Influência da temperatura e da energia de compactação nos parâmetros obtidos em ensaios no âmbito na marcação CE de misturas betuminosas

Em Portugal, grande parte da rede rodoviária é constituída por pavimentos flexíveis a quente, os quais têm vindo a ser alvo de um estudo exaustivo devido ao elevado aumento do tráfego registado nos últimos anos. Todos os estudos realizados em misturas betuminosas, após 1 de Março de 2008, utilizam as normativas da marcação CE, estabelecidas pela União Europeia no Âmbito da Directiva Comunitária nº 93/465/CEE e têm como objectivo garantir aos utentes que os materiais utilizados foram produzidos de forma controlada, de acordo com os requisitos definidos. Este trabalho teve como principal objectivo avaliar a influência da temperatura e da energia de compactação nas Misturas Betuminosas. Nesse intuito, estudaram‐se diferentes formulações das Misturas Betuminosas, nas quais se fez variar a temperatura e a energia de compactação. Neste trabalho apresentam‐se as formulações propostas, os ensaios realizados segundo a Marcação CE e a análise dos resultados obtidos. Executou‐se, também, o ensaio Marshall de forma a estudar e avaliar o desempenho da mistura. Pressupõe‐se que a variação da temperatura numa mistura betuminosa é bastante importante por ser responsável pelo comportamento dos betumes, o qual se reflecte na mistura originando variações no respectivo comportamento mecânico que serão tanto maiores quanto maior for a percentagem de betume da mesma. A energia de compactação tem como objectivo reduzir o índice de vazios da mistura através do rearranjo das partículas, originando desse modo uma diminuição da camada da mistura betuminosa, responsável pela melhoria do comportamento mecânico e funcional da camada.

Estabilização química do subleito de estradas: influência do tempo decorrido entre a mistura e a compactação na resistência mecânica de misturas solo-RBI Grade 81

Este artigo aborda o estudo da influência do tempo decorrido entre mistura e compactação na resistência mecânica de três solos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, quando estabilizados com 4% de RBI Grade 81, em relação ao peso de solo seco. Um solo residual maduro (solo 1) e dois solos residuais jovens (solos 2 e 3) de gnáisse foram utilizados no presente estudo. O programa de ensaios de laboratório englobou: (i) tempos decorridos entre mistura e compactação: 0, 4, 8 e 24 horas; (ii) energia de compactação: Proctor Modificado; (iii) período de cura das misturas: 7 dias; e (iv) determinação da resistência mecânica: média de três determinações da resistência à compressão não-confinada. Os resultados desta pesquisa indicam que: (i) o tempo decorrido entre mistura e compactação dos corpos-de-prova influenciou significativamente o parâmetro resistência à compressão não confinada das misturas; (ii) 4 horas foi o tempo ótimo entre mistura e compactação para as misturas dos solos 1 e 2 com RBI Grade 81; e (iii) no solo 3, foi observado um melhor resultado para a compactação imediatamente após a mistura.

Compactação de misturas solo-grits para emprego em estradas florestais: influência do tempo decorrido entre mistura e compactação na resistência mecânica

Vários fatores influenciam a execução e a "performance" de camadas de pavimentos rodoviários constituídas de solos estabilizados quimicamente, com destaque para a homogeneização da mistura e o período de tempo decorrido entre a mistura e a compactação, bem como para a escolha do equipamento de compactação. Aborda-se, no presente artigo, a influência do tempo decorrido entre a mistura e a compactação (TMC) nos parâmetros de compactação e na resistência mecânica de misturas de dois solos típicos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, com o resíduo da indústria de celulose denominado "grits", com vistas à sua aplicação em estradas florestais. Analisa-se, também, a influência de diferentes lotes desse resíduo na resistência mecânica das misturas. Trabalhou-se com os resultados de ensaios de índice de suporte Califórnia (ISC ou CBR) realizados em corpos-de-prova de misturas moldados na energia de compactação do ensaio Proctor Intermediário. Os resultados permitem concluir que o tempo decorrido entre mistura e compactação influencia significativamente a resistência mecânica das misturas analisadas, recomendando-se, para fins práticos, que estudos dessa natureza devam ser feitos em bases regionais de ocorrência de solos. Observou-se, também, influência significativa do lote na resistência mecânica das misturas.

