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MISTURAS BETUMINOSAS A QUENTE COM ALTA INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADO
Misturas Betuminosas a Quente com Alta Incorporação de Material Fresado
Departamento de Engenharia Civil
Universidade de Coimbra
António Miguel Baptista Luís de Picado Santos
Departamento de Engenharia Civil
Instituto Politécnico de Coimbra
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Estrutura da Apresentação
1. Enquadramento2. Misturas Estudadas3. Trabalhos Experimentais4. Resultados5. Avaliação Económica6. Conclusões
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1. Enquadramento
?
- Contribuir para o estudo e aplicação de misturas betuminosas recicladas a quente em central (MBRQ), de modo a validar uma alternativa eficiente para obras de reabilitação estrutural de pavimentos rodoviários.
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1. Enquadramento
PROCESSOS/TAXAS MÁXIMAS DE RECICLAGEM
Centrais Descontínuas: Método a Frio 40%
Método Recyclean 35%
Método a Quente 70%
Centrais Contínuas: Fluxos Paralelos 35%
Fluxos Contracorrente 50%
Tambor Duplo 50%
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Estrutura da Apresentação
1. Introdução2. Misturas Estudadas3. Trabalhos Experimentais4. Resultados5. Avaliação Económica6. Conclusões
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2. Misturas Estudadas
- Macadame betuminoso formulado pelo Método de Marsh all
- Trechos Experimentais
A1 A2 A3 D1 D2 D3
TR = 40%
LA LD LF LH
- Laboratório:
35/50
TR = 0%
TR = 40%35/50
TR = 0%50/70
TR = 40%70/100
TR = 40%
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2. Misturas EstudadasTrechos Experimentais
A1 A2 A3
TR = 0%
D1 D2 D3
TR = 40%
2,7%2,6%4,3%4,2%D1
3,1%3,1%4,7%4,7%D2
3,5%3,6%5,1%5,2%D3
4,6%4,7%4,6%4,7%A3
4,1%4,2%4,1%4,2%A2
3,6%3,7%3,6%3,7%A1
ObservadoPrevistoObservadoPrevisto
pb novopb totalMistura
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2. Misturas EstudadasLaboratório
2,6%4,2%LH
2,6%4,2%LF
2,6%4,2%LD
4,2%4,2%LA
pb novopb totalMistura
LA LD LF LH
35/50
TR = 40%35/50
TR = 0%50/70
TR = 40%70/100
TR = 40%
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Estrutura da Apresentação
1. Introdução2. Misturas Estudadas3. Trabalhos Experimentais4. Resultados5. Avaliação Económica6. Conclusões
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3. Trabalhos Experimentais
TRECHOS EXPERIMENTAIS Produção das Misturas em Central Descontínua (Métod o a Frio)
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3. Trabalhos Experimentais
TRECHOS EXPERIMENTAIS Produção das Misturas em Central Descontínua (Métod o a Frio)
275,6189,9Temp. Agregados
154,8156,0Temp. Betume
15002000Massa da amassadura (kg)
6000Massa de material fresado (kg)
116,2168,9Temp. Mistura (compactação)
108,0168,3Temp. Mistura (central
3024Tempo de mistura (s)
200Tempo de pré-mistura (s)
Trecho D (40%)Trecho A (0%)Parâmetros de fabrico
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3. Trabalhos Experimentais
Vigas 40x8x8 cm 3
Lajes 30x30 cm 2
Cilindros ΦΦΦΦ15 cm
TRECHOS EXPERIMENTAIS: Aplicação das misturas e obtenção dos provetes
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3. Trabalhos Experimentais
MISTURAS COMPACTADAS EM LABORATÓRIO:
Vigas 40x8x8 cm 3 Cilindros ΦΦΦΦ15 cm
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3. Trabalhos Experimentais
Ensaios de flexão com aplicação de cargas repetidas
Mixtester - Universidade de Coimbra
1- Módulo de deformabilidade
Temperatura: 15ºC, 25ºC e 40ºC
Frequência: 10 Hz, 5 Hz e 1 Hz
Extensão: 100 microns
2- Resistência à Fadiga
Temperatura: 25ºC
Frequência: 10 Hz
Extensão: 250, 400 e 550 microns
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3. Trabalhos Experimentais
Ensaios de compressão uniaxial de cargas repetidas
Mixtester - Universidade de Coimbra
Avaliação da resistência àdeformação permanente
D = 150 mm
h = 100 mm
Temperatura: 45ºC
3600 ciclos
Tensão: 150 kPa
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3. Trabalhos Experimentais
Ensaios com simulador de tráfego de laboratório (Wh eel Tracking)
Avaliação da resistência àdeformação permanente
Lajes de 300x300x80 mm
Temperatura: 45ºC
21 ciclos/minuto
45 minutos
Tensão: 700 kPa
WT (Wessex) – U. de Coimbra
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Estrutura da Apresentação
1. Introdução2. Misturas Estudadas3. Trabalhos Experimentais4. Resultados5. Avaliação Económica6. Conclusões
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4. Resultados
Módulo de Deformabilidade a 25ºC, 10 Hz(Misturas dos Trechos Experimentais)
Em comparação com a mistura de referência (A2) a mi stura seleccionada (D1) com incorporação de 40% apresento u módulo de deformabilidade 10% superior.
