Manual de Pavimentacao Versao Final[1]

5/21/2018 Manual de Pavimentacao Versao Final[1]

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DNIT

MINISTRIO DOS TRANSPORTES

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTESDIRETORIA DE PLANEJAMENTO E PESQUISACOORDENAO-GERAL DE ESTUDOS E PESQUISA

INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIRIAS

MANUAL DE PAVIMENTAO

2006

Publicao IPR - 719


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3 EDIO Rio de Janeiro, 2006

EQUIPE TCNICA (ENGESUR LTDA)Eng Albino Pereira Martins

(Responsvel Tcnico)Eng Francisco Jos Robalinho de Barros

(Responsvel Tcnico)Eng Jos Luiz Mattos de Britto Pereira

(Coordenador)

Eng Zomar Antonio Trinta(Supervisor)

Eng Joo Menescal Fabrcio(Consultor)

Tec Felipe de Oliveira Martins(Tcnico em Informtica)

Tec Alexandre Martins Ramos(Tcnico em Informtica)

Tec Clia de Lima Moraes Rosa(Tcnica em Informtica)

COMISSO DE SUPERVISO (IPR)Eng Gabriel de Lucena Stuckert

(DNIT / DPP / IPR)Eng Mirandir Dias da Silva

(DNIT / DPP / IPR)

Eng Jos Carlos Martins Barbosa(DNIT / DPP / IPR)

Eng Elias Salomo Nigri(DNIT / DPP / IPR)

COLABORADORES TCNICOSEng Salomo Pinto

(DNIT / DPP / IPR)Eng Jorge Bastos Costa

(SISCON)Eng Digo Pereira

(SISCON)

Eng Fernando Wickert(BIDIM)

Bibl. Tnia Bral Mendes

(DNIT / DPP / IPR)Bibl. Heloisa Maria Moreira Monnerat

(DNIT / DPP / IPR)

2 EDIO Rio de Janeiro, 1996

CONSULTORES RESPONSVEISEng Salomo PintoEng Ernesto PreusslerEng Clauber Santos CampelloEng Henrique Alxis Ernesto Sanna

Eng Rgis Martins RodriguesEng Joo Menescal FabrcioEng Alayr Malta FalcoEng Arjuna Sierra

COMISSO DE REVISO TCNICA

Eng Slvio Figueiredo Mouro(Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)

Eng Abner vila Ramos(Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)

Eng Alberto Costa Mattos(Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)

Eng Jorge Nicolau Pedro(Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)

Eng Celito Manuel Brugnara(Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)

Eng Gervsio Rateke(Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)

Eng Henrique Wainer(Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

Eng Guioberto Vieira Rezende(Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

Eng Paulo Jos Guedes Pereira(Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

Eng Galileo Antenor de Arajo(Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

Eng Reynaldo Lobianco(Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

Eng Belmiro Pereira Tavares Ferreira(Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

Econ. Nilza Mizutani(Associao Brasileira de Normas Tcnicas)

Brasil. Departamento Nacional de Infra-Estrutura deTransportes. Diretoria de Planejamento e Pesquisa.

Coordenao Geral de Estudos e Pesquisa.Instituto de Pesquisas Rodovirias.

Manual de pavimentao. 3.ed. Rio de Janeiro,2006.

274p. (IPR. Publ., 719).

1. Pavimentao Manuais. I. Srie. II. Ttulo.

Impresso no Brasil / Printed in Brazil


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MINISTRIODOSTRANSPORTESDEPARTAMENTONACIONALDEINFRA-ESTRUTURADETRANSPORTES

DIRETORIADEPLANEJAMENTOEPESQUISACOORDENAOGERALDEESTUDOSEPESQUISA

INSTITUTODEPESQUISASRODOVIRIAS

Publicao IPR - 719


3 Edio

Rio de Janeiro

2006


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MINISTRIO DOS TRANSPORTES

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES

DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E PESQUISA

COORDENAO GERAL DE ESTUDOS E PESQUISA

INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIRIAS

Rodovia Presidente Dutra, Km 163, Vigrio Geral,

Rio de Janeiro, 21240-000, RJ

Tel/Fax: (21) 3371-5888

E-mail.: [email protected]

TTULO: MANUAL DE PAVIMENTAO

Primeira Edio: 1960

Segunda Edio: 1996

Reviso: DNIT / Engesur

Contrato: DNIT / Engesur PG 157/2001-00

Aprovado pela Diretoria Colegiada do DNIT em 28/03/2006.


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APRESENTAO

O Instituto de Pesquisas Rodovirias IPR, do Departamento Nacional de Infra-Estruturade Transportes DNIT, dando prosseguimento ao Programa de Reviso e Atualizao deNormas e Manuais Tcnicos, apresenta comunidade rodoviria a terceira edio do seu

Manual de Pavimentao.

As obras de pavimentao rodoviria cresceram notadamente a partir dos anos 50,quando, em funo de iniciativas de tcnicos do antigo DNER, houve maciatransferncia de tecnologia dos Estados Unidos da Amrica. Essa transferncia, por suavez, levou necessidade de normatizar e uniformizar as especificaes de servios e astcnicas de construo, dando origem, em 1960, ao Manual de Pavimentao, em suaprimeira edio.

Graas a intensivos programas de pavimentao em exerccios subseqentes, o Manual

foi amplamente utilizado, ajudando mesmo no estabelecimento de um setor de empresasde construo no ramo rodovirio altamente eficientes.

A segunda edio ocorreu em 1996, ainda sob a coordenao do IPR/DNER,impulsionada pelo aparecimento de materiais, tcnicas e equipamentos.

Passados praticamente dez anos dessa segunda edio, a presente atualizao dapublicao de 1996, ou seja, a terceira edio do Manual de Pavimentao, se respaldatambm no atendimento resoluo contida na Portaria n.o 116 DG/DNIT, de03/02/2002, que impe a adoo do chamado Padro DNIT, configurado pelas NormasDNIT 001/2002 PRO: Elaborao e apresentao de normas do DNITe DNIT 002/2002

PRO: Elaborao e apresentao de manuais do DNIT.

Nessas condies, a presente terceira edio promoveu ajustamentos nos textos, nasfiguras e nos quadros, bem como uma reordenao de diversos trechos que compunhamo Manual, resultando num aprimoramento geral da forma e numa nfase e numdetalhamento de certas questes, sem, contudo, acarretar modificaes conceituaissignificativas no contedo tcnico.

Ciente da importncia da presente obra e do interesse geral em mant-la sempre emsintonia com o desenvolvimento das tecnologias de pavimentao, o IPR/DNIT acolhe

quaisquer comentrios, observaes e crticas pertinentes de leitores e especialistas, quepodero subsidiar uma futura re-edio, to breve quanto ela se revelar necessria.

Eng.oCivil CHEQUER JABOUR CHEQUERCoordenador do Instituto de Pesquisas Rodovirias IPR

Endereo para correspondncia:

IInstituto de Pesquisas Rodovirias

A/C Diviso de Capacitao Tecnolgica

Rodovia Presidente Dutra, Km 163,

Centro Rodovirio, Vigrio Geral, Rio de Janeiro

CEP 21240-000, RJ - Tel/Fax: (21) 3371- 5888

E-mail: [email protected]


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LISTA DE ILUSTRAES

Figura 1 Perfil resultante da decomposio das rochas ......................................... 18

Figura 2 Local de solos transportados..................................................................... 19

Figura 3 As bases sucessivas de construo de rodovias na baixada .................... 21

Figura 4 Depsito de tlus....................................................................................... 22Figura 5 ndices fsicos ............................................................................................ 26

Figura 6 Correlao entre os diversos ndices fsicos ............................................. 28

Figura 7 Resistncia ao cisalhamento ..................................................................... 30

Figura 8 Dimenses das partculas ......................................................................... 33

Figura 9 Prensa para ndice de Suporte Califrnia .................................................. 39

Figura 10 Curva presso-penetrao ........................................................................ 40

Figura 11 Curvas de massa especfica umidade e CBR - umidade........................ 40

Figura 12 Grfico de compactao............................................................................ 42Figura 13 Curvas de compactao para diferentes energias..................................... 43

Figura 14 Evoluo de um solo compactado ao sofrer o efeito do trfego ................ 47

Figura 15 Variao do mdulo resiliente com a tenso-desvio.................................. 53

Figura 16 Esquema do equipamento para ensaios triaxiais dinmicos ..................... 54

Figura 17 Grfico de plasticidade .............................................................................. 60

Figura 18 Mtodo auxiliar de identificao de plasticidade em laboratrio................ 61

Figura 19 baco para classificao MCT .................................................................. 68

Figura 20 Classificao resiliente de solos granulares .............................................. 70Figura 21 Classificao resiliente de solos finos ....................................................... 73

Figura 22 Variao da relao mdulo CBR com classificao MCT........................ 77

Figura 23 Grfico CBR versus porcentagem de argila .............................................. 78

FIgura 24 Curva de granulometria de agregados ...................................................... 80

Figura 25 Curva de distribuio granulomtrica ........................................................ 81

Figura 26 Classificao das bases e sub-bases flexveis e semi-rgidas .................. 96

Figura 27 Classificao dos revestimentos................................................................ 98

Figura 28 Esquema da seo transversal do pavimento ........................................... 106

Figura 29 Raio de curva circular ................................................................................ 108

Figura 30 Determinao do LC.................................................................................. 109

Figura 31 Curva de transio..................................................................................... 114

Figura 32 Superelevao........................................................................................... 117

Figura 33 Esquema de superelevao ...................................................................... 117

Figura 34 Croqui da marcao da nota (Trecho em tangente) .................................. 122

Figura 35 Croqui da marcao da nota (Trecho em curva) ....................................... 123

Figura 36 Conveno para representao dos materiais .......................................... 133

Figura 37 Perfil longitudinal com indicao dos grupos de solos............................... 134Figura 38 Esquema de sondagem para prospeco de materiais............................. 135


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Figura 39 Anlise estatstica dos resultados de sondagens ...................................... 139