COMPACTAÇÃO DE SOLOS EM LABORATÓRIO: EFEITO DO DIÂMETRO E DO NÚMERO DE CAMADAS DO CORPO DE PROVA

RESUMONeste trabalho, estudou-se a influência do diâmetro e do número de camadas do corpo de prova nas curvas de compactação de laboratório e na resistência mecânica de dois solos residuais de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, respectivamente, de texturas argilo-areno-siltosa (Solo 1) e areno-silto-argilosa (Solo 2), com vistas à construção de estradas florestais. Além dos resultados dos ensaios de compactação, determinou-se a resistência à compressão não confinada dos solos empregando corpos de prova compactados na umidade ótima (wot) e nos teores de umidade 3% abaixo e 2% acima, considerando como referência a energia de compactação do ensaio Proctor normal e empregando corpos de prova compactados em uma, duas e três camadas, bem como nos diâmetros de 35 mm, 73 mm e 100 mm, com nove repetições. Para fins práticos de engenharia e com base em análise estatística aplicada aos parâmetros massa específica aparente seca e resistência à compressão não confinada, pode-se concluir que: (i) há diferenças significativas entre as compactações realizadas em uma e em três camadas, não ocorrendo o mesmo nas compactações realizadas em duas e em três camadas, para ambos os solos; e (ii) há diferenças significativas entre a compactação de corpos de prova de diâmetro 100 mm e os demais de 73 mm e 35 mm, para o solo 1 (argiloso), bem como há também diferenças apenas no ramo seco da curva de compactação, para o solo 2 (arenoso).

Resíduos vegetais na superfície e carbono orgânico do solo e suas relações com a densidade máxima obtida no ensaio proctor

A susceptibilidade do solo à compactação, avaliada pelo ensaio Proctor, torna-se menor à medida que cresce a quantidade de material orgânico existente. Em geral, para um mesmo nível de energia, quanto maior o teor de matéria orgânica do solo, menor é o valor de densidade máxima obtido e maior é o teor de água necessário para atingi-lo. As características da palha, como sua baixa densidade, elasticidade e susceptibilidade à deformação, tornam-na potencialmente capaz de atenuar as cargas aplicadas sobre o solo. O presente trabalho foi realizado para estudar o efeito da matéria orgânica do solo no comportamento da curva de compactação e avaliar a capacidade dos resíduos vegetais em dissipar a energia compactante. Amostras superficiais (0-0,05 m) de um Argissolo Vermelho-Amarelo arênico, de textura franco-arenosa, e de um Nitossolo Vermelho distrófico, de textura argilosa, ambos com variações nos teores de matéria orgânica, foram submetidas ao ensaio Proctor Normal, determinando-se a densidade máxima e a umidade crítica para compactação. Determinaram-se, também, os limites de liquidez e de plasticidade e o teor de carbono orgânico. Para avaliar a capacidade da palha em dissipar a energia de compactação, amostras do Argissolo foram compactadas com a aplicação de uma camada de palha sobre o solo, dentro do cilindro do aparelho de Proctor, em quantidades correspondentes a 2, 4, 8 e 12 Mg ha-1 de matéria seca. O acúmulo de matéria orgânica nos solos, proporcionado por diferentes sistemas de manejo, reduziu a densidade máxima e aumentou a umidade crítica para compactação do solo, significando que o solo torna-se mais resistente à compactação. A magnitude desses efeitos, contudo, foi dependente da granulometria do solo. A palha na superfície do solo, durante a realização do ensaio Proctor, dissipou até 30 % da energia de compactação utilizada, com redução da densidade obtida, confirmando a hipótese de que a palha existente sobre o solo é capaz de absorver parte da energia de compactação produzida pelo trânsito de máquinas e animais.

Compactabilidade de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos tabuleiros costeiros de Alagoas sob diferentes sistemas de manejo da cana-de-açúcar

