Avaliação das propriedades mecânicas da mistura de fresado e cascalho laterítico estabilizada com cimento

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Paulo César Arrieiro de, 1968-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642103
Resumo: Orientador: Cássio Eduardo Lima de Paiva
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spelling Avaliação das propriedades mecânicas da mistura de fresado e cascalho laterítico estabilizada com cimentoMechanical characteristics assessment of a cement stabilized mix of reclaimed asphalt concrete and lateritic natural aggregateReciclagemPavimentosMecânicaEstabilizaçãoRecyclingPavementsMechanical propertiesStabilizationOrientador: Cássio Eduardo Lima de PaivaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoResumo: O cascalho laterítico é um solo natural muito utilizado na estrutura do pavimento das rodovias do centro-oeste brasileiro. Esse cascalho resiste muito bem aos esforços de compressão quando estabilizado mecanicamente, mas sua resistência pode ser reduzida, caso contenha partículas finas passíveis de se tornarem plásticas e, também, se estiverem expostas à presença de água livre. A ação da água, associada aos esforços gerados pelas cargas do tráfego, desencadeia um processo acelerado de degradação do pavimento. É nesse contexto que a reconstrução parcial por reciclagem com adição de cimento deve ser considerada devido à sustentabilidade dessa solução. Entretanto, a sua longevidade está condicionada à estabilização dos finos livres que precisam se tornar inertes aos efeitos da absorção de água na nova base reciclada. Apesar de ser uma técnica muito empregada no país, ainda é uma alternativa que não foi pesquisada para recuperar bases granulares suscetíveis à infiltração de água. O Brasil possui grandes extensões de rodovias constituídas por base de cascalho laterítico e, por essa razão, se faz necessário avaliar as propriedades e o desempenho mecânico da mistura desse solo granular com o material fresado e cimento. O presente estudo visa, portanto, propor o emprego da reciclagem profunda com adição de cimento para inibir os efeitos adversos da presença da água e simultaneamente estabilizar a base do pavimento degradado. Para isso, foi desenvolvida uma investigação experimental em que foram utilizadas amostras de cascalho laterítico e de material fresado extraídos do pavimento de um trecho da BR-153/GO. O estudo laboratorial apoiou-se nas propriedades dos materiais (cascalho laterítico e material fresado), na interação deles com o cimento e nas propriedades mecânicas dessa mistura (compressão simples, compressão diametral, módulo de resiliência e fadiga). Adicionalmente, foram realizados ensaios de CBR, ascensão capilar, expansão, absorção e perda de massa por imersão. Os ensaios foram realizados usando-se a amostra de cascalho na condição "in natura" em diferentes teores de umidades e estabilizada com 1%, 2% e 3% de cimento Portland. Os resultados mostraram que o cascalho usado, nesta pesquisa, é um material adequado para estabilização com cimento, pois a adição 2% do ligante gerou uma estrutura mais coesa, além de melhorar a estabilidade e a resistência em relação à amostra "in natura". O CBR do cascalho com 3% de umidade acima da ótima, aumentou de 42% (sem adição de cimento) para 98% (com a adição de 2% de cimento). A melhoria de desempenho do cascalho a partir da introdução do cimento foi notável. Quanto às propriedades mecânicas da mistura (cascalho, fresado e cimento), os resultados mostraram que os valores obtidos se enquadraram na faixa de valores publicados por pesquisadores brasileiros e estrangeiros, qualificando, dessa forma, os percentuais propostos para elaboração da mistura. De maneira conjunta, concluiu-se que o emprego da reciclagem com adição de cimento em bases de cascalho laterítico, conforme usado nesta pesquisa, se mostrou uma excelente alternativa para recuperação de pavimentos degradados pelo excesso de umidadeAbstract: The lateritic gravel is a natural soil very used in the structure of road pavement in Brazilian central-western region. This gravel withstands very well compression efforts when mechanically stabilized, but its resistance can be reduced in case it contains thin particles capable of becoming plastic and if they are exposed to water presence as well. The action of water, associated to the efforts generated by traffic loads, triggers an accelerated process of pavement degradation. It is in this context that partial reconstruction via recycling with addition of cement must be considered due to the sustainability of this solution. However, its longevity is conditioned to the stabilization of the loose thin particles that need to become inert to the effects of water absorption in the new recycled base. Despite being a widely employed technique in the country, it is still an alternative that that was not researched for recovering granular bases susceptible to water infiltration. Brazil has large road extensions constituted with lateritic gravel as their base and, for that reason, it is necessary to measure the properties and the mechanical performance of the mix of this granular soil with milled material and cement. Therefore, the present study aims at proposing the employment of profound recycling with addition of cement to suspend the adverse effects of water presence and simultaneously stabilize the base of degraded pavement. For that, an experimental investigation was developed in which were used samples of lateritic gravel and milled material extracted from the pavement of a section of the highway BR-153 in the state of Goiás. The laboratory research relied on the properties of the materials (lateritic gravel and milled material), on their interaction with cement and on the mechanical properties of this mix (simple compression, diametrical compression, resilient modulus and fatigue). Additionally, CBR, capillary ascension, expansion, absorption and loss of mass by immersion tests were performed. The tests were performed using gravel samples "in natura" in different humidity volumes and stabilized with 1%, 2% and 3% of Portland cement. The results showed that the gravel used in this research is an adequate material for stabilization with cement, because the addition of 2% of the binder generated a more cohesive structure, besides improving stability and resistance in comparison to the sample "in natura". The gravel CBR with 3% of above optimal humidity, increased from 42% (without addition of cement) to 98% (with the addition of 2% of cement). The performance improvement of the gravel after the insertion of cement was remarkable. Regarding the mechanical properties of the mix (gravel, milled material and cement), the results showed that the obtained values fit the range of values published by Brazilian and foreign researchers, qualifying the percentages proposed to the elaboration of the mix. Jointly, it was concluded that the employment of recycling with addition of cement in bases of lateritic gravel, as it was used in this research, showed it is an excellent alternative to the recuperation of pavements degraded by the excess of humidityDoutoradoTransportesDoutor em Engenharia Civil[s.n.]Paiva, Cássio Eduardo Lima de, 1953-Françoso, Maria TeresaAlbuquerque, Paulo José Rocha deTriches, GlicerioSantos, Luís Guilherme De PicadoUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e UrbanismoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia CivilUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASOliveira, Paulo César Arrieiro de, 1968-20182018-02-26T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (208 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642103OLIVEIRA, Paulo César Arrieiro de. Avaliação das propriedades mecânicas da mistura de fresado e cascalho laterítico estabilizada com cimento. 2018. 1 recurso online (208 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1642103. 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