David Michel Pires

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  • CARACTERIZAO DA FUNDAO DE PAVIMENTOS

    COM OS RESULTADOS DO ENSAIO COM O

    PENETROMETRO DINMICO LIGEIRO.

    David Michel Pires Rodrigues

    Relatrio Final de Projeto apresentado

    Escola Superior de Tecnologia e de Gesto

    Instituto Politcnico de Bragana

    para obteno do grau de Mestre em

    Engenharia da Construo

    Dezembro 2015

  • CARACTERIZAO DA FUNDAO DE PAVIMENTOS

    COM OS RESULTADOS DO ENSAIO COM O

    PENETROMETRO DINMICO LIGEIRO.

    David Michel Pires Rodrigues

    Relatrio Final de Projeto apresentado

    Escola Superior de Tecnologia e de Gesto

    Instituto Politcnico de Bragana

    para obteno do grau de Mestre em

    Engenharia da Construo

    Orientador:

    Antnio Miguel Verdelho Paula

    Manuel Joaquim Costa Minhoto

    Dezembro 2015

  • i

    AGRADECIMENTOS

    Desejo expressar a minha gratido a todas as pessoas e entidades que contriburam de

    alguma forma para a realizao deste trabalho. Quero agradecer em particular:

    - ao Prof. Doutor Antnio Miguel Verdelho Paula, pela disponibilidade e orientao,

    tanto na parte cientfica como na parte prtica deste trabalho e pela correo do texto

    original;

    - ao Prof. Doutor Manuel Joaquim da Costa Minhoto, pelo incentivo e pela

    disponibilidade;

    - aos Sr. Joo Pires e ao Sr. Octvio Pereira, tcnicos do Laboratrio de Geotecnia e

    Materiais de Construo da ESTIG, pelo rigor tomado e o profissionalismo

    demonstrado durante a realizao dos ensaios;

    - Eng. Hermnia Morais por disponibilizar os documentos e normas necessrias para a

    realizao deste trabalho;

    - Direo da Escola Superior de Tecnologia e Gesto do Instituto Politcnico de

    Bragana, pelas condies, equipamentos e meios laboratoriais disponibilizados;

    - Camara Municipal de Bragana, por ter autorizado o acesso as obras na estrada

    Municipais M527 e ter disponibilizado o material necessrio para realizao dos

    ensaios;

    - a todos os meus colegas que, diretamente ou indiretamente, contriburam para a

    realizao deste trabalho e para a minha formao acadmica;

    - aos meus pais pelo apoio incondicional.

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    RESUMO

    Em Portugal, o documento de referncia para conceo de pavimentos rodovirios o

    Manual de Conceo de Pavimentos para a Rede Rodoviria Nacional mais conhecido

    como MACOPAV. Este manual permite dimensionar as diversas camadas que

    constituem o pavimento rodovirio, no entanto este trabalho vai-se focar

    especificamente na caracterizao da fundao do pavimento, que inclui para alm da

    camada de leito de pavimento os terrenos subjacentes.

    Existem vrios tipos de ensaios de caracterizao dos solos que podem ser laboratoriais

    e/ou in situ. Uns destinam-se a identificar os solos, outros para conhecer o

    comportamento mecnico e/ou de deformabilidade dos solos e outros destinam-se para

    controlar a aplicao destes materiais como material de construo (compactao de

    solos).

    Mais concretamente o Manual de Conceo de Pavimentos estabelece classes de

    fundao de pavimentos, caracterizadas atravs do respetivo mdulo de

    deformabilidade. Para efeitos de avaliao e atribuio de classes de fundao, os solos

    usualmente encontrados esto agrupados em classes, cujo comportamento mecnico

    expresso atravs do respetivo valor de CBR do ensaio California Bearing Ratio (CBR)

    para as condies mais desfavorveis previsveis em obra e aps entrada em servio.

    Os objetivos principais deste trabalho so identificar e caracterizar fundaes de

    pavimentos em diferentes obras/aterros na regio de Bragana. Assim foram realizados

    ensaios laboratoriais e em campo de identificao e caracterizao mecnica de solos

    com uso exclusivo para fundao de pavimentos. Primeiro, realizaram-se ensaios de

    identificao dos solos estudados, posteriormente foram realizados ensaios para

    caracterizar mecanicamente o solo no mbito do dimensionamento do pavimento.

