com Emulsão
•
•
•
•
•
•
•
Produzido em usinas (similar a usinas de solos)
Produção e execução em temperatura ambiente
Volume de vazios mais elevado do que misturas a quente
Destinação total ao material fresado
Redução na emissão de gases –
Rápida abertura ao tráfego
Viável mesmo para recapeamentos sucessivos
A. Marcandali Silva
PRODUÇÃO DE MISTURA A FRIO
Reciclagem em usina
móvel/estacionária:
• Seleção de agregados
eficiente
• Permite avaliações
estruturais.
Usina móvel
Reciclagem in situ/
trem de reciclagem:
• Alta produtividade
• Dificuldade para corrigir
defeitos pontuais
A. Marcandali Silva
Usina in situ
COMPORTAMENTO MECÂNICO
• Resistência à Tração
• Dano por Umidade Induzida
• Cântabro
• Módulo de Resiliência
A. Marcandali Silva
COMPORTAMENTO MECÂNICO
• Corpo de prova de campo ou laboratório
A. Marcandali Silva
COMPORTAMENTO MECÂNICO
A. Marcandali Silva
COMPORTAMENTO MECÂNICO
• Corpo de prova de campo ou laboratório
A. Marcandali Silva
Resultados – MR triaxial
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
A. Marcandali Silva
PARÂMETROS DE PROJETOS
RECICLADO A FRIO – 10.000 kgf/cm2 a 20.000kgf/cm2
Usina móvel
A. Marcandali Silva
EXECUÇÃO – Histórico
Usina móvel
A. Marcandali Silva
RECICLAGEM DE PAVIMENTOS
A. Marcandali Silva
Reciclagem de Pavimentos
Pavimento reciclado a frio
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
A. Marcandali Silva
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Resultados – MR retroanálise
A. Marcandali Silva
• Rodovia Fluminense – Usina móvel
• Rodovia Fernão Dias – Usina in situ
• Rodovia Régis Bittencourt – Usina in situ
Variação não contemplada: estrutura existente, condições de clima, tráfego atuante.
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Resultados – MR retroanálise
A. Marcandali Silva
• Rodovia Fluminense – Usina móvel
• Rodovia Fernão Dias – Usina in situ
• Rodovia Régis Bittencourt – Usina in situ
Variação não contemplada: estrutura existente, condições de clima, tráfego atuante.
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Resultados – MR retroanálise
A. Marcandali Silva
• Rodovia Fluminense – Usina móvel
• Rodovia Fernão Dias – Usina in situ
• Rodovia Régis Bittencourt – Usina in situ
Variação não contemplada: estrutura existente, condições de clima, tráfego atuante.
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Conclusões
Diversas técnicas de reciclagem disponíveis no
país;
Os valores de módulo de resiliência da camada
reciclada pode variar significativamente em
função do material, processo de obtenção dos
resíduos e processo de execução;
Os materiais reciclados podem ser empregados
em Vias de Baixo Volume de Tráfego até tráfego
muito pesado;
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
Conclusões
Reciclagem a frio de fresados: técnica que
comprovadamente dá sucesso; Com cimento os
módulos são mais elevados; com emulsão ou
com espuma de asfalto é intermediário.
Técnicas Sustentáveis: Asfalto morno; asfalto de
elevado módulo, asfalto altamente modificado
para camadas intermediárias.
11º. Encontro Técnico DER/PR
Profa. Dra. Liedi Bariani Bernucci
AGRADECIMENTOS
•
•
•
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•
•
•
DER-PR e COMPASA
OHL – BRASIL
GRUPO ANE
Brown & Brown e Betunel
Prefeitura Municipal de São Paulo
Dynatest
Belocal
Alunos, ex-alunos e Pesquisadores do Laboratório
de Tecnologia de Pavimentação da EPUSP