Figura 40 Planta de situao das ocorrncias........................................................... 140

Figura 41 Perfis de sondagens tpicas....................................................................... 141

Figura 42 Fatores de equivalncia de operao........................................................ 144

Figura 43 Determinao de espessuras do pavimento.............................................. 149

Figura 44 Dimensionamento do pavimento ............................................................... 149

Figura 45 Distribuio de tenses no ensaio com FWD ............................................ 153

Figura 46 Fases do trincamento ................................................................................ 155

Figura 47 Pavimento invertido ................................................................................... 157

Figura 48 Sees transversais para determinao da largura dasreas de contribuio ................................................................................ 161

Figura 49 Nomograma para soluo da equao de Manning .................................. 163

Figura 50 Impluvium correspondente largura do acostamento............................. 164

Figura 51 Correlao entre as diversas rampas e a capacidade mxima de vazo.. 164Figura 52 Drenos profundos em corte ....................................................................... 167

Figura 53 Alguns tipos de drenos utilizados em projetos de rodovias ....................... 167

Figura 54 Curvas granulomtricas............................................................................. 169

Figura 55 Trecho em curva (Contribuio de toda a plataforma)............................... 170

Figura 56 Fluxograma instalao de britagem mvel de pequeno porte(CAP 25 m3/h)............................................................................................ 202

Figura 57 Fluxograma instalao de britagem mvel de mdio porte(CAP 50 m3/h)............................................................................................ 203

Figura 58 Fluxograma instalao de britagem mvel de grande porte(CAP 100 m3/h).......................................................................................... 204

Figura 59 Representao do alimentador frio............................................................ 206

Figura 60 Posies da chapa oscilante ..................................................................... 206

Figura 61 Relaes: abertura e vazo do agregado.................................................. 207

Figura 62 Secador - corte A A ............................................................................... 208

Figura 63 Usina com trs silos frios e dois silos quentes .......................................... 214

Figura 64 Agregado do secador para silos quentes .................................................. 216

Figura 65 Folha de ensaio ......................................................................................... 217Figura 66 Determinao dos valores mmimos para aceitao de produtos ............. 237


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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Decomposio de rochas .......................................................................... 17

Tabela 2 Granulometria............................................................................................ 32

Tabela 3 Correlao das aberturas das peneiras em polegadas e milmetros......... 32

Tabela 4 Classificao dos solos (Transportation Research Board) ........................ 56Tabela 5 Sistema unificado de classificao de solos.............................................. 59

Tabela 6 Escala granulomtrica utilizada pelos SUCS............................................. 62

Tabela 7 Terminologia usada no SUCS ................................................................... 62

Tabela 8 Grupo de solos .......................................................................................... 63

Tabela 9 Classicao MCT....................................................................................... 69

Tabela 10 Classificao dos solos finos (Mtodo indireto)......................................... 72

Tabela 11 Interrelaes entre a classificao TRB e a unificada .............................. 74

Tabela 12 Interrelaes entre a classificao unificada e TRB .................................. 74Tabela 13 Valores provveis de CBR para os grupos de SUCS................................ 75

Tabela 14 Valores provveis de CRB para grupos de classificao TRB .................. 75

Tabela 15 Interrelao entre a classificao MCT e a resiliente ................................ 75

Tabela 16 Relao mdulo CBR ............................................................................. 77

Tabela 17 Parmetros da composio da cal hidrulica ............................................ 84

Tabela 18 Resistncia compresso......................................................................... 85

Tabela 19 Clculo dos elementos para relocao de curvas em estradasconstrudas ................................................................................................ 110

Tabela 20 Estradas de classe II e III comprimento de transio ............................. 111

Tabela 21 Valores para super largura ........................................................................ 113

Tabela 22 Determinao da distncia em curvas de PI inacessvel........................... 115

Tabela 23 Valores de superelevao ......................................................................... 116

Tabela 24 Caderneta tipo (Exemplo)........................................................................ 121

Tabela 25 Boletim de sondagem................................................................................ 127

Tabela 26 Resumo dos resultados dos ensaios......................................................... 130

Tabela 27 Perfil longitudinal dos solos ....................................................................... 132

Tabela 28 Granulometria dos materiais...................................................................... 136

Tabela 29 Granulometria para bases granular ........................................................... 143

Tabela 30 Determinao do fator de operaes......................................................... 145

Tabela 31 Coeficientes de equivalncia estrutural ..................................................... 146

Tabela 32 Espessura mnima de revestimento betuminoso ....................................... 147

Tabela 33 Coeficientes de escoamento usuais em rodovias...................................... 162

Tabela 34 Coeficientes de rugosidade (Manning) ...................................................... 163

Tabela 35 Requisitos bsicos das mantas geotxteis ................................................ 168

Tabela 36 Compatibilizao das fases do empreendimento com as etapas dolicenciamento............................................................................................. 181


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Tabela 37 Matriz de correlao de impactos ambientais de obras rodovirias .......... 183

Tabela 38 Avaliao de impactos ambientais de estudos e projetos rodovirios ...... 184

Tabela 39 Avaliao de impactos ambientais de obras rodovirias .......................... 185

Tabela 40 Avaliao de impactos ambientais em operaes rodovirias .................. 187

Tabela 41 Definio dos valores das aberturas dos silos........................................... 205

Tabela 42 Massas acumuladas em t. min .................................................................. 217

Tabela 43 Equipamentos utilizados............................................................................ 225

Tabela 44 Produo dos equipamentos..................................................................... 229

Tabela 45 Determinao da probabilidade de ocorrncia de z................................... 235

Tabela 46 Escala salarial de mo-de-obra ................................................................. 259

Tabela 47 Pesquisa de mercado materiais.............................................................. 260

Tabela 48 Pesquisa de mercado equipamentos...................................................... 261

Tabela 49 Custo horrio de utilizao de equipamentos............................................ 263

Tabela 50 Produo de equipamentos....................................................................... 266Tabela 51 Fluxograma da composio dos custos unitrios ...................................... 268

Tabela 52 Custo horrio de equipamento .................................................................. 270


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SUMRIO

APRESENTAO .......................................................................................................... 3

LISTA DE ILUSTRAES.............................................................................................. 7

1 INTRODUO....................................................................................................... 112 MATERIAIS INCORPORADOS AS OBRAS DE PAVIMENTAO....................... 15

2.1. Materiais Terrosos ......................................................................................... 17

2.2. Materiais Ptreos ........................................................................................... 79

2.3. Materiais Diversos ......................................................................................... 84

3 MODALIDADES E CONSTITUIO DE PAVIMENTOS ....................................... 93

3.1. Generalidades................................................................................................ 95

3.2. Classificao dos Pavimentos ....................................................................... 95

3.3. Bases e Sub-Bases Flexveis e Semi-Rgidos............................................... 95

3.4. Bases e Sub-Bases Rgidas .......................................................................... 97

3.5. Revestimentos ............................................................................................... 98

4 PROJETO DE ENGENHARIA RODOVIRIA ........................................................ 101

4.1. Consideraes Gerais ................................................................................... 103

4.2. Projeto Geomtrico ........................................................................................ 105

4.3. Projeto de Pavimentao............................................................................... 124

4.4. Projeto de Drenagem..................................................................................... 158

5 INTERFERNCIAS COM O MEIO AMBIENTE...................................................... 173

5.1. Generalidades................................................................................................ 175

5.2. Estudos de Impacto Ambiental ...................................................................... 176

5.3. Procedimentos Administrativos da AIA .......................................................... 177

5.4. Impactos Ambientais de Obras Rodovirias .................................................. 180

6 CANTEIRO DE SERVIOS E INSTALAES INDUSTRIAIS .............................. 189

6.1. Canteiro de Servios...................................................................................... 191

6.2. Instalaes de Pedreira e Esquemas de Britagem ........................................ 194

6.3. Explorao de Pedreira ................................................................................. 198

6.4. Usinas de Asfalto ........................................................................................... 205

6.5. Usina de Solos............................................................................................... 220

7 EQUIPAMENTOS .................................................................................................. 2237.1. Generalidades................................................................................................ 225


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7.2. Manuteno do Equipamento ........................................................................ 226

7.3. Operao do Equipamento............................................................................ 227

7.4. Produo dos Equipamentos......................................................................... 227

7.5. Constituio das Equipes .............................................................................. 228

8 CONTROLE DA QUALIDADE ............................................................................... 231

8.1. Consideraes Gerais ................................................................................... 233

8.2. Anlise Estatstica.......................................................................................... 233

9 RECEBIMENTO E ACEITAO DE OBRAS......................................................... 239

9.1. Introduo...................................................................................................... 241

9.2. Recebimento da Obra.................................................................................... 241

10 MANUTENO DO PAVIMENTO ......................................................................... 243

10.1. Consideraes Iniciais ................................................................................... 245

10.2. Tarefas Tpicas da Manuteno Rodoviria - Terminologia e Definies...... 245

11 ESTIMATIVA DE CUSTOS DAS OBRAS .............................................................. 257

11.1. Estudo Preliminar........................................................................................... 259

11.2. Pesquisa de Mercado .................................................................................... 259

11.3. Custos Diretos e Custos Indiretos.................................................................. 262

11.4. Produo das Equipes................................................................................... 26411.5. Custo dos Transportes................................................................................... 265

11.6. Fluxograma Geral .......................................................................................... 267

11.7. Custos Unitrios de Servios......................................................................... 270

BIBLIOGRAFIA............................................................................................................... 271


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Manual de Pavimentao 11

MT/DNIT/DPP/IPR

11--IINNTTRROODDUUOO


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MT/DNIT/DPP/IPR

1 INTRODUO

A pavimentao rodoviria no Brasil j foi objeto de estudos e prticas de construodesde longa data, quando experientes tcnicos do ento DNER formularam normas eprocedimentos que se tornaram, com suas sucessivas atualizaes, o estado da arte na

Engenharia Rodoviria.A partir dos anos 50, as tcnicas de pavimentao tiveram um grande desenvolvimentograas ao intercmbio entre Brasil e Estados Unidos nessa rea. A conseqncia foi anecessidade de uniformizar e normalizar as especificaes de servio e as tcnicas deconstruo, o que, em funo do esforo coletivo de tcnicos do DNER, deu origem primeira edio do Manual de Pavimentao, em 1960.