A compactação do solo agrícola é um fenômeno de grande interesse para a Ciência do Solo. O estudo investigativo de diferentes sistemas de manejo visando encontrar aquele que degrade menos o solo é o objetivo maior da pesquisa sobre o comportamento mecânico do solo. De maneira geral, para um mesmo nível de energia de compactação, quanto maior o teor de matéria orgânica, menor a densidade máxima do solo e maior a umidade crítica de compactação; consequentemente, o risco de degradação física do solo se reduz. O objetivo deste trabalho experimental foi estudar a compactabilidade de um Latossolo Amarelo distrocoeso dos Tabuleiros Costeiros de Alagoas. Foram selecionadas três áreas em talhões sob cultivo da cana-de-açúcar, representativos de três sistemas de manejo adotados pela Usina Santa Clotilde. Os três sistemas de manejo investigados foram: uma área cultivada sob sistema de manejo irrigado (SMI), uma área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça (SMV) e uma área com aplicação de vinhaça + torta de filtro (SMVT). Os três sistemas de manejo foram implantados na safra 2003/2004, e a coleta de amostras do solo, realizada em fevereiro de 2007. Esses sistemas foram comparados entre si e em relação a uma testemunha-padrão, representada por uma mata nativa (MN). A densidade máxima do solo e a umidade crítica de compactação foram avaliadas nas profundidades de 0-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m. Para avaliar a capacidade dos resíduos da cana-de-açúcar em dissipar parte da energia compactante, foram realizados ensaios de Proctor, utilizando quatro níveis de energia de compactação. A avaliação da energia dissipada pelos resíduos foi feita em amostras deformadas apenas da profundidade de 0-0,20 m. O sistema de manejo irrigado (SMI), que não recebeu adição de resíduo da cana-de-açúcar, foi o que apresentou maior densidade máxima do solo e menor umidade crítica de compactação. Entre os diferentes sistemas de manejo cultivados com cana-de-açúcar, o mais eficiente na dissipação da energia compactante foi a área sob aplicação de vinhaça + torta de filtro, seguida da área sob sistema de manejo de fertirrigação com vinhaça, respectivamente com os valores de 54 e 41 % de dissipação para o nível mais alto de energia de compactação. Verificou-se também que a dissipação da energia de compactação foi maior para os níveis de energia mais altos.

Influência do tipo de cura (selada e exposta) e da imersão em água na resistência mecânica de misturas solo-RBI grade 81 com vistas a aplicações em estradas florestais

No presente artigo, analisou-se a influência das condições de cura e da imersão em água na resistência mecânica de misturas de três solos típicos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, estabilizados com o aditivo químico RBI Grade 81, para aplicações em estradas florestais. Trabalhou-se com um solo residual maduro (solo 1) e dois solos residuais jovens (solos 2 e 3) de gnaisse. O programa de ensaios de laboratório englobou: (i) teores de RBI Grade 81: 2, 4 e 6% em relação ao peso de solo seco; (ii) energia de compactação: Proctor Modificado; (iii) parâmetros de resistência mecânica: resistência à compressão não-confinada; (iv) tempo de cura dos corpos-de-prova: 7 dias em câmara climatizada; (v) condições de cura dos corpos-de-prova na câmara climatizada: sem proteção e com proteção de sacos plásticos; (vi) realização dos ensaios de compressão não-confinada: sem imersão e com imersão por 4 h em água. Os resultados obtidos comprovaram que: (i) as condições de cura e a imersão em água dos corpos-de-prova influenciaram significativamente a resistência mecânica das misturas; (ii) a selagem dos corpos-de-prova em sacos plásticos levou a se subestimar a resistência mecânica das misturas no campo; e (iii) a não-imersão em água dos corpos-de-prova levou a superestimar a resistência mecânica das misturas no campo.

Caracterização mecânica de misturas solo-escória de alto-forno granulada moída para aplicações em estradas florestais

O presente artigo objetivou avaliar a resistência mecânica de misturas solo-escória de alto-forno granulada moída e ativada com cal hidratada, para aplicações como camada de pavimentos de estradas florestais. O solo analisado é um residual jovem de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, de textura areno-silto-argilosa, classificado como A-2-4 (0) pelo Sistema TRB e como NS' pela Metodologia MCT. A escória de alto-forno granulada moída empregada foi fornecida pela companhia brasileira Valemassa Indústria e Comércio de Argamassa Ltda. Utilizou-se uma cal hidratada comercial como agente ativador das reações de hidratação da escória. Trabalhou-se com teores de escória de 5, 10 e 15%, em relação à massa de solo seco, e de cal hidratada de 5, 10 e 20%, em relação à massa seca de escória. O estudo englobou a realização de ensaios de caracterização química da escória e de caracterização geotécnica do solo, bem como ensaios de compactação e de compressão não-confinada das misturas na energia de compactação do Proctor intermediário, considerando-se os períodos de cura em câmara úmida de 1, 7 e 28 dias. Os resultados indicaram ganhos significativos de resistência mecânica das misturas com relação ao solo, observando-se aumentos expressivos na resistência mecânica, com aumentos nos teores de escória, cal e período de cura.