    Assim foram realizados ensaios laboratoriais como o California Bearing Ratio CBR e

    ensaio Proctor e ensaios de campo como o ensaio de controlo da compactao em

    campo com clula radioativa, o ensaio de carga em placa para obter o mdulo de

    deformabilidade do solo e por ltimo o ensaio com o penetrmetro dinmico ligeiro.

    Com estes ensaios pretende-se fazer um estudo comparativo de correlao emprica

    entre os diferentes ensaios de caracterizao mecnica realizados, tanto laboratoriais

    como de campo, aprofundando a relao que existe entre propriedades mecnicas e as

    classes de fundao de pavimentos e os resultados dos ensaios de campo,

    principalmente com os resultados do ensaio penetrmetro dinmico ligeiro por ser um

    ensaio fcil de usar e realizar.

  • iv

  • v

    PALAVRAS-CHAVE

    Fundao de Pavimento

    Leito de pavimento

    Ensaio CBR

    Ensaio de Carga com Placa

    Ensaio Penetrmetro Dinmico Ligeiro

    Ensaio Gama densmetro

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    ABSTRACT

    In Portugal, the reference document for the design of road pavements is the Manual de

    Conceo de Pavimentos para a Rede Rodoviria Nacional better known as

    MACOPAV. This manual allows dimensioning the various layers that constitute the

    road surface, however this work will be focused specifically on the characterization of

    the floor foundation, which includes beyond the bed floor layer underlying terrain.

    Several types of soil characterization tests may be laboratory and / or "in situ". Some are

    intended to identify the soil, others to know the mechanical behavior and / or

    deformability of the soil and other are intended to control the application of these

    materials as construction material (soil compaction).

    In particular the Manual de Conceo de Pavimentos establishes classes of floors

    foundation, characterized by the respective deformability module. For the evaluation

    and award of foundation classes, soils are usually grouped into classes whose

    mechanical behavior is expressed through the respective value of CBR of the California

    Bearing Ratio test (CBR) for the most predictable unfavorable conditions in

    construction and after entry in service.

    The main objective of this work is to identify and characterize floor foundations in

    different works / landfills in Bragana region. Thus laboratory tests and field

    identification and mechanical characterization of soils with exclusive use floor

    foundation were performed. First, soil identification tests were performed, subsequently

    tests to mechanically characterize the soil were performed in order to design the

    pavement. Thus, it were performed laboratory tests such as the California Bearing Ratio

    CBR and Proctor tests and field tests as the compression control test with radioactive

    cell, the plate load test for soil deformability module and finally the test with the light

    dynamic penetrometer.

    With these tests it is intended to make a comparative study of empirical correlation

    between the different mechanical characterization tests performed, both in laboratory

    and in the field, deepening the relationship between mechanical properties and floor

    foundation classes and the results of field trials mainly with the results of the test

    penetrometer dynamic light by being easy to use, and test performed.

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    KEYWORDS

    Pavement foundation

    Pavements subgrade

    California Bearing Ratio test

    Plate Load test

    Light dynamic penetrometer test

    Gamma densimeter test

  • x

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    ndice

    1. Enquadramento temtico ........................................................................................... 1

    1.1. Contexto rodovirio nacional ............................................................................. 1

    1.2. Constituio das estradas ................................................................................... 2

    1.3. Dimensionamento .............................................................................................. 5

    1.3.1. Generalidades ............................................................................................. 5

    1.3.2. Mtodo de dimensionamento...................................................................... 6

    1.3.3. Dimensionamento da fundao do pavimento............................................ 6

    1.4. Materiais para leitos de pavimento .................................................................. 10

    1.5. Consideraes finais ........................................................................................ 11

    2. Objetivo do trabalho e programa de ensaios ........................................................... 14

    2.1. Objetivo do trabalho ........................................................................................ 14

    2.2. Organizao da realizao dos ensaios e observaes ..................................... 17

    2.3. Locais de ensaio ............................................................................................... 19

    3. Os ensaios realizados .............................................................................................. 24

    3.1. Ensaios Laboratoriais ....................................................................................... 24

    3.1.1. Determinao do teor em gua do solo .................................................... 24

    3.1.2. Ensaio Proctor ..........