A segunda edio do Manual foi lanada em 1996, incorporando todo o progressotecnolgico acumulado durante o perodo, incluindo modificaes nos materiais, nosequipamentos e nas tcnicas usadas.

Essa segunda edio foi objeto de reviso e atualizao, resultando na presente eterceira edio, ocorrida j no mbito do DNIT, que tambm foi motivada pelanecessidade de ajustar o Manual ao padro DNIT e de promover mudanas no formato ena ordenao dos captulos, sem acarretar substanciais modificaes conceituais. Assim,observam-se entre o Manual de Pavimentao do DNER (2a edio) e o Manual dePavimentao do DNIT (3aedio) as seguintes modificaes bsicas, partindo das maisgerais para as mais especficas:

a) Reordenamento e remanejamento de diversos temas.

b) Reajustes na redao dos textos.c) Reajustes na montagem de figuras e tabelas, incluindo elementos tcnicos adicionais,

como equaes e curvas.

d) Reduo do nmero de Captulos, de catorze para onze.

e) Eliminao do Captulo 2 Normas e Documentos de Consultae sua conseqentetransferncia e incluso no item Bibliografia.

f) Eliminao do Captulo 3 Definies Bsicas.

g) Incorporao ao item 4.3 do Captulo 4 Projeto de Engenharia Rodoviriado tema

intitulado de Anlise Macanstica, antes tratado no Apndice.h) Introduo dos novos conceitos de Projeto Bsico e Projeto Executivo de Engenharia

no item 4.1 do Captulo 4 Projeto de Engenharia Rodoviria, em substituio aosconceitos de anteprojeto e projeto, constantes do antigo Captulo 7.

i) Excluso de referncia Reciclagem do Pavimento, tema que vai constar, com maispropriedade, do Manual de Restaurao de Pavimentos Asflticos, atualmenteemelaborao neste IPR.

de ressaltar que o presente Manual um documento de carter orientador no mbito da

Engenharia Rodoviria, relacionada com a rea de pavimentos asflticos.


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22--MMAATTEERRIIAAIISSIINNCCOORRPPOORRAADDOOSSSSOOBBRRAASSDDEEPPAAVVIIMMEENNTTAAOO


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2 MATERIAISINCORPORADOSSOBRASDEPAVIMENTAO

2.1 MATERIAIS TERROSOS

2.1.1 INTRODUO

Solo, do latim solum, o material da crosta terrestre, no consolidado, que ordinariamentese distingue das rochas, de cuja decomposio em geral provm, por serem suaspartculas desagregveis pela simples agitao dentro da gua [Holanda, A. Buarque de].

Geologicamente, define-se solo como o material resultante da decomposio das rochaspela ao de agentes de intemperismo.

No mbito da engenharia rodoviria, considera-se solo todo tipo de material orgnico ouinorgnico, inconsolidado ou parcialmente cimentado, encontrado na superfcie da terra.Em outras palavras, considera-se como solo qualquer material que possa ser escavado

com p, picareta, escavadeiras, etc., sem necessidade de explosivos.

2.1.2 ORIGEM DOS SOLOS

Com base na origem dos seus constituintes, os solos podem ser divididos em doisgrandes grupos: solo residual, se os produtos da rocha intemperizada permanecem aindano local em que se deu a transformao; solo transportado, quando os produtos dealterao foram transportados por um agente qualquer, para local diferente ao datransformao.

2.1.2.1 SOLOS RESIDUAIS

Os solos residuais so bastante comuns no Brasil, principalmente na regio Centro-Sul,em funo do prprio clima.

Todos os tipos de rocha formam solo residual. Sua composio depende do tipo e dacomposio mineralgica da rocha original que lhe deu origem. Por exemplo, adecomposio de basaltos forma um solo tpico conhecido como terra-roxa, de cormarrom-chocolate e composio argilo-arenosa. J a desintegrao e a decomposio dearenitos ou quartzitos iro formar solos arenosos constitudos de quartzo. Rochas

metamrficas do tipo filito (constitudo de micas) iro formar um solo de composioargilosa e bastante plstico. A Tabela 1 abaixo apresenta alguns exemplos.

Tabela 1 - Decomposio de rochas

Tipo de rocha Composio mineral Tipo de solo Composio

basaltoplagioclsio

piroxnios

argiloso

(pouca areia)argila

quartzito quartzo arenoso quartzo

filitosmicas

(sericita)argiloso argila


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Tipo de rocha Composio mineral Tipo de solo Composio

granito

quartzo

feldspato

mica

areno-argiloso

(micceo)

quartzo e argila

(micceo)

calcrio calcita argila

No existe um contato ou limite direto e brusco entre o solo e a rocha que o originou. Apassagem entre eles gradativa e permite a separao de pelo menos duas faixasdistintas; aquela logo abaixo do solo propriamente dito, que chamada de solo dealterao de rocha, e uma outra acima da rocha, chamada de rocha alterada ou rochadecomposta (Figura 1).

Figura 1 - Perfil resultante da decomposio das rochas

A SOLORESIDUAL

B SOLO DEALTERAODE ROCHA

C ROCHAALTERADA

D ROCHA S

O solo residual subdividido em maduro e jovem, segundo o grau de decomposio dosminerais.

O solo residual um material que no mostra nenhuma relao com a rocha que lhe deuorigem. No se consegue observar restos da estrutura da rocha nem de seus minerais.

O solo de alterao de rocha j mostra alguns elementos da rocha-matriz, como linhasincipientes de estruturas ou minerais no decompostos.

A rocha alterada um material que lembra a rocha no aspecto, preservando parte da sua

estrutura e de seus minerais, porm com um estgio de dureza ou resistncia inferior aoda rocha.

A rocha-s a prpria rocha inalterada.

As espessuras das quatro faixas descritas so variveis e dependem das condiesclimticas e do tipo de rocha.

A ao intensa do intemperismo qumico nas reas de climas quentes e midos provoca adecomposio profunda das rochas com a formao de solos residuais, cujaspropriedades dependem fundamentalmente da composio e tipo de rocha existente na

rea. Basicamente, numa regio de granito e gnaisse distinguem-se trs zonas distintasde material decomposto. Prximo superfcie, ocorre um horizonte de caractersticassilto-arenosas e finalmente aparece uma faixa de rocha parcialmente decomposta


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(tambm chamada de solo de alterao de rocha), na qual se pode distinguir ainda atextura e estrutura da rocha original. Esse horizonte corresponde a um estgiointermedirio entre solo e rocha. Abaixo desta faixa, a rocha aparece ligeiramentedecomposta ou fraturada, com transies para rocha-s.

No se deve imaginar que ocorra sempre uma decomposio contnua, homognea e

total na faixa de solo (regolito). Isso porque em certas reas das rochas pode haverminerais mais resistentes decomposio, fazendo com que essas reas permaneamcomo blocos isolados, englobados no solo. Esses blocos, s vezes de grandesdimenses, so conhecidos como mataces e so bastante comuns nas reas degranitos, gnaisse e basaltos. Exemplos dessas ocorrncias aparecem na Serra do Mar.

2.1.2.2 SOLOS TRANSPORTADOS

Os solos transportados formam geralmente depsitos mais inconsolidados e fofos que osresiduais, e com profundidade varivel. Nos solos transportados, distingue-se uma

variedade especial que o solo orgnico, no qual o material transportado est misturadocom quantidades variveis de matria orgnica decomposta, que em quantidadesapreciveis, forma as turfeiras. Como exemplo, tem-se o trecho da Via Dutra, prximo aJacare, em So Paulo, apresentando sempre danos no pavimento.

De um modo geral, o solo residual mais homogneo do que o transportado no modo deocorrer, principalmente se a rocha matriz for homognea. Por exemplo, uma rea degranito dar um solo de composio areno-siltosa, enquanto uma rea de gnaisses existos poder exibir solos areno-siltosos e argilo-siltosos, respectivamente. O solotransportado, de acordo com a capacidade do agente transportador, pode exibir grandesvariaes laterais e verticais na sua composio. Por exemplo: um riacho que carregueareia fina e argila para uma bacia poder, em perodos de enxurrada, transportar tambmcascalho, provocando a presena desses materiais intercalados no depsito. A Figura 2ilustra um local de solos transportados.

Figura 2 - Local de solos transportados

CASCALHO

ARGILA

AREIA

FURO 2FURO 1

Entre os solos transportados, necessrio destacar-se, de acordo com o agentetransportador, os seguintes tipos ainda: coluviais, de aluvio, elicos (dunas costeiras).

No sero considerados os glaciais, to comuns da Europa, Amrica do Norte, etc. e avariao elica (loess), uma vez que ambos no ocorrem no Brasil.


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O solo residual mais comum e de ocorrncia generalizada, enquanto que o transportadoocorre somente em reas mais restritas.

2.1.2.2.1 SOLOS DE ALUVIO

Os materiais slidos que so transportados e arrastados pelas guas e depositados nos

momentos em que a corrente sofre uma diminuio na sua velocidade constituem ossolos aluvionares ou aluvies. claro que ocorre, ao longo de um curso d'gua qualquer,uma seleo natural do material, segundo a sua granulometria e dessa maneira deve serencontrado, prximo s cabeceiras de um curso d'gua, material grosseiro, na forma deblocos e fragmentos, sendo que o material mais fino, como as argilas, levado a grandesdistncias, mesmo aps a diminuio da capacidade de transporte do curso d'gua.Porm, de acordo com a variao do regime do rio, h a possibilidade de os depsitos dealuvies aparecerem bastante heterogneos, no que diz respeito granulometria domaterial.