Aplicações de misturas solo-"grits" em estradas florestais: resistência mecânica via CBR

Analisaram-se as potencialidades de emprego do resíduo sólido industrial "grits", oriundo da indústria de celulose, como agente estabilizante de dois solos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, para fins de emprego em estradas florestais. Os solos estudados englobaram um residual maduro, de textura argilo-areno-siltosa, e um residual jovem, de textura areno-silto-argilosa. Para tanto, prepararam-se misturas envolvendo solos e o resíduo nos quantitativos de 4, 8, 12, 16, 20, 24 e 28% em relação às massas de solo seco. Fez-se uso do ensaio CBR para avaliar as características de resistência e expansão das misturas. A avaliação dos resultados do estudo permite concluir que o resíduo "grits" apresentou potencial significativo como estabilizante dos solos, observando-se que: (i) a adição de "grits" aos solos foi responsável por ganhos nas suas resistências mecânicas, obtendo-se melhores resultados com o solo de textura areno-silto-argilosa; (ii) com relação à expansão medida no ensaio CBR, observaram-se pequenos acréscimos para o solo de textura argilo-areno-siltosa e decréscimos para o solo de textura areno-silto-argilosa, com aumentos no teor de "grits"; e (iii) as misturas solo-"grits" não responderam bem ao aumento da energia de compactação, quanto aos parâmetros CBR e expansãoCBR.

Uso do resíduo industrial grits em pavimentos de estradas florestais: influência do período de cura na resistência mecânica e expansão de misturas solo-grits compactadas

Analisou-se a influência do teor de estabilizante, da energia de compactação e do período de cura na resistência mecânica e expansão de dois solos da Zona da Mata Norte de Minas Gerais. As amostras de solos residuais de gnaisse coletadas na cidade de Viçosa, MG, Brasil, respectivamente, de texturas argilo-areno-siltosa e areno-argilo-siltosa, foram denominadas solos 1 e 2. Empregou-se como estabilizante químico o resíduo "grits" fornecido pela empresa de Celulose Nipo Brasileira (CENIBRA); os teores, em massa, de 4, 8, 12, 16, 20, 24 e 28% desse resíduo foram utilizados nas misturas solo-"grits". Corpos-de-prova das misturas solo-"grits" foram compactados nos teores ótimos de umidade relativos às energias de compactação dos ensaios Proctor intermediário e modificado e curados por 0, 7, 28 e 90 dias. Avaliou-se a resistência mecânica dos solos e misturas através dos seguintes parâmetros: (a) índice de suporte Califórnia (ISC ou CBR), resistência à compressão não confinada (RCNC) e resistência à tração em compressão diametral (Rt). Os resultados permitiram concluir que todos os parâmetros considerados na análise influenciaram, significativamente, a resistência mecânica das misturas solo-"grits", sendo o comportamento das misturas solo 1-"grits" influenciado, também, pelo teor de sódio presente na constituição química do "grits".

Influência da imersão em água na resistência mecânica de misturas solo-grits compactadas e curadas com vistas a aplicações em estradas florestais

Avaliou-se o efeito da imersão em água dos corpos-de-prova sobre a resistência mecânica de misturas solo-grits. Trabalhou-se com dois solos da cidade de Viçosa, localizada na Zona da Mata Norte de Minas Gerais, Brasil, respectivamente de texturas predominantemente argilosa e arenosa e com o resíduo sólido industrial grits, um subproduto da indústria de celulose. Determinaram-se os parâmetros de resistência mecânica California Bearing Ratio (CBR) e Resistência à Compressão Não-Confinada (RCNC) de corpos-de-prova compactados nas energias de compactação referentes aos ensaios Proctor intermediário e Proctor modificado, com teores de grits na faixa de 4 a 28% e períodos de cura de 0, 7 e 28 dias. Com relação ao parâmetro CBR, os ensaios foram realizados segundo a metodologia tradicional (imersão em água dos corpos-de-prova por 96 horas) e sem a imersão em água, visando determinar possíveis perdas na capacidade-suporte das misturas. No que tange ao parâmetro compressão não-confinada, os ensaios foram realizados em obediência à norma brasileira para misturas solo-cimento (imersão em água durante quatro horas antes da ruptura dos corpos-de-prova) e sem a fase de imersão em água. Os resultados indicaram que a imersão em água dos corpos-de-prova influenciou significativamente a resistência mecânica das misturas solo-grits, que foram dependentes do tipo de ensaio empregado, tipo de solo, teor de grits, energia de compactação e período de cura.

