Reforço Sustentável da Rodovia para Longa Durabilidade das Estradas

O Reforço Sustentável de Estradas com as Geocélulas Neoloy® no trecho da Rodovia 6 de Israel reduziu a camada de asfalto em 23% e a de preenchimento em 37%


O Desafio

A rodovia Cross Israel (Rodovia 6) é uma via de pedágio nacional com 140 km que atravessa o longo corredor norte-sul do país.
A rodovia 6 é um projeto DBOT (Design, Construção, Operação, Transferência) construído pela AECON, a maior empresa de construção e de desenvolvimento de infraestrutura do Canadá, a um custo de US$ 1,4 bilhão. A concessionária da rodovia 6, Derech Eretz Group, precisava adicionar uma terceira faixa em cada direção em resposta ao aumento da intensidade do tráfego e decidiu testar o sistema de confinamento celular da Geocélula Neoloy nos trechos de pavimento. O objetivo era demonstrar como a Neoloy poderia ser integrada em um desenho econômico ao reduzir o custo do preenchimento e do asfalto, enquanto mantinha o desempenho a longo prazo, dentro das seguintes diretrizes:

      • Utilizar a metodologia do desenho padrão e atender aos padrões nacionais
      • A espessura do pavimento deve estar alinhada com a altura existente
      • Reduzir a espessura global das camadas de asfalto
      • Substituir o preenchimento da base por material da sub-base granular mais barato

Desenho da Geocélula Neoloy

Embora o projeto convencional não reforçado para o pavimento da rodovia 6 consiste em: 200 mm de asfalto, 200 mm de base de pedra triturada e de 170 mm de sub-base (670 mm de espessura total), o desenho alternativo com as Geocélulas Neoloy incluiu duas melhorias importantes:

  • Substituição da camada de preenchimento da base de pedra triturada por um preenchimento granular de qualidade inferior (sub-base classe A); foi usado para as camadas de base (240 mm) e de sub-base (170 mm) – ECONOMIA TOTAL DE PREENCHIMENTO = 37%.
  • Reduzir a base da camada de asfalto de 100 a 60 mm – REDUÇÃO TOTAL DA CAMADA DE ASFALTO = 23%.

As Geocélulas Neoloy 330 tamanho pequeno e 140 mm altura da geocélula  (trechos com 4m de largura) foram instaladas na camada base. As Geocélulas Neoloy servem como uma camada intermediária de reforço no pavimento superior diretamente abaixo do asfalto (ao contrário do uso convencional de geocélulas no subleito). Isso maximiza o mecanismo de reforço em 3D, aumentando assim a capacidade de suporte da estrutura do pavimento e a distribuição da carga.

O desenho da estrada baseou-se na metodologia empírico-mecanicista e no software do desenho de pavimentos Flex-Design.
O uso das Geocélulas Neoloy deram como resultado o aumento em 2,7 vezes do módulo de elasticidade para cada camada de pavimento.

Disposição da Geocélula Neoloy da PRS na Base Superior da Estrada
Preenchimento da Geocélula Neoloy da PRS com Material de Qualidade da Sub-base

BENEFÍCIOS

  • Rígida e Forte: a alta resistência à tração (24 kN/m) evita a fadiga
  • Confinamento: aumenta a resistência da camada de pavimento (módulos)
  • Reforço: reduz a espessura da camada e o desgaste
  • Efeito viga: melhora a transferência de carga e a capacidade de suporte em até 50%
  • Melhora o módulo de elasticidade: em 2-5 vezes para tráfego mais pesado e maior vida útil do pavimento
  • Logística simples: instalação rápida em todas condições climáticas
  • Custos reduzidos: de preenchimento, compactação e construção
  • Manutenção reduzida: menos reparos, ciclos de manutenção e inatividade
  • Vida útil prolongada: reduz os custos do ciclo de vida
  • Preenchimento com material de qualidade inferior: para o preenchimento utiliza materiais disponíveis localmente, de baixa qualidade ou reciclados
  • Redução da poluição: extração, transporte, combustível, emissão de carbono
  • Sustentável: reduz o preenchimento, a extração, o transporte e equipamento de terraplanagem, o que diminui o uso de combustível, a poluição e a emissão de carbono
  • Tecnologia patenteada: rigidez muito elevada, estabilidade dimensional e resistência a fadiga
  • Durável: desempenho a longo prazo sob forte carga dinâmica
  • Engenharia avançada: adequada para pavimentos permanentes

Todas as Geocélulas não são iguais

As Geocélulas convencionais feitas de HDPE não são usadas em rodovias pavimentadas devido a questões de sua rigidez e durabilidade a longo prazo. É por isso que a PRS criou uma nova geração de tecnologia de geocélulas baseada em Neoloy®. A Neoloy é uma nova liga polimérica baseada em nanofibras em uma matriz de poliolefina que oferece maior módulo e resistência à fadiga que o HDPE.

As Geocélulas Neoloy são as únicas geocélulas especificamente projetadas para a camada base de pavimentos de asfalto flexíveis. Elas oferecem resistência à fadiga a longo prazo, ruptura por tensão, temperaturas extremas e oxidação. As propriedades de engenharia mecânica, física e química da Neoloy ampliam a vida útil do design da geocélula muito além da tecnologia convencional de geocélulas e fornecem uma proposta de valor clara em comparação com outras geocélulas, geogrelhas e outros geossintéticos de reforço.

Redução de 50% na pressão vertical

O monitoramento foi baseado em células de pressão localizadas na camada base da seção, que registraram pressões verticais aplicadas pelo carregamento da carga estática da placa. Os resultados indicam que a pressão vertical das duas seções da Geocélula Neoloy é ~ 50% menor do que a seção de controle não reforçada. O carregamento vertical na Neoloy preenchido com material granulado compactado cria uma placa semi-rígida ou “efeito viga“. A carga é distribuída de forma mais eficaz em uma área mais ampla, aumentando assim a capacidade de suporte e diminuindo o assentamento diferencial. Este efeito viga foi verificado através de testes extensivos nas universidades estaduais do Kansas (Reino Unido e KSU) e no Instituto Indiano de Tecnologia (ITT) Chennai, na Índia.

Sustentável do Início ao Fim da Vida do Projeto

As Geocélulas Neoloy são uma solução ecológica que torna os projetos de infraestrutura civil mais sustentáveis. Exige uma menor quantidade de agregado para o preenchimento do que as soluções convencionais, enquanto utiliza solos de baixa qulidade e materiais reciclados de classe c. Isso reduz o uso de fontes agregadas virgens, bem como de equipamentos de transporte e de terraplenagem. Por sua vez, isso permite a redução do consumo de combustível, a contaminação e a emissão de carbono. A capacidade das Geocélulas Neoloy de aumentar a vida útil das estradas é um componente chave da estratégia de transporte sustentável.

Classificando a Camada de Preenchimento Extra da Geocélula Neoloy da PRSClassificação, Rega e Compactação da Base da Geocélula Neoloy da PRS