Os depsitos de aluvio podem aparecer de duas formas distintas: em terraos, ao longodo prprio vale do rio, ou na forma de depsitos mais extensos, constituindo as planciesde inundao. Estas ltimas so bastante freqentes ao longo dos rios. So exemplos osrios Tiet, Paran, etc. So os banhados, vrzeas e baixadas de inundao.

Como exemplos de depsitos de aluvio, citam-se os depsitos de argila cermica nosbanhados da rea de Avanhandava, Rio Tiet em So Paulo, e os de cascalho, usadoscomo agregado natural para concreto, encontrados ao longo do Rio Paran, e sendobastante utilizados como agregado. A melhor fonte de indicao de reas de aluvio, devrzeas e plancies de inundao a fotografia area. Embora os solos que constituemos aluvies sejam, via de regra, fonte de materiais de construes, so, por outro lado,pssimos materiais de fundaes.

2.1.2.2.2 SOLOS ORGNICOS

Os locais de ocorrncia de solos orgnicos so em reas topogrficas e geograficamentebem caracterizadas: em bacias e depresses continentais, nas baixadas marginais dosrios e nas baixadas litorneas. Como exemplo dessas ocorrncias, tem-se no estado deSo Paulo a faixa ao longo dos rios Tiet e Pinheiros, dentro da cidade de So Paulo.Neste caso, a urbanizao da cidade mascarou parte da extensa faixa de solo de aluvioorgnico. Exemplo de ocorrncias de solos de origem orgnica em baixadas litorneasso encontrados nas cidades de Santos e do Rio de Janeiro e na Baixada do Rio Ribeira,em So Paulo. Para a abertura da Linha Vermelha no Rio de Janeiro, que atravessaregio de manguesais com grandes espessuras de argila orgnica, foi necessrio aconstruo de uma laje de concreto apoiada em estacas para servir de infra-estrutura aopavimento. Uma sondagem na Av. Presidente Vargas, no Rio de Janeiro, mostra a partirda superfcie, 10 m de areia mdia a fina, compacta, arenosa dura e rija. Na Figura 3, apresentado um exemplo de processo construtivo de rodovia sobre solos orgnicos.


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Figura 3 - As bases sucessivas da construo de rodovia na baixada

2.1.2.2.3 SOLOS COLUVIAIS

Os depsitos de coluvio, tambm conhecidos por depsitos de tlus, so aqueles soloscujo transporte deve exclusivamente ao da gravidade (Figura 4). So de ocorrncialocalizada, situando-se, via de regra, ao p de elevaes e encostas, etc. Os depsitos de

tlus so comuns ao longo de rodovias na Serra do Mar, no Vale do Paraba, etc. Acomposio desses depsitos depende do tipo de rocha existente nas partes maiselevadas. A existncia desses solos normalmente desvantajosa para projetos deengenharia, pois so materiais inconsolidados, permeveis, sujeitos a escorregamentos,etc.


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Figura 4 - Depsitos de tlus

GRANITOTLUS

TLUS

ARENITO

2.1.2.2.4 SOLOS ELICOS

So de destaque, apenas os depsitos ao longo do litoral, onde formam as dunas, nosendo comuns no Brasil. O problema desses depsitos existe na sua movimentao.Como exemplo, temos os do estado do Cear, e os de Cabo Frio no Rio de Janeiro.

2.1.3 DESCRIO DOS SOLOS

A terminologia de Solos e Rochas - TB-3 (de 1969), da ABNT, e a TER-268/94, do DNER,estabelecem que os solos sero identificados por sua textura (composiogranulomtrica), plasticidade, consistncia ou compacidade, citando-se outraspropriedades que auxiliam sua identificao, como: estrutura, forma dos gros, cor,cheiro, friabilidade, presena de outros materiais (conchas, materiais vegetais, micas,etc).

Sob o ponto de vista de identificao, a textura, uma das mais importantes propriedadesdos solos,mesmo que no seja suficiente para definir e caracterizar o comportamentogeral desses materiais. De fato, no caso de solos de granulao fina, a presena da guaentre os gros, em maior ou menor quantidade, confere ao solo um comportamentodiverso sob ao de cargas, enquanto os solos de granulao grossa no so afetados,praticamente, pela presena de gua.

Para fins de terminologia , ainda, uma tradio a diviso dos solos, sob o ponto de vistaexclusivamente textural, em fraes diversas, cujos limites convencionais superiores einferiores das dimenses variam conforme o critrio e as necessidades das organizaestecnolgicas e normativas. O DNIT adota a seguinte escala granulomtrica, considerandoas seguintes fraes de solo:

a) Pedregulho: a frao do solo que passa na peneira de (3") e retida na peneira de2,00 mm (n 10);

b) Areia: a frao do solo que passa na peneira de 2,00 mm (n 10) e retida napeneira de 0,075 mm (n 200);

c) Areia grossa: a frao compreendida entre as peneiras de 2,0 mm (n 10) e 0,42mm (n 40);


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d) Areia fina: a frao compreendida entre as peneiras de 0,42 mm (n 40) e 0,075mm (n 200);

e) Silte: a frao com tamanho de gros entre a peneira de 0,075 mm (n 200) e 0,005mm;

f) Argila: a frao com tamanho de gros abaixo de 0,005 mm (argila coloidal a

frao com tamanho de gros abaixo de 0,001 mm).

Na natureza, os solos se apresentam, quase sempre, compostos de mais de uma dasfraes acima definidas. Uma dada frao, nesses casos, pode influir de modo marcanteno comportamento geral dos solos (principalmente os naturais). H necessidade de levarem conta todas as propriedades, alm da distribuio granulomtrica. Sob esse aspecto,ento, empregam-se as seguintes denominaes:

a) Areias e Pedregulhos(solos de comportamento arenoso) - so solos de granulaogrossa, com gros de formas cbicas ou arredondadas, constitudos principalmente

de quartzo (slica pura). Seu comportamento geral pouco varia com a quantidade degua que envolve os gros. So solos praticamente desprovidos de coeso: suaresistncia deformao depende fundamentalmente de entrosamento e atrito entreos gros e da presso normal ( direo da fora de deformao) que atua sobre osolo.

b) Siltes- so solos intermedirios, podendo tender para o comportamento arenoso oupara o argiloso, dependendo da sua distribuio granulomtrica, da forma e dacomposio mineralgica de seus gros. Assim, usar-se-o as designaes de siltearenoso ou silte argiloso, conforme a tendncia preferencial de comportamento.

c) Argilas (solos de comportamento argiloso) - so solos de granulao fina, comgros de formas lamelares, alongadas e tubulares (de elevada superfcie especfica1),cuja constituio principal de minerais arglicos: caulinita, ilita e montmorilonita, isto, silicatos hidratados de alumnio e/ou ferro e magnsio, que formam arcabouoscristalinos constitudos de unidades fundamentais. Devido finura, forma ecomposio mineralgica de seus gros, o comportamento geral das argilas variasensivelmente com a quantidade de gua que envolve tais gros. Assim, apresentamesses solos em determinada gama de umidade, caractersticas marcantes deplasticidade, permitindo a mudana de forma (moldagem) sem variao de volume,

sob a ao de certo esforo. Sua coeso funo do teor de umidade: quanto menosmidas (mais secas), maior a coeso apresentada, podendo variar o valor da coeso(do estado mido ao seco), numa dada argila, entre limites bem afastados.

NOTA: Superfcie especfica a superfcie por unidade de volume ou de massa dapartcula.

Nessa base de consideraes poder-se- ter um mesmo solo designado de duasmaneiras diversas, conforme o critrio adotado:

a) silte argilo-arenoso - ponto de vista exclusivamente textural - indicandopredominncia, em peso, da frao silte, seguida da frao argila, e em menorproporo, a frao areia;


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b) argila silto-arenosa - ponto de vista de comportamento geral - a frao argilaimpe suas propriedades ao conjunto, mesmo quando no predominante em peso.

So usados, tambm, na descrio de solos, alguns termos como os seguintes:

a) Turfa - solo sem plasticidade, com grande percentagem de partculas fibrosas de

material ao lado de matria orgnica coloidal, marrom-escuro a preto, muitocompressvel, e combustvel quando seco;

b) Cascalho - solo com grande percentagem de pedregulho, podendo ter diferentesorigens - fluvial, glacial e residual; o cascalho de origem fluvial chamado comumentede seixo rolado;

c) Solo latertico- um solo que ocorre comumente sob a forma de crostas contnuas,como concrees pisolticas isoladas ou, ainda, na forma de solos de textura fina maspouco ou nada ativos. Suas cores variam do amarelo ao vermelho mais ou menosescuro e mesmo ao negro. Diversas designaes locais existem para os solos ou

cascalhos laterticos, tais como: piarra, recife, tapiocanga e mocoror;d) Saibro - solo residual areno-argiloso, podendo conter pedregulhos, proveniente de

alterao de rochas granticas ou gnissicas;

e) Topsoil- solo areno-siltoso, com pouca ou nenhuma argila, encontrado nas camadassuperficiais de terrenos de pequena declividade, ou nas partes baixas de baciashidrogrficas.

f) Massap - solo argiloso, de plasticidade, expansibilidade e contratilidade elevadas,encontrado, principalmente, na bacia do Recncavo Baiano. Suas caractersticasdecorrem da presena da montmorilonita. No Paran, materiais semelhantes so

designados sabo-de-caboclo.

2.1.4 IDENTIFICAO DOS SOLOS

Para facilidade de identificao dos solos, sob o ponto de vista do seu comportamento,existe uma srie de testes simples, visuais e manuais, prescindindo de qualquerinstrumento de laboratrio, que permitem distinguir entre um tipo e outro de solo. A seguirso enumerados e sucintamente explicados tais testes:

a) Teste Visual - que consiste na observao visual do tamanho, forma, cor e

constituio mineralgica dos gros do solo - teste que permite distinguir entre solosgrossos e solos finos.

b) Teste do Tato - que consiste em apertar e friccionar, entre os dedos, a amostra desolo: os solos speros so de comportamento arenoso e os solos macios so decomportamento argiloso.

c) Teste do Corte- que consiste em cortar a amostra com uma lmina fina e observar asuperfcie do corte: sendo polida (ou lisa), tratar-se- de solo de comportamentoargiloso; sendo fosca (ou rugosa), tratar-se- de solo de comportamento arenoso.


