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Document Type: Dissertação
Title: Análise de propriedades geotécnicas de misturas de solo com concreto asfáltico fresado e cimento Portland para uso em camada de pavimento rodoviário
Other Titles: Analysis of geotechnical properties of soil mixing with milled asphalt concrete and Portland ciment for use in road pavement layer
Authors: Sales, Lucila Costa
Issue Date: 29-Jul-2022
Advisor: Almeida, Guilherme Bravo de Oliveira
Co-advisor: Cavalcante, Erinaldo Hilário
Resumo : Devido ao uso, os pavimentos podem migrar de uma condição ótima para uma condição ruim, caso não haja manutenção. A fresagem é uma das alternativas técnicas empregadas para a restauração de pavimentos e consiste no desbaste de camadas deterioradas do pavimento para sua recuperação. O resíduo resultante da fresagem da camada de revestimento asfáltico é composto de fragmentos deste em condição envelhecida, que podem ser reciclados, resultando em otimização dos recursos naturais e redução de custos na construção. Sabe-se, também, que o solo é um material heterogêneo e, muitas vezes, pode se mostrar inadequado para determinado uso na Engenharia, sendo necessário alterar suas propriedades para que se adeque às especificações técnicas. Dentre as formas de promover alteração das propriedades do solo estão a estabilização mecânica, através de compactação e correção granulométrica, e a estabilização química, sendo o cimento Portland o agente estabilizante mais comumente utilizado. Estudos indicam que avaliar o comportamento de misturas de solo natural com resíduo de fresagem é relevante para o projeto de pavimentos. Nesta pesquisa foram misturados resíduo de fresagem de revestimento asfáltico, solo fino argiloso e cimento Portland do tipo CP V - ARI. Através de ensaios de laboratório, avaliou-se propriedades físicas, mecânicas e hidráulica das misturas, além da viabilidade do uso destas misturas em camadas de pavimento. Avaliou-se a granulometria, massa específica, densidade seca e saturada superfície seca, teor de betume, absorção de água e abrasão Los Angeles do resíduo de fresagem. Para o solo e as misturas do solo com 20%, 30% e 50% de fresado foram realizados os ensaios de granulometria, limites de Atterberg, compactação, índice de suporte Califórnia (ISC) e permeabilidade. Foram, também, realizadas misturas de solo, resíduo de fresagem nos teores já indicados e 5% de cimento, sendo executados os ensaios de granulometria, limites de Atterberg, compactação, ISC, resistência à compressão simples (RCS), resistência à tração por compressão diametral (RTCD), durabilidade e permeabilidade. Então, foi avaliada a viabilidade de utilização do resíduo de fresagem incorporado ao solo e cimento em camadas do pavimento. Ficou constatado que o aumento do teor de resíduo de fresagem até 50% acarreta melhora na granulometria, reduz a plasticidade, aumenta a massa específica seca máxima, reduz a umidade ótima, aumenta o ISC, reduz a expansão e aumenta a permeabilidade das misturas com o solo. A adição de 5% de cimento provocou fortes alterações na granulometria das misturas, tornando-as mais granulares e menos plásticas. Ainda, aumentou o ISC, reduziu a expansão e a permeabilidade. As misturas com cimento apresentaram RCS aquém do exigido para base de solo-cimento, boa RTCD e boa durabilidade. As misturas com e sem cimento não atenderam aos requisitos para utilização em camadas de base e sub-base estabilizadas granulometricamente, de solo melhorado com cimento ou para base de solo-cimento devido à quantidade de finos e à alta plasticidade do solo puro. No entanto, verificou-se que o uso de resíduo de fresagem é promissor na melhoria das propriedades do solo e das misturas e como material a ser utilizado em pavimentação.
Abstract: Due to use, pavements may migrate from optimum to bad condition if not maintained. Milling is one of the technical alternatives used for pavement rehabilitation and consists of thinning deteriorated pavement layers for its recovery. The residue resulting from the asphalt coating layer milling is composed of fragments of it in a aged condition, which can be recycled, resulting in optimization of natural resources and reduction of construction costs. It is also known that soil is a heterogeneous material and may often prove to be unsuitable for a particular use in Engineering, making it necessary to change its properties so that it adapts to technical specifications. Among the ways to promote changes in soil properties there are mechanical stabilization, through compaction and granulometric correction, and chemical stabilization, being Portland cement the most commonly used stabilizing agent. Studies indicate that evaluating the behavior of mixtures of natural soil with milling residue is relevant for pavement design. In this research, asphalt coating milling residue, fine clayed soil and CP V – ARI Portland cement were mixed. Through laboratory tests, physical, mechanical and hydraulic properties of the mixturies were evaluated, in addition to the feasibility of using these mixtures in pavement layers. The granulometry, specific mass, dry and dry surface saturated density, bitumen contente, water absorption and Los Angeles abrasion of the milling residue were evaluated. For soil and mixtures of soil with 20%, 30% and 50% of milling residue, granulometry, Atterberg limits, compaction, California bearing ratio (CBR) and permeability tests were carried out. Mixtures of soil, milling residue at the contents already indicated and 5% of cement were also carried out and granulometry, Atterberg limits, compaction, CBR, unconfined compression strength (UCS), indirect tensile strength (ITS), durability and permeability tests were performed. Then, the feasibility of using the milling residue incorporated to the soil and cement in pavement layers was evaluated. It was found that increasing the milling content up to 50% leads to an improvement in granulometry, reduces plasticity, increases the maximum dry density, reduces the optimum moisture, increases de CBR, reduces the expansion and increases the permeability of the mixes with the soil. The addition of 5% of cement caused strong changes in the granulometry of the mixtures, making them more granular and less plastic. Still, it increased the CBR, reduced the expansion and the permeability. Mixtures with cement presented UCS below the required for soil-cement bases, good ITS and good durability. The mixtures with and without cement did not meet the requirements for use in granulometrically stabilized or cement improved soil base and sub-base layers, nether for soil-cement base, due to the amout of fines and the high plasticity of pure soil. However, it was found that the use of milling residue is promising in improving soil and mixtures properties and as a material to be used in paving.
Keywords: Manutenção e reparos de pavimentos
Manutenção e reparos de rodovias
Mecânica do solo
Química do solo
Resíduo de fresagem
Estabilização de solos
Pavimentação
Milling residue
Soil stabilization
Pavement
Subject CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe
Program Affiliation: Pós-Graduação em Engenharia Civil
Citation: SALES, Lucila Costa. Análise de propriedades geotécnicas de misturas de solo com concreto asfáltico fresado e cimento Portland para uso em camada de pavimento rodoviário. 2022. 141 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/16350
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil

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