Contribuição para a otimização de traços de concreto utilizados na produção de blocos estruturais

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS

Formulação de misturas betuminosas a quente : análise comparativa da aplicação de métodos empíricos e volumétricos

A utilização de métodos de formulação de misturas betuminosas tem como objetivo determinar a combinação de agregados e betume numa mistura, de tal modo que se obtenha um material de pavimentação tão económico quanto possível, fácil de fabricar e colocar, e que suporte os efeitos das cargas e do clima ao longo do seu ciclo de vida. As misturas colocadas nas camadas de pavimentos podem diferir no tipo de material agregado e na sua granulometria, no tipo e na quantidade de ligante, na utilização de aditivos ou agentes que modificam o betume, e na sua composição volumétrica. Os métodos empíricos de formulação de misturas betuminosas, como o método de Marshall, não permitem formular com a fiabilidade necessária misturas betuminosas com o desempenho mecânico adequado para resistir aos mecanismos de degradação a que vão ficar sujeitas nos pavimentos. Uma das alternativas ao método de Marshall é a metodologia de formulação volumétrica SUPERPAVE, desenvolvida no programa Strategic Highway Research Program(SHRP). Nesta metodologia o procedimento de seleção da percentagem ótima em betume é realizado com base nas propriedades volumétricas de provetes compactados com o compactador giratório. A percentagem ótima em betume depende da energia de compactação utilizada, sendo esta fornecida pelo número de giros a que o provete foi submetido. O equipamento geralmente usado nos ensaios é a prensa giratória de corte (PGC) que permite medir a compacidade e estimar com uma precisão suficiente a porosidade que será obtida insitu. Nestes métodos a seleção da curva granulométrica e da percentagem ótima de betume a usar é feita pela verificação da maior ou menor correspondência entre as composiçõestestadas e certos requisitos de compactabilidade pré-definidos, entendendo-se estes como uma medida da aptidão da mistura para apresentar bom comportamento no seu ciclo de vida. A prática portuguesa é a de utilizar o método de Marshall para formular misturas betuminosas convencionais e até algumas misturas não convencionais. Torna-se, assim, útil comparar os resultados de formulações obtidas por duas vias diferentes, tendo em conta que a utilização da prensa giratória de corte tem vindo a ser progressivamente integrada em várias metodologias de formulação utilizadas internacionalmente. Crê-se que os métodos baseados em PGC, mantêm alguma simplicidade de procedimentos, ao mesmo tempo que permitem amentar o nível de confiança nas composições a que se chega, no que diz respeito ao seu desempenho no seu ciclo de vida.

Avaliação da resistência mecânica de material leve utilizando misturas de pedaços de pneus com solo do Distrito Federal

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Efeito das condições de fabrico e compactação no comportamento mecânico de misturas betuminosas temperadas

As Misturas Betuminosas Temperadas (MBT) são misturas produzidas a temperaturas mais baixas que as tradicionais a quente, resultando na diminuição da quantidade de energia necessária durante a produção e da emissão de gases poluentes, com melhoria das condições de trabalho dos operários. Estas misturas devem apresentar um comportamento semelhante às tradicionais de modo a se obterem pavimentos com igual durabilidade. Neste trabalho pretendeu-se investigar o efeito da variação das temperaturas de fabrico e de compactação no comportamento em serviço da mistura betuminosa. Para tal, realizou-se o estudo experimental de uma mistura betuminosa (AC 20 base), com incorporação de diferentes aditivos, produzida a temperaturas várias. O efeito dos diferentes aditivos no comportamento reológico do betume a temperaturas elevadas foi avaliado através da medição da viscosidade dinâmica. O desempenho da mistura foi avaliado através do ensaio de deformação permanente e do ensaio de sensibilidade à água. Os resultados do ensaio de sensibilidade à água mostram um efeito claro das temperaturas de produção na resistência da mistura, com os melhores resultados obtidos para as temperaturas sugeridas pelo produtor. Os resultados do ensaio de deformação permanente apresentam maior dependência do tipo de aditivo utilizado do que das temperaturas. Assim, conclui-se que a produção de misturas betuminosas temperadas com incorporação de aditivos não compromete o comportamento em serviço do pavimento desde que sejam utilizadas as temperaturas adequadas para esse tipo de mistura.