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d) Teste da Dilatncia (tambm chamado da mobilidade da gua ou ainda dasacudidela) - que consiste em colocar na palma da mo uma pasta de solo (emumidade escolhida) e sacud-la batendo leve e rapidamente uma das mos contra aoutra. A dilatncia se manifesta pelo aparecimento de gua superfcie da pasta eposterior desaparecimento, ao se amassar a amostra entre os dedos: os solos de

comportamento arenoso reagem sensvel e prontamente ao teste, enquanto que os decomportamento argiloso no reagem.

e) Teste de Resistncia Seca- que consiste em tentar desagregar (pressionando comos dedos) uma amostra seca do solo: se a resistncia for pequena, tratar-se- de solode comportamento arenoso; se for elevada, de solo de comportamento argiloso.

2.1.5 PROPRIEDADES GERAIS DOS SOLOS

2.1.5.1 FORMA DAS PARTCULAS

A parte slida de um solo constituda por partculas e gros que tm as seguintesformas:

a) esferoidais;

b) lamelares ou placides;

c) fibrosas.

As partculas esferoidais possuem dimenses aproximadas em todas as direes epodero, de acordo com a intensidade de transporte sofrido, serem angulosas ouesfricas. Exemplo: solos arenosos ou pedregulhos.

Nos solos de constituio granulomtrica mais fina, onde as partculas so microscpicas,apresentam-se lamelares e placides, ou seja, h predomnio de duas das dimensessobre a terceira.

As partculas com forma fibrosa ocorrem nos solos de origem orgnica (turfosos), ondeuma das dimenses predomina sobre as outras duas.

A forma das partculas influi em certas caractersticas dos solos. Assim, por exemplo, aspartculas placides e fibrosas podem se dispor em estrutura dispersa e oca, ocasionandoporosidade elevada.

2.1.5.2 NDICES FSICOS

Os ndices fsicos so relaes entre volume e peso das fases (slida, lquida e gasosa)do solo. So utilizados na definio de propriedades fsicas dos solos.

Os ndices fsicos so representados na Figura 5, a seguir.


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Figura 5 - ndices fsicos

Onde:

Var = volume de ar (gases ou vapor)

Va = volume de gua

Vg = volume de gros slidosVt= Vv+ Vg= volume total

Vv= Vt- Vg= volume de vazios km

Pa= peso de gua

Pg = peso dos gros slidos

Par= peso de ar (desprezvel)

Pt= Pa+ Pg= peso total

a) ndice de vazios

eV

Vv

g

=

b) Porosidade

nV

V

v

t

=

c) Teor de umidade (higroscpica, natural ou de saturao, conforme as condies dosolo)

hP

Pa

g

= x 100


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NOTA: Pa= Ph- Pg, em que Ph o peso do material mido e Pg o do material secoem estufa a 105 - 110 C at constncia de peso.

d) Grau de saturao

100V

VS

v

a =

e) Grau de aerao

AV

Var

t

= x 100

f) Percentagem de ar (air-voids)

100xt

ar

V

Va =

g) Massa especfica real dos gros de solo

= PV

gg

g NOTA: Determina-se gpelo mtodo do picnmetro (ver Mtodo DNER-ME 093/94). O

valor de g utilizado nos clculos da anlise granulomtrica porsedimentao, na determinao de relaes volumtricas das fases do solo ecomo indicao da natureza mineralgica do solo ou de suas fraes.Encontram-se, em geral, valores compreendidos entre 2,60 g/cm3e 2,80 g/cm3.A areia quartzosa apresenta g de 2,67 g/cm

3 e os cascalhos ferruginososvalores superiores a 3,0 g/cm3.

h) Massa especfica aparente mida

ht

t

P

V=

i) Massa especfica aparente seca

t

g

sV

P=

hhh

hs +

=+

=

100

100

100

1

j) Massa especfica aparente do solo saturado (Vv= Va)

gn)-(1+an=tV

gx)vV-t(V+axvV=tV

gP+aP=

tVtP=sat

k) Massa especfica aparente do solo submerso

subm= sat- a= (l - n) (g- a)

(ao do empuxo hidrosttico)

NOTA: Os ndices de a) a f) so adimensionais e os de g) a k) so dimensionais. As

densidades se obtm, dividindo as diversas massas especficas pela da guaa (g/cm

3), temperatura do ensaio; nos ensaios correntes, poder-se-

considerar a= l g/cm3.


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Na Figura 6, tem-se, de forma esquemtica, as correlaes dos diversos ndices fsicos eas frmulas que permitem calcul-las, diretamente, a partir de valores de pesos e volumesdeterminados em laboratrio.

Figura 6 - Correlaes entre os diversos ndices fsicos

Vt Pt Pg g

g PtVt

= hPt

=Pg

Pgg= ge

sI+h

= h

e = s

gl S = e

h A = Sl

nl+e=e

set= g(l-n)+nsubn = ( - ) (l-n)g e

S = 100

Determinaesfundamentais nolaboratrio

Recipientede volumeconhecido Balana PicnmetroBalana

2.1.5.3 PROPRIEDADES FSICAS E MECNICAS

Dentre as propriedades fsicas e mecnicas de maior interesse no campo rodovirio,destacam-se as seguintes: permeabilidade, capilaridade, compressibilidade, elasticidade,contratilidade e expansibilidade e resistncia ao cisalhamento.

a) Permeabilidade

a propriedade que os solos apresentam de permitir a passagem da gua sob a aoda gravidade ou de outra fora. A permeabilidade dos solos medida pelo valor docoeficiente de permeabilidade (k), que definido como a velocidade de escoamentode gua, atravs da massa do solo, sob a ao de um gradiente hidrulico unitrio.Esse coeficiente pode ser determinado, no campo ou no laboratrio.

A permeabilidade de um solo funo, principalmente, do seu ndice de vazios, dotamanho mdio dos seus gros e da sua estrutura.

Os pedregulhos e as areias so razoavelmente permeveis; as argilas, ao contrrio,so pouco permeveis. Ainda sob o ponto de vista de granulometria, os solos

granulares, de graduao aberta, so mais permeveis do que os de graduaodensa.


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b) Capilaridade

a propriedade que os solos apresentam de poder absorver gua por ao da tensosuperficial, inclusive opondo-se fora da gravidade.

A altura que a gua pode atingir num solo, pela ao capilar, funo inversa dotamanho individual dos vazios e, portanto, do tamanho das partculas do solo. Alm

disso, num dado solo, no processo de ascenso capilar, medida que a gua sobe avelocidade diminui.

A altura de ascenso capilar nos pedregulhos e nas areais grossas desprezvel, nasareias finas de poucos centmetros e nas argilas pode atingir a vrios metros.

c) Compressibilidade

a propriedade que os solos apresentam de se deformar, com diminuio de volume,sob a ao de uma fora de compresso.

A compressibilidade manifesta-se, quer na compactao dos solos no saturados,

quer no adensamento ou consolidao dos solos saturados. No caso dacompactao, a reduo de vazios d-se custa da expulso de ar, enquanto noadensamento, faz-se pela expulso da gua.

A velocidade de adensamento de um solo saturado funo de sua permeabilidade.Nos solos arenosos, o adensamento rpido; nos argilosos lento, podendoprolongar-se por muitos anos quando se tratar de argilas moles ou muito moles.

O estudo do adensamento lento apresenta interesse especial no caso de aterrosexecutados sobre camadas espessas de argila compressvel. Na escolha do tipo depavimento dever-se-, nesse caso, considerar a ocorrncia de recalques diferenciais.

d) Elasticidade

a propriedade que os solos apresentam de recuperar a forma primitiva cessado oesforo deformante; no sendo os solos perfeitamente elsticos, tal recuperao parcial.

Para cargas transientes ou de curta durao, como as do trfego, verifica-se arecuperao quase completa das deformaes do subleito e do pavimento, desde queaquele tenha sido compactado convenientemente e este, dimensionado de modo aevitar deformaes plsticas de monta.

A repetio de deformaes elsticas excessivas nos pavimentos resulta emfissuramento dos revestimentos betuminosos (ruptura por fadiga).

As deformaes elsticas dos subleitos tm sido chamadas de resilientes, vistodependerem de fatores que no se costumam associar ao comportamento de outrosmateriais de construo (ao, concreto, etc). No caso dos solos, aqueles fatoresincluem a estrutura e as propores das trs fases (slida, lquida e gasosa) logo apsa compactao do subleito e durante a vida til do pavimento.

Assume especial importncia, atualmente, a considerao da elasticidade dossubleitos no desenvolvimento dos mtodos de dimensionamento de pavimentos

baseados na aplicao da teoria da elasticidade.


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e) Contratilidade e Expansibilidade

So propriedades caractersticas da frao argila e, por isso, mais sensveis nos solosargilosos. Contratilidade a propriedade dos solos terem seu volume reduzido pordiminuio de umidade. Expansibilidade a propriedade de terem seu volumeampliado por aumento de umidade.

f) Resistncia ao Cisalhamento

A ruptura das massas de solo d-se por cisalhamento, isto , por deformaodistorcional.

Figura 7 - Resistncia ao cisalhamento

C

A resistncia ao cisalhamento regida pela Lei de Coulomb (Figura 7) cuja expresso :

= e tg + c

ou

= (t - u)tg+c

em que:

= resistncia ao cisalhamento (ou corte);

= ngulo de atrito interno;e = presso efetiva normal ao plano de cisalhamento;

t = presso total normal ao plano de cisalhamento;

u = presso neutra (no contribui para a resistncia ao cisalhamento) ou presso nosporos (ar e gua);

c = coeso (resistncia ao cisalhamento quando a presso efetiva e nula, ou = 0).

