Geossintéticos como reforço de revestimentos em pavimentação

Abstract

O objetivo principal de uma estrutura de pavimento é garantir a trafegabilidade em qualquer época do ano e sob qualquer condição climática, proporcionando aos usuários conforto e segurança. Um estudo realizado em 2011 pela Confederação Nacional do Transporte (CNT) mostra que cerca de 47,9% das rodovias do país precisam de intervenções urgentes, com a finalidade de recuperar suas condições iniciais para desempenhar adequadamente as funções para as quais foram projetadas. Nesta dissertação são apresentadas duas propostas para o reforço de pavimentos flexíveis com geossintéticos. A primeira verifica o emprego destes materiais para evitar a reflexão de trincas entre um revestimento antigo e uma capa asfáltica nova. A segunda proposta visou avaliar o uso de uma camada de base de solo melhorada com cimento composta por resíduos de construção e demolição reciclados (RCD-R), solo laterítico do Campo Experimental de Fundações do Programa de Pós-Graduação em Geotecnia da UnB e cimento Portland. Para avaliar a reflexão de trincas foram ensaiados corpos de prova prismáticos preparados com mistura asfáltica compostos por duas camadas, onde a inferior representou um revestimento antigo e a superior uma camada nova de revestimento (recapeamento). Foram ensaiados corpos de prova com e sem a presença de geogrelha entre estas camadas. Os corpos de prova (em forma de vigas) foram submetidos a carregamento cíclico aplicado por placa metálica no centro do seu vão e o ensaio interrompido quando o afundamento na superfície era igual a 25 mm. Como resultado dos ensaios, obteve-se que a presença de Geogrelhas em camadas asfálticas pode aumentar em até 15 vezes o número de ciclos de carregamento necessário para se atingir um afundamento pré-estabelecido na superfície, além de diminuir a intensidade das trincas geradas. Já no caso do uso do geocomposto (grelha e geotêxtil, com recobrimento asfáltico), este evitou a reflexão de trincas da camada inferior para a camada superior. Observou-se que a mistura RCD-R cimento e solo laterítico atendeu satisfatoriamente as especificações do DNIT para base melhorada com cimento de pavimentos rodoviários. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The main purpose of a pavement structure is to provide highways with good structural, functional and safety conditions at any time of the year and under any climatic conditions. A survey by the National Confederation of Transportation of Brazil (CNT, 2011) shows that 47,9% of the country roads need urgent interventions to recover ridebility conditions. Reinforcements with geosynthetics may provide a good means to avoid crack reflections during maintenance and rehabilitation works. Two alternative schemes for the reinforcement flexible pavements with geosynthetics are analyzed in this dissertation. The first is intended to avoid crack reflection between an old surface course and the new hot mix asphalt (HMA) layer. The second scheme is intended to reinforce the HMA layers constructed at the top of a base layers composed of cement-improved soil. The base layers comprised recycled construction and demolition wastes, and natural lateritic soil typically found in the Federal District region of Brazil. Conventional Portland cement with a content of 7.5% by weight was used to improve the base layer soils. In order to test crack reflection, two prismatic beams of dense HMA were prepared and samples of geocomposites (geogrid and geotextile coated with bitumen) was placed in between them. An initial crack was induced by cutting the inferior part of the lower HMA specimen, and a vertical cyclic loading was applied with a metallic plate in the center of top layer. The test was interrupted when the vertical displacements at the surface reached 25 mm. The results show that the geogrid may increase by 15 times the number of loading cycles required to reach the pre-established value of vertical displacements (25 mm). Also, it was noticed that the intensity of the cracks decreased and crack reflection to the upper layer was prevented by the inclusions of geocomposites. The results of the tests on mixtures of cement, recycled construction and demolition waste and lateritic soil showed that this the type of mixture used complied with the specifications of DNIT regarding pavement stabilized bases. ______________________________________________________________________________ RESUMEN

El objetivo principal de una estructura de pavimento es garantizar la movilidad en cualquier época del año y en cualquier situación climática, proporcionando a los usuarios comodidad y seguridad. Un estudio realizado en el año 2011 por la confederación nacional del transporte (CNT) mostro que cerca del 47,9% de las vías del país necesitan intervenciones urgentes, con la finalidad de recuperar las condiciones iniciales, para desempeñar adecuadamente las funciones para las cuales fueron proyectadas. En este trabajo, son presentadas dos propuestas para el refuerzo de pavimentos flexibles con geosintéticos. La primera propuesta, pretendió verificar el uso de estos materiales para evitar el fenómeno de reflexión de fisuras entre una capa deteriorada y una sobre carpeta. La segunda opción, pretendió evaluar el uso de una capa de base granular estabilizada con cemento, compuesta por RESÍDUOS de construcción y demolición reciclados (RCD-R), suelo laterítico del campo experimental de fundaciones del programa de pos grado de la Universidad de Brasilia (UnB) y cemento Portland. Para evaluar la reflexión de fisuras, fueron ensayados cuerpos de prueba prismáticos preparados con mezcla asfáltica, compuestos por dos capas, donde la inferior represento una capa antigua y la superior, un refuerzo bituminoso. Los cuerpos de prueba evaluados, fueron reforzados con un geosintético, colocado entre las dos capas. Es importante destacar que los cuerpos de prueba (en forma de viga), fueron sometidos a cargas cíclicas aplicadas por una placa metálica en el centro de la viga, siendo el ensayo terminado cuando la deformación plástica alcanzo un valor de 25 mm. Como resultado de los ensayos fue encontrado, que la presencia de los geosintéticos en capas asfálticas puede aumentar en hasta 15 veces, el número de ciclos necesarios para alcanzar la deformación preestablecida en la superficie, además de disminuir la intensidad de las fisuras generadas. En el caso del uso del geocompuesto (Malla y geotextil, con recubrimiento bituminoso), evito la reflexión de fisuras de la capa inferior para la superior. Fue determinado que la mezcla de RCD-R cemento y suelo laterítico atendieron satisfactoriamente las especificaciones del DNIT para base estabilizada con cemento de pavimentos.