Desenvolvimento de uma brita graduada tratada com cimento de alto desempenho para bases de pavimentos.

• Autor(a) principal: Cargnin, Andréia Posser
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-21032024-075227/
• topic: Aggregate packing; Brita graduada tratada com cimento de alto desempenho; Diferencial térmico; Empacotamento de agregados; High-performance cement-treated crushed stone; Pavimentos semirrígidos; Semirigid pavements; Sílica ativa emulsionada; Silica fume in emulsion; Temperature differential

Brita graduada tratada com cimento (BGTC) começou a ser utilizada no Brasil no fim dos anos 1960 como base de pavimentos com revestimentos asfálticos sob tráfego pesado, incorporando o conceito do material desenvolvido pelos franceses décadas antes. Todavia, principalmente durante a década de 1980, rodovias importantes como a Rodovia dos Imigrantes (SP-160) e Rodovia dos Trabalhadores (SP-070) apresentaram ruptura prematura por fadiga, poucos anos após a abertura ao tráfego. Tal problema persiste até hoje devido a protocolos deficientes de produção e controle das misturas estabelecidos nas normas brasileiras, bem como à heterogeneidade, porosidade e matriz cimentícia muito frágil decorrentes do baixo consumo de cimento. A pesquisa aqui apresentada buscou melhorias no desempenho da BGTC, através de uma matriz mais homogênea, capaz de aproximar o material a um concreto compactado com rolo sem, no entanto, aumentar excessivamente o consumo de cimento. Para tanto, foram estudadas formas de se obter esse material chamado de BGTC de alto desempenho (BGTCAD) estudando os impactos da granulometria, teor de cimento e adição de sílica ativa emulsionada para melhoria da zona de transição interfacial entre os agregados e a pasta de cimento. Em campo, era necessário medir o perfil de temperatura na base de BGTCAD e verificar seu impacto no empenamento, considerando seu comportamento de placa quando recém-construída, ensejando avaliar seu impacto nas tensões e na durabilidade da estrutura. Observou-se que a BGTCAD proposta nesse estudo (com 5% de cimento em peso e 10% de sílica ativa em peso de cimento) apresenta desempenho superior à BGTC convencional considerando seu comportamento à fratura e fadiga; a resistência à tração indireta da BGTCAD resultou 30% maior do que a BGTC convencional, enquanto o módulo de elasticidade resultou em um aumento de 12% resultando em uma redução da relação modular (Ect,sp/fct,sp) de 35%. A análise de sensibilidade dos fatores de equivalência de carga semiempíricos indicou que a BGTCAD é no mínimo 3 vezes mais durável do que a BGTC convencional. Análises dos dados de temperatura revelaram que diferenciais térmicos ocorrem entre topo e fundo da base, induzindo tensões de empenamento na BGTCAD. Negligenciar tais tensões leva à ruptura por fadiga da base antes ao final do primeiro ano de exposição ao tráfego para uma estrutura projetada considerando o atual Método de Dimensionamento do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), que não considera a ocorrência de tensões de empenamento na base cimentada. Em última análise, verificou-se a necessidade de se revisar as normas brasileiras no que se refere aos métodos de produção da BGTC considerando distribuição granulométricas, procedimentos de compactação e controle tecnológico, bem como a necessidade de se atualizar o método de dimensionamento, empregando programas capazes de simular as tensões de empenamento induzidas pelos diferenciais térmicos.