Entre os fatores extrnsecos que influem no valor de , esto a velocidade de aplicaodos esforos e a maior ou menor facilidade de escoamento do fluido contido nos poros.

Tal influncia condiciona os tipos clssicos de ensaios de cisalhamento: rpido, rpido-


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adensado e lento, executados em laboratrios de solos, nos aparelhos de compressosimples e/ou triaxial, e de cisalhamento direto.

Os fatores intrnsecos dividem-se em: fsicos e fsico-qumicos.

Os fatores fsicos dependem da presso efetiva normal ao plano de ruptura, e so

significativos para as partculas arenosas. Compreendem o atrito ou frico entre aspartculas e o entrosamento das partculas.

Os fatores fsico-qumicos da resistncia ao cisalhamento so os que se manifestam nacoeso; tm importncia no caso da argila, pois nas fraes coloidais que as forasintergranulares so significativas em relao s massas das partculas. Estas forasresultam das atraes intermoleculares (foras de Van Der Waals), nos pontos de maisprximo contato, e das repulses eletrostticas dos ons dispersos na dupla camada queenvolve as partculas coloidais. A gua absorvida, apesar de sua viscosidade elevada,no aumenta a coeso, pelo contrrio, tende a reduzi-la.

A cimentao das partculas pelos xidos de ferro e alumnio e pelos carbonatos, que seprecipitam em torno dos pontos de contato, contribui para a coeso. Existem, porexemplo, depsitos de laterita formados pela precipitao dos xidos de ferro e alumnio,transportados pelas guas do solo, em terrenos aluvionares que, deste modo, adquiremcoeso. Nos solos residuais, a coeso pode resultar da cimentao dos gros porprodutos remanescentes da rocha de origem ou precipitados no perfil do solo.

Aspecto importante a levar em conta, em projetos de pavimentos, o comportamento dossolos compactados. Tenha-se em vista que os solos usados nos subleitos ou emcamadas dos pavimentos so geralmente retirados de jazidas, transportados, misturados

ou no com outros solos ou pedras, umedecidos ou secados, e compactados com rolosp-de-carneiro, pneumticos e vibratrios. A resistncia ao cisalhamento desses solosdepende ento, fundamentalmente, da estrutura assumida por eles, em funo do tipo decompactao empregado.

A deformao plstica de um subleito sob a ao da carga no pavimento evitada oureduzida, dando-se ao pavimento uma espessura suficiente de modo a limitar as tensesde cisalhamento no subleito a valores compatveis com a resistncia ao cisalhamento dosolo. Esta, entretanto, raramente determinada mediante os ensaios clssicos daMecnica dos Solos. Razes de ordem prtica levam a adotar ensaios como o de

penetrao de um pisto (CBR) ou do estabilmetro (de HVEEM), em que se determinamndices ou resistncias que se correlacionam experincia de comportamento depavimentos sob condies de trfego diversas.

2.1.6 CARACTERSTICAS DOS SOLOS

2.1.6.1 GRANULOMETRIA (DNER-ME051/94E DNER-ME080/94)

A anlise granulomtrica consiste na determinao das porcentagens, em peso, dasdiferentes fraes constituintes da fase slida do solo. Para as partculas de solo maioresdo que 0,075 mm (peneira n 200 da ASTM) o ensaio feito passando uma amostra dosolo por uma srie de peneiras de malhas quadradas de dimenses padronizadas.


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Pesam-se as quantidades retiradas em cada peneira e calculam-se as porcentagens quepassam em cada peneira.

A Tabela 2 abaixo,indica as aberturas das malhas das peneiras normais da ASTM maisusadas nos laboratrios rodovirios, e a Tabela 3, a correlao das aberturas daspeneiras em polegadas e milmetros.

Tabela 2 - Granulometria

N Abertura

mm

200 0,075

100 0,15

40 0,42

10 2,09

4 4,8

Tabela 3 - Correlao das aberturas das peneiras em polegadas e milmetros

Abertura Abertura

pol. mm

3/8 9,5

3/4 19,1

1 25,4

1 1/2 38,1

2 50,8

Para as partculas de solo menores do que 0,075 mm utiliza-se o mtodo desedimentao contnua em meio lquido. Este mtodo baseado na lei de Stokes, a qualestabelece uma relao entre o dimetro das partculas e a sua velocidade desedimentao em um meio lquido de viscosidade e peso especfico conhecidos.

d

n

=1800

g a- xa

t

onde:

d = dimetro equivalente da partcula, isto , o dimetro de uma esfera de mesmo pesoespecfico e que sedimenta com a mesma velocidade;

= peso especfico das partculas de solo;

n = coeficiente de viscosidade do meio dispersor;

a = altura de queda das partculas, correspondentes leitura do densmetro;

t = tempo de sedimentao.

A porcentagem de material ainda no sedimentado dada pela frmula:


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QL

P

g

g

c

s

=

1x

onde:

Q = porcentagem de solo em suspenso no instante da leitura do densmetro;

= porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm (peneira n 10);

Lc = Leitura corrigida do densmetro (Lc= L + L; em que L a decimal da leitura naparte superior do menisco multiplicada por 103 e L a correo);

Ps = peso do solo seco usado na suspenso;

Para maiores detalhes do mtodo de sedimentao, ver o mtodo DNER-ME 051/94.

Com os resultados obtidos no ensaio de granulometria traa-se a curva granulomtricaem um diagrama semi-logartmico que tem como abscissa os logaritmos das dimensesdas partculas e como ordenadas as porcentagens, em peso, de material que temdimenso mdia menor que a dimenso considerada (porcentagem de material quepassa).

Segundo a forma da curva, podemos distinguir os seguintes tipos de granulometriauniforme (curva-A); bem graduada (curva-B); mal graduada (curva-C), conforme indicadona Figura 8 abaixo.

Figura 8 - Dimenses das partculas

CB A

Dimenses das Partculas

100

%quepassa

Na prtica, utilizam-se faixas granulomtricas entre as quais dever se situar a curvagranulomtrica do material a utilizar. Tem-se, assim, as faixas granulomtricas paramateriais a serem usados como solo estabilizado ou as faixas granulomtricas paramateriais filtrantes dos drenos. Quando o solo estudado no se enquadrar dentro da faixagranulomtrica especificada, deve-se mistur-lo com outro solo, de maneira a obter umamistura com granulometria dentro das especificaes.


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A anlise granulomtrica no basta, por si s, para caracterizar um solo sob todos osaspectos que interessam tcnica rodoviria, devendo ser completada, na maioria dasvezes, por outros ensaios.

a) Ensaios de Granulometria por Peneiramento

Toma-se uma amostra representativa do solo a ser ensaiado e pesa-se. Tem-se,ento, o peso de amostra mida que deve ser aproximadamente 1500 g. Passa-setoda a amostra na peneira n 10. A frao retida ser lavada na peneira n 10, paraeliminar todo o material fino aderente s partculas de solo. Transfere-se o solo lavadopara uma cpsula e seca-se a temperatura de 105 C a 110 C. Faz-se, ento openeiramento do solo at a peneira n 10. Da frao que passa na peneira n 10toma-se cerca de 100 g para o peneiramento fino (da peneira n 10 de n 200), ecerca de 50 g para determinao da umidade higroscpica. Lava-se a amostradestinada ao peneiramento fino na peneira n 200, seca-se a parte retida, em estufa a105 C a 110 C, procedendo-se, ento, ao peneiramento entre as peneiras n 10 e n

200.b) Ensaios de Granulometria por Sedimentao

O Ensaio realizado, com a frao da amostra representativa do solo que passa napeneira n 10. Toma-se cerca de 120 g, no caso de solos arenosos, ou cerca de 70 g,no de solos siltosos ou argilosos, daquela frao e coloca-se em um recipiente comgua destilada, devendo o solo permanecer em imerso durante 18 horas. Passandoeste tempo, adicionam-se 20 cm de deflocutante. Leva-se ao dispersor. Transfere-seo solo dispersado para um proveta de capacidade de 1000 ml. Completa-se o volumeadicionando gua destilada at o trao indicando 1000 ml. Agita-se, deposita-se aproveta e faz-se as leituras densimtricas de acordo com os tempos especificadospara o ensaio de sedimentao, que so: 30 segundos, 1 minuto, 2 minutos, 4minutos, 8 minutos, 15 minutos, 30 minutos, 60 minutos, 240 minutos e 1500 minutos.Terminando o ensaio de sedimentao, lava-se o solo na peneira n 200, seca-seem estufa temperatura de 105 C a 110 C, procedendo-se ao peneiramentocompreendido entre as peneiras n 10 e n 200.

Para o clculo da granulometria por sedimentao necessrio conhecer o pesoespecfico dos gros do solo. O ensaio para determinao do peso especfico dosgros do solo realizado com um picnmetro de 500 ml e usando a frao da amostrarepresentativa do solo que passa na peneira n 10 e coloca-se em uma cpsula comgua destilada em quantidade suficiente para se obter pasta fluida. Coloca-se a pastano dispersor e liga-se este durante 15 minutos. Transfere-se a amostra para opicnmetro e junta-se gua destilada at aproximadamente metade de seu volume.Faz-se vcuo no picnmetro durante 15 minutos, no mnimo, para extrair o ar contidona amostra e, em seguida, adiciona-se gua destilada at a marca de calibrao.Enxuga-se o picnmetro e pesa-se, anotando-se, a seguir, a temperatura da gua.

Tira-se, na curva de calibrao, o peso do picnmetro cheio de gua, para atemperatura do ensaio. O peso especfico dos gros do solo dado pela frmula:

gs

s a as

P

P P P=

+ + at


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sendo,

g = peso especfico real dos gros do solo, em g/cm3;

Ps= peso em gramas do solo seco em estufa a 105 C - 110 C;

Pa= peso em gramas do picnmetro cheio de gua temperatura t;

Pas= peso em gramas do picnmetro, mais solo, mais gua;at= peso especfico da gua (g/cm3) temperatura do ensaio.