0
2000
4000
6000
8000
A1 A2 A3
Mó
du
lo (
MP
a)
D1 D2 D3
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MISTURAS BETUMINOSAS A QUENTE COM ALTA INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADO
4. Resultados
Os resultados obtidos com as misturas de laboratório vieram confirmar a vantagem das técnicas de reciclagem com incorporação do material fresado aquecido .
0
2000
4000
6000
8000
10000
LA LD LF LH
Ext
en
são
(m
icro
ns)
Módulo de Deformabilidade a 25ºC, 10 Hz(Misturas de Laboratório)
Em comparação com a mistura de referência (LA) a mistura LD com incorporação de 40% apresentou módulo de deformabilidade 25% superior.
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4. Resultados
Resistência à Fadiga – Parâmetro εεεε6
Em comparação com as misturas de referência, as mis turas recicladas, quer as dos trechos experimentais quer as de laboratório, revelaram melhor resistência à fadiga .
0
100
200
300
400
A1 A2 A3
Ext
en
são
(m
icro
ns)
D1 D2 D3
0
100
200
300
400
LA LD LF LH
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4. Resultados
Resistência à Deformação Permanente (Compressão Unia xial )
Em comparação com as misturas sem material fresado, as misturas recicladas, quer as dos trechos experiment ais quer as de laboratório, revelaram melhor resistência à deformação permanente .
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
A1 A2 A3
Vde
f (m
icro
ns/c
iclo
)
D1 D2 D3
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
LA LD LF LH
Vd
ef (
mic
ron
s/ci
clo
)
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5. Avaliação Económica
Custos: Betume – 60%; Agregados – 15%; outros – 25%Espessura de Reforço: 12 a 18 cmRelação entre as espessuras de fresagem e de reforç o: 50% a 70%Área a reabilitar: 160,000 m2 (50% de material fresado não reutilizado)Custos directos (não incluídos os ganhos ambientais )
Pavimento existente
Profundidade de fresagem (hfres)
Camadas betuminosas
(> 15 cm)
Camadas granulares
Pavimento reabilitado
Camadas granulares
Espessura de reforço (href)
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MISTURAS BETUMINOSAS A QUENTE COM ALTA INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADO
5. Avaliação Económica
- Mistura reciclada a quente usada em toda a espessu ra reabilitada
TR = 40% →→→→ redução de custos de 30,0%
- Mistura reciclada usada apenas na camada de base e /ou regularização
TR = 40% →→→→ redução de custos de 19,0%
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Estrutura da Apresentação
1. Introdução2. Misturas Estudadas3. Trabalhos Experimentais4. Resultados5. Avaliação Económica6. Conclusões
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MISTURAS BETUMINOSAS A QUENTE COM ALTA INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADO
6. Conclusões
- As misturas recicladas a quente apresentaram um comportamento mecânico pelo menos idêntico ao do macadame betuminoso (MB) sem incorporação de material fresado.
- Em comparação com o MB, as MBRQ apresentaram:a) Módulo de deformabilidade mais elevado;b) Melhor resistência à fadiga;c) Melhor resistência à deformação permanente.
-Para incorporações de 40% a redução de custos directos pode oscilar entre 20% e 30%.
- Uma adequada normalização de procedimentos levará as administrações rodoviárias e as empresas do sector rodoviário a ad optar mais rapidamente esta técnica ambientalmente conforme.
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MISTURAS BETUMINOSAS A QUENTE COM ALTA INCORPORAÇÃO DE MATERIAL FRESADODEC-UC
DEC-IPV
FIM