Avaliação estrutural de um pavimento flexível executado em asfalto-borracha, elaborado pelo processo de produção contínua em usina

Abstract

Nesta dissertação, foi feita uma avaliação estrutural de um segmento de 300 metros, denominado “Segmento Monitorado”, que é parte integrante da obra de restauração do pavimento da RJ-122, rodovia com extensão total de 35,9 km, pertencente à malha rodoviária da Fundação DER-RJ. A restauração do segmento monitorado foi executada em asfalto-borracha pelo processo de produção Contínua em Usina, também chamado de Continuous Blend, Just in Time ou Field Blend. Tal processo de produção caracteriza-se por produzir um ligante modificado com borracha com alta viscosidade e por ser fabricado no próprio canteiro (produção “in situ”), atendendo ao ritmo de execução da obra. Essa avaliação estrutural tem o objetivo de desenvolver um modelo futuro de previsão de desempenho para rodovias com características semelhantes. A restauração em pauta constituiu a primeira experiência nacional com esse processo de produção de ligante modificado com borracha, o que atribui caráter inovador à obra. Além do fator inovação, o processo de produção contínua em usina, associa um forte apelo na questão da preservação ambiental pelo uso de pneus inservíveis em sua produção, pois tal iniciativa resulta na retirada de inúmeras carcaças de pneus que contaminam o meio ambiente. Entretanto, não bastaria que uma solução fosse simplesmente pioneira e ambientalmente correta caso não houvesse um ganho de qualidade nas características mecânicas do asfalto e não fosse uma solução economicamente viável que resultasse no aumento da vida útil do pavimento, o que ficou comprovado no uso dessa técnica nas últimas décadas, principalmente em países como Estados Unidos, Portugal e África do Sul. Para a produção do Asfalto-Borracha da restauração da RJ-122, foi utilizado o CAP30-45 e a borracha de pneus foi obtida pelo processo de moagem em temperatura Ambiente. Serão apresentados nesse trabalho os resultados dos ensaios de avaliação do comportamento mecânico das misturas asfálticas modificadas com borracha, tais com MR, RT e fadiga, além da caracterização reológica tradicional e Superpave do ligante produzido. Fez-se também a simulação numérica do comportamento estrutural e previsão do desempenho do pavimento, utilizando-se o programa SisPav. Os resultados dos ensaios e da avaliação numérica mostraram que tanto o ligante asfáltico quanto as misturas asfálticas, apresentaram bom comportamento. A vida útil do pavimento calculada pelo Programa Sispav mostrou-se compatível com aquela projetada pela consultoria contratada pela Fundação DER-RJ, e também comprovado através dos ensaios acelerados realizados com o simulador de tráfego (HVS). ____________________________________________________________________________________

ABSTRACT: In this work was made a structural evaluation of a 300 meters segment, called Segment Monitored which is part of the restoration work of RJ-122, highway with a total length of 35.9 km, belonging to the Fundação DER-RJ. The restoration of the monitored segment was made on asphalt rubber by Continuous Blend production process, also called Field Blend. This production process is characterized by producing a binder with high viscosity and be fabricated on the construction site ("in situ"), according to the needs and pace of construction work. This structural evaluation aims to develop a model to predict future performance for roads with similar characteristics. The restoration in question was the first national experience with this process of production of asphalt rubber, which gives an innovative character to work. Besides the innovation factor, the CB process combines a strong appeal on the issue of environmental preservation by the use of scrap tires in its production, because this initiative results in the removal of numerous scrap tires from the environment. However, it is not enough that a solution be simply pioneer and environmentally correct if there wasn’t a quality gain in the mechanical properties of the asphalt, and was not an economically feasible solution that results in the life time increasing of the pavement, which was proved in using this technique in recent decades, especially in countries like the United States, Portugal and South Africa.For the production of Asphalt-Rubber restoration of RJ-122 was used CAP30-45 and the ground rubber was obtained by ambient process. Will be presented in this work the results of evaluate tests of the mechanical behavior of asphalt rubber mixtures such with MR, RT and fatigue, and the rheological characterization of traditional and Superpave binder produced. There was also a numerical simulation of structural behavior and prediction of performance of pavement using the program SisPav. The test results and the numerical evaluation showed that both the asphalt binder as the asphalt mixtures showed good behavior. The estimated useful life of the pavement by the Program Sispav was compatible with that projected by consultants hired by the Foundation DER-RJ, and also demonstrated through accelerated tests conducted with the traffic simulator (HVS).