(Nos ensaios correntes poder-se- considerar at= 1 g/cm3)

Com os valores obtidos no ensaio de sedimentao, e conhecido o peso especficodos gros do solo, calculam-se os dimetros d das partculas, pela lei de Stokes, paracada leitura do densmetro.

A porcentagem de solo em suspenso Q no instante da leitura densimtrica calculada pela expresso vista anteriormente. Com os valores de d e Q podemostraar a curva granulomtrica.

2.1.6.2 LIMITES DE CONSISTNCIA

Esses limites permitem avaliar a plasticidade dos solos. Esta propriedade dos solosargilosos consiste na maior ou menor capacidade de serem eles moldados sem variaode volume, sob certas condies de umidade. Entre os ensaios de rotina, objetivando acaracterizao de um solo segundo sua plasticidade, esto a determinao do limite deliquidez e a do limite de plasticidade. Quando a umidade de um solo muito grande, elese apresenta como um fluido denso e se diz no estado lquido.A seguir, medida que se

evapora a gua, ele se endurece, passando do estado lquido para o estado plstico. Aumidade correspondente ao limite entre os estados lquido e plstico denominada limitede liquidez. Ao continuar a perda de umidade, o estado plstico desaparece, passando osolo para o estado semi-slido. Neste ponto, a amostra de solo se desagrega ao sertrabalhado. A umidade correspondente ao limite entre os estados plsticos e semi-slido denominada limite de plasticidade. Continuando a secagem, ocorre a passagem para oestado slido. O limite entre esses dois ltimos estados denominado limite decontrao.

LL LP LC

_______ ________ _________ _____________ umidadeestado estado estado estado decrescendo

lquido plstico semi-slido slido

Adiferena numrica entre o limite de liquidez (LL) e o limite de plasticidade (LP) forneceo ndice de plasticidade (IP)

IP = LL - LP

Este ndice define a zona em que o terreno se acha no estado plstico e, por ser mximopara as argilas e mnimo para as areias, fornece um valioso critrio para se avaliar o

carter argiloso de um solo. Quanto maior o IP, tanto mais plstico ser o solo. O ndicede plasticidade funo da quantidade de argila presente no solo, enquanto o limite de


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liquidez e o limite de plasticidade so funes da quantidade e do tipo de argila. Quandoum material no tem plasticidade (areia, por exemplo), escreve-se IP = NP (no plstico).

O limite de liquidez indica a quantidade de gua que pode ser absorvida pela frao dosolo que passa pela peneira n 40. Observa-se que quanto maior o LL tanto maiscompressvel o solo.

a) Ensaio do Limite de Liquidez (DNER-ME 122/94)

O ensaio do limite de liquidez realizado em um aparelho denominado aparelho deCasagrande, que consiste essencialmente de uma concha metlica que, acionada poruma manivela, golpeia a base do citado aparelho. O ensaio feito com a frao daamostra representativa do solo que passa na peneira de 0,42 mm de abertura demalha (peneira n 40).

A quantidade de material necessria para o ensaio de cerca de 70 g. Colocam-seos 70 g de material em uma cpsula e homogeneiza-se com adio de gua, aos

poucos, at resultar massa plstica. Transfere-se parte da massa plstica, assimobtida, para a concha do aparelho, moldando-a de modo que, na parte central daconcha, apresente uma espessura aproximada de 1 cm. Com um dos cinzis, ojulgado mais aconselhvel para o caso (solo arenoso, siltoso ou argiloso), divide-se amassa do solo contida na concha em duas partes, abrindo-se uma canelura em seucentro, normalmente articulao da concha. Coloca-se a concha no aparelho,procedendo-se, por meio de acionamento da manivela, o golpeamento da conchacontra a base do aparelho. Golpeia-se razo de duas voltas por segundo at que asbordas inferiores da canelura se unam em 1 cm de comprimento, sendo registrado onmero de golpes e retirada uma pequena quantidade de solo no ponto onde acanelura fechou, para determinao do teor de umidade.

O limite de liquidez ser determinado em um grfico de coordenadas retangulares noqual, no eixo das abcissas e em escala aritmtica, so apresentadas as porcentagensde umidade e no eixo das ordenadas em escala logartmicas so representados osnmeros de golpes. Os pontos obtidos no grfico originam uma reta. O ponto deordenadas 25 golpes determina, no eixo das abcissas, uma umidade que o limite deliquidez do solo ensaiado.

b) Ensaio do Limite de Plasticidade (DNER-ME 082/94)

O ensaio do limite de plasticidade realizado com uma frao da amostrarepresentativa do solo que passa na peneira de 0,42mm de abertura de malha(peneira n 40). A quantidade de material necessria para o ensaio de cerca de 50g.A amostra colocada em uma cpsula e homogeneizada com adio de gua aospoucos, at resultar massa plstica. Com uma quantidade de massa plstica obtida,forma-se uma pequena bola, que ser rolada sobre uma placa de vidro esmerilhadacom presso suficiente da mo, de modo a resultar a forma de cilindro. Quando esteatingir a 3mm (verificado com o cilindro de comparao) sem se fragmentar, amassa-se o material e procede-se como anteriormente. Repete-se a operao at que, por

perda de umidade, o cilindro se fragmenta quando atingir 3 mm de dimetro.Transfere-se alguns pedaos do cilindro fragmentado para um recipiente e determina-se a umidade em estufa temperatura de 105 C - 110C. Repete-se o procedimento


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acima referido at serem obtidos 3 valores que no difiram da respectiva mdia demais de 5%.

2.1.6.3 NDICE DE GRUPO

Chama-se ndice de Grupo a um valor numrico, variando de 0 a 20, que retrata o duplo

aspecto de plasticidade e graduao das partculas do solo. O IG calculado pelafrmula:

IG = 0,2 a + 0,005 ac + 0,01 bd

em que:

a = % de material que passa na peneira n 200, menos 35. Se a % obtida nesta diferenafor maior que 75, adota-se 75; se for menor que 35, adota-se 35. (a varia de 0 a 40).

b = % de material que passa na peneira n 200, menos 15. Se a % obtida nesta diferenafor maior que 55, adota-se 55; se for menor que 15, adota-se 15. (b varia de 0 a 40).

c = Valor do Limite de Liquidez menos 40. Se o Limite de Liquidez for maior que 60,adota-se 60; se for menor que 40, adota-se 40 (c varia de 0 a 20).

d = Valor de ndice de Plasticidade menos 10. Se o ndice de Plasticidade for maior que30, adota-se 30; se for menor que 10, adota-se 10 (d varia de 0 a 20).

2.1.6.4 EQUIVALENTE DE AREIA (EA)(DNERME054/94)

Equivalente de Areia a relao entre a altura de areia depositada aps 20 minutos desedimentao e a altura total de areia depositada mais a de finos (silte e argila) em

suspenso, aps aquele mesmo tempo de sedimentao, numa soluo aquosa decloreto de clcio.

O Equivalente de Areia utilizado no controle de finos de materiais granulares usadosem pavimentao.

2.1.6.5 NDICE DE SUPORTE CALIFRNIA (CALIFORNIA BEARING RATIO)(DNERME049/94)

O ensaio de CBR consiste na determinao da relao entre a presso necessria paraproduzir uma penetrao de um pisto num corpo-de-prova de solo, e a presso

necessria para produzir a mesma penetrao numa brita padronizada.O valor dessa relao, expressa em percentagem, permite determinar, por meio deequaes empricas, a espessura de pavimento flexvel necessria, em funo do trfego.

Em linhas gerais, a seqncia do ensaio a seguinte:

a) Compacta-se no molde o material, em cinco camadas iguais de modo a se obter umaaltura total de solo com cerca de 12,5 cm, aps a compactao. Cada camada recebe12 golpes do soquete (caso de materiais para subleito), 26 ou 55 (caso de materiaispara sub-base e base), caindo de 45,7 cm, distribudos uniformemente sobre a

superfcie da camada. O peso do soquete de 4,5 kg.


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b) Aps a compactao, rasa-se o material na altura exata do molde e retira-se domaterial excedente da moldagem uma amostra representativa com cerca de 100gpara determinar a umidade.

c) Compactam-se outros corpos-de-prova com teores crescentes de umidade, tantasvezes quantas necessrias para caracterizar a curva de compactao.

d) Colocam-se os corpos-de-prova imersos em gua durante quatro dias.

e) A penetrao dos corpos-de-prova feita numa prensa (Figura 9), a uma velocidadeconstante de 0,05 pol/min.

f) Traa-se a curva presso-penetrao conforme mostrado na Figura 10. Caso existaum ponto de inflexo, traa-se uma tangente curva nesse ponto at que elaintercepte o eixo das abcissas; a curva corrigida ser ento essa tangente mais aporo convexa da curva original, considerada a origem mudada para o ponto em quea tangente corta o eixo das abcissas. Seja c a distncia desse ponto origem doseixos. Soma-se s abcissas dos pontos correspondentes as penetraes de 0,1 e 0,2polegadas a distncias c. Com isso obtm-se, na curva traada, os valorescorrespondentes das novas ordenadas, que representam os valores das pressescorrigidas para as penetraes referidas.

g) O ndice de suporte Califrnia (CBR), em percentagem, para cada corpo-de-prova obtido pela frmula:

CBR = presso calculada ou presso corrigidapresso padro

Adota-se para o ndice CBR o maior dos valores obtidos nas penetraes de 0,1 e 0,2

polegadas.

h) Para o clculo do ndice de Suporte Califrnia (CBR) final, registram-se depreferncia, na mesma folha em que se representa a curva de compactao, usandoa mesma escala das umidades de moldagem, sobre o eixo das ordenadas, os valoresdos ndices do Suporte Califrnia (CBR) obtidos, correspondentes aos valores dasumidades que serviram para a construo da curva de compactao. O valor daordenada desta curva, correspondente umidade tima j verificada, mostra o ndicede Suporte Califrnia (Figura 11).


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Figura 9 - Prensa para ndice de Suporte Califrnia

Anel DinamomtricoCalibrado

Macaco


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Figura 10 - Curva presso penetrao

P1

P'1

P2

P'2

c

c

01 02 03 04 05

P/ " penetrao/pol

P P' presses corrigidas para 01" e 02"1 2P P presses corrigidas para 01" e 02"1 2

PRESSOkg/cm

Figura 11 - Curvas de massa especfica - umidade e CBR-umidade

UMIDADE TIMA

MASSA ESPECFICA APARENTE SECA MXIMA

CBR

MASSAESPECFICAAPARENTESECA

NDICEDESUPORTECALIFRNIA


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2.1.7 COMPACTAO DOS SOLOS

Compactao a operao da qual resulta o aumento da massa especfica aparente deum solo (e de outros materiais, como misturas betuminosas, etc), pela aplicao depresso, impacto ou vibrao, o que faz com que as partculas constitutivas do material

entrem em contato mais ntimo, pela expulso de ar; com a reduo da percentagem devazios de ar, consegue-se tambm reduzir a tendncia de variao dos teores deumidade dos materiais integrantes do pavimento, durante a vida de servio.

Embora de longa data seja prtica corrente a compactao de solos, s na dcada de 30foram estabelecidos, por R. R. Proctor e O. J. Porter, os princpios que regem acompactao dos solos.

Tomando uma massa de solo mido Ph, com um dado volume inicial, num cilindro eaplicando-lhe um certo nmero n de golpes atravs da queda de altura H, de um soquetede peso P, resulta, aps compactao, um certo volume V, chama-se energia de

compactao ou esforo de compactao ao trabalho executado, referido unidade devolume de solo aps a compactao.

Neste caso, a energia ou esforo de compactao, Ec dada por:

En x P x H

c = V

Estando o solo num teor de umidade h%, resulta, aps compactao:

a) uma massa especfica aparente mida

h hP

V= b) uma massa especfica aparente seca

sh

h=

+x 100

100

O procedimento descrito a denominada compactao dinmica em laboratrio, que a correntemente utilizada para fins rodovirios, e o mtodo de ensaio, ao qual sefar referncia depois, indica como proceder, especialmente como obter sempre omesmo volume V aps a compactao.

Os princpios gerais que regem a compactao so os seguintes:

a) a massa especfica aparente seca (s) de um solo, obtida aps a compactao,depende da natureza do solo, de sua granulometria e da massa especfica dos gros(g); varia, aproximadamente, entre os valores 1400kg/m3 e 2300 kg/m3;

b) para um dado solo e para um dado esforo de compactao, variando-se o teor deumidade do solo, pode-se traar uma curva de compactao (Figura 12); h um teorde umidade chamado umidade tima (hot), ao qual corresponde uma massaespecfica aparente seca mxima (s.max);

c) para um dado solo (Figura 12), quanto maior for a energia de compactao, tantomaior ser o se tanto menor ser hot;


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d) para um dado solo e para um dado teor de umidade h, quanto maior for o esforo decompactao, tanto maior ser o s obtido (Figura 13);

e) h uma chamada linha de timos, que o lugar geomtrico dos vrtices das curvasobtidas com diferentes esforos de compactao; a linha de timos separa oschamados ramos secos e ramos midos das curvas de compactao (Figura 13);

f) para um dado solo, a massa especfica aparente seca mxima varia linearmente como logaritmo de energia de compactao.

H dois valores de sde um solo que tem sentido fsico bem definido:

a) a massa especfica aparente seca no estado solto, que a obtida sem exercernenhum esforo de compactao sobre o solo, sendo um limite inferior de s;

b) a massa especfica aparente seca mxima de um solo compactado at a eliminaodos vazios e que se confunde com a massa especfica dos gros (g), sendo um limitesuperior de s, inatingvel.

Figura 12 - Grfico de compactao

h ot h

curva de saturaos

s.mx.


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Figura 13 - Curvas de compactao paradiferentes energias

h

curva de saturao

linha de

timos

s

Com baixos teores de umidade (h), os solos oferecem resistncia compactao,resultando baixos valores de s (para uma dada energia de compactao) e altaspercentagens de vazios de ar (a%); quando h aumenta, a gua atua como lubrificante,tornando o solo mais trabalhvel, resultando maiores valores de se menores valores dea %; quando os vazios de ar diminuem e atingem um certo valor (para uma dada energiade compactao), a gua e o ar, em conjunto, tendem a manter as partculas de soloafastadas, dificultando qualquer diminuio posterior dos vazios de ar. Aumentando-se osteores de umidade (h) de compactao, os vazios totais (ocupados por ar e por gua)continuam a crescer, resultando em menores valores de s.Resulta, disso, como j seviu, a noo de smaxe hot.

O efeito do acrscimo da energia nos valores de s, mais sensvel, para teores deumidade inferiores a hot (como decorre da prpria forma das curvas de compactao),onde so maiores as percentagens de vazios de ar.

Os solos bem graduados, geralmente apresentam curvas de compactao com ummximo pronunciado, ao contrrio dos solos de graduao uniforme, que se caracterizampor curvas achatadas.

Na construo de todas as camadas de um pavimento, intervm a operao decompactao, cujos objetivos so obter uma mxima estabilidade e atenuar os recalquesdevidos ao trfego. Um pavimento, durante sua vida de servio, sofrer deformaeselsticas (inevitveis) e deformaes plsticas, que podem ter uma dupla origem:

a) com escoamento lateral, o volume aproximadamente constante e correspondente a

falta de estabilidade;

b) com diminuio de volume, o que significar recalques e aumento da compacidade.


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No se deve perder de vista que as condies de rolamento de um pavimento ou odesempenho de sua superfcie, durante a vida de servio, dependem muito de umacompactao bem executada durante a construo, sendo de todo interesse, pois, umaboa compacidade inicial, sobre a qual o trfego, em si mesmo no ter muito efeito. Esteobjetivo no pode, no entanto, obviamente, ser alcanado de um modo absoluto, e

variaes acidentais no teor de umidade, no prprio solo e no emprego do equipamentode compactao, conduzem a variaes na compacidade, na estabilidade e na umidadefinais dos materiais.

Pode-se dizer que, de modo quase geral, com um aumento de compacidade, h umaumento de resistncia a cisalhamento, e uma diminuio da deformabilidade. Muitasvezes, no entanto, em casos especiais (como no caso de solos expansivos), intil umacompacidade inicial muito elevada, que no se manter em servio.

a) Ensaio de Compactao (DNER - ME 129/94)

O ensaio original para determinao da umidade tima e da massa especficaaparente seca mxima de um solo o ensaio de Proctor, proposto em 1933, peloengenheiro americano que lhe deu o nome. Este ensaio, hoje em dia conhecido comoensaio normal de Proctor (ou AASHTO Standard), padronizado pelo DNER, consisteem compactar uma amostra dentro de um recipiente cilndrico, comaproximadamente 1000 cm3, em trs camadas sucessivas, sob a ao de 25 golpesde um soquete, pesando 2,5 kg, caindo de 30 cm de altura.

O ensaio repetido para diferentes teores de umidade, determinando-se, para cadaum deles, a massa especfica aparente seca. Com valores obtidos traa-se a curva

s= f (h), onde se obter o ponto correspondente a s.mxe hot.Para o traado da curva conveniente a determinao de uns cinco pontos,procurando-se fazer com que dois deles se encontrem no ramo seco, um prximo aumidade tima e os outros dois no ramo mido.

A energia de compactao desse ensaio de aproximadamente 6 kg x cm/cm3.

Evidentemente, se o esforo de compactao for outro, obter-se-o valores diferentespara s.mxe hot. O ensaio , pois, convencional. Proctor estudou-o para os casosprticos da poca. Atualmente, tendo em vista o maior peso dos equipamentos decompactao, tornou-se necessrio alterar as condies do ensaio, para manter a

indispensvel correlao com o esforo de compactao no campo. Surgiu, assim, oensaio modificado de Proctor ou AASHTO modificado. Nesta nova modalidade deensaio, embora a amostra seja compactada no mesmo molde, isto feito, no entanto,em cinco camadas, sob a ao de 25 golpes de um peso de 4,5 kg, caindo de 45 cmde altura. A energia especfica de compactao , para este ensaio, da ordem de 25kg x cm/cm3.

Posteriormente, alguns rgos rodovirios adotaram em seus ensaios uma energia decompactao intermediria as dos ensaios de Proctor, normal e modificado.

b) Compactao no Campo

Os princpios gerais que regem a compactao no campo, so semelhantes aos delaboratrios, no entanto, entre outras coisas, podem ser assinaladas:


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no h, necessariamente, igualdade entre as energias de compactao no campoe no laboratrio, conduzindo a um mesmo s para um dado teor de umidade e istose deve, principalmente, s diferenas de confinamento do solo, no campo (emcamadas) e no laboratrio (no interior de um cilindro);

os equipamentos de compactao conduzem a linhas de timos, diferentes das de

laboratrio, podendo estar mais ou menos prximas das linhas de saturao; como est implcito no item acima, podem ser diferentes os teores de umidade, h,

de campo e de laboratrio, para um mesmo s deum mesmo material;

so diferentes as estruturas conferidas ao solo no campo e em laboratrio, o querepercute diretamente na estabilidade alcanada.

Pode-se definir a energia ou esforo de compactao no campo (especialmente nocaso de equipamento rebocado), como o produto da fora exercida na barra de traopelo caminho percorrido, dividido pelo volume de solo compactado; esta fora, quecorresponde a uma resistncia ao rolamento, diminui, no entanto medida que o solose densifica e uma das maneiras indiretas de se constatar o fim da eficincia doequipamento no aumento da densidade do solo, isto , a inutilidade, do ponto de vistaprtico, de se aumentar o nmero de passadas.

Do ponto de vista da simplicidade, comum considerar-se, apenas, que, para umdado equipamento, a energia ou esforo de compactao diretamente proporcionalao nmero de passadas e inversamente proporcional espessura da camada

Documents

Manual de Pavimentacao Versao Final[1]