Pav_solos Para Pavimentacao

11/14/2013

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MATERIAIS TERROSOS PARA PAVIMENTAÇÃO

Prof. Dr. Ricardo A. de Melo

UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA

Centro de Tecnologia

Departamento de Engenharia Civil e Ambiental

Laboratório de Geotecnia e Pavimentação (LAPAV)

UFPB/CT/DECA. Disciplina (cód.): Pavimentação (1703145 e 1703194). Materiais terrosos para pavimentação. Prof. Ricardo Melo.

INTRODUÇÃO

Definições:

Solo é todo tipo de material orgânico ou inorgânico, inconsolidado ou parcialmente cimentado, encontrado na superfície da terra

Solo é qualquer material que possa ser escavado com pá, picareta, escavadeiras, entre outros, sem necessidade de explosivos

Solo é material resultante da decomposição das rochas pela ação de agentes de intemperismo

Fonte: DNIT (2006)


ORIGEM DOS SOLOS

Com base na origem de seus constituintes, os solos podem ser divididos em:

Solo residual

Solo transportado: aluvião, orgânico, coluvião, eólico

A origem do solo determina as propriedades de engenharia

Fonte: DNIT (2006)


Solo residual

Decomposição das rochas

Fonte: DNIT (2006)


Solo transportado sobre solo residual, aflorando no talude de corte de estrada

Solo transportado

Solo residual

Linha de seixos

Estruturação de rocha com veios

de quartzo

Fonte: http://www.cprm.gov.br (2008)

Talude com 4 m de altura


Solo orgânico (solo mole)

Duplicação da BR101 - Paraíba

Fonte: acervo do autor (2006)

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DESCRIÇÃO DOS SOLOS

Os solos são identificados por textura (granulometria), plasticidade, consistência ou compacidade, além de: estrutura, forma dos grãos, cor, cheiro, friabilidade, presença de outros materiais (concha, material vegetal, mica...)

Textura é uma das mais importantes propriedades para identificar o solo, embora não seja suficiente para definir e caracterizar o material

Fonte: DNIT (2006)


Textura dos solos

Pedregulho: fração de solo que passa na peneira de 76 mm (3”) e retido na peneira 2,0 mm (no. 10)

Areia grossa: fração de solo compreendida entre peneiras 2,0 mm (no. 10) e 0,42 mm (no. 40)

Areia fina: fração de solo compreendida entre peneiras 0,42 mm (no. 40) e 0,075 mm (no. 200)

Silte e argila : fração de solo constituída por grãos de diâmetro abaixo de 0,075 mm

Fonte: DNIT (2006)


Textura dos solos

Pedregulho: ...

Areia grossa: ...

Areia fina: ...

Silte e argila : ...

Especificações para solos: DNER-ME 041/94 - preparação de amostras para ensaios

de caracterização

DNER-ME 051/94 - análise granulométrica

DNER-ME 080/94 - análise granulométrica por peneiramento

Fonte: DNIT (2006)


Fonte: geotecnia.ufjf.br [2008?]; wikipedia.org (2008)

Ensaios de granulometria

Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2,0 mm (no. 10) e de 0,075 mm (no. 200)


Ensaios de granulometria

Granulometria por peneiramento...

Granulometria por sedimentação: amostra de solo que passa na peneira no. 10

Fonte: geotecnia.ufjf.br [2008?]; wikipedia.org (2008)


Granulometria dos solos

Solo bem graduado

Solo de graduação uniforme

Solo de graduação aberta (ou mal graduado)

Fonte: Baesso e Gonçalves (2003)

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0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

0,01 0,1 1 10 100

Abertura da malha da peneira (mm)

% p

ass

an

do

argila/silte fina grossa fino grosso

200 100 50 40 30 16 10 4 3/8" ¾" 1" 1 ½

areia pedregulho

peneiras

Curvas granulométricas

Curva uniforme Curva mal graduada Curva bem graduada

Fonte: acervo do autor


Faixas granulométricas para camadas estabilizadas granulometricamente

Fonte: DNIT (2006)


Limites de consistência

Permitem avaliar a plasticidade do solo

Em que: LL = limite de liquidez; LP = limite de

plasticidade; LC = limite de contração

Índice de plasticidade, IP = LL – LP

Quanto maior o IP, mais plástico é o solo

Solos muitos compressíveis possuem LL elevado

Fonte: DNIT (2006)


Ensaios: limites de consistência

Fonte: http://dec.isec.pt (2005)

Limite de liquidez (DNER-ME 122/94)

Limite de plasticidade (DNER-ME 082/94)


Índice de grupo

Valor numérico, entre 0 e 20, que retrata duplo aspecto da plasticidade (limite de liquidez, LL; índice de plasticidade, IP) e granulometria (porcentagem de material que passa na peneira no. 200, p)

Expressão usada para o cálculo:

IG = 0,2.a + 0,005.a.c + 0,01.b.d

Fonte: DNIT (2006)


Índice de grupo

IG = 0,2.a + 0,005.a.c + 0,01.b.d a = p – 35

(se p > 75 adota-se 75; se p < 35 adota-se 35)

b = p – 15

(se p > 55 adota-se 55; se p < 15 adota-se 15)

c = LL – 40

(se LL > 60 adota-se 60; se LL < 40 adota-se 40)

d = IP – 10 (se IP > 30 adota-se 30; se IP < 10 adota-se 10)

Fonte: DNIT (2006)

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Equivalente de areia

Relação entre a altura de areia depositada após 20 minutos de sedimentação e a altura total de areia depositada mais a de finos (silte e argila) em suspensão, após aquele tempo de sedimentação, em solução aquosa de cloreto de cálcio (DNER-ME 054/97)

Utilizado no controle de finos de materiais granulares

Fonte: DNIT (2006)


Equivalente de areia (EA)

Fonte: Bernucci et al. (2006)


Índice de suporte Califórnia

Índice de suporte Califórnia (ISC) ou California bearing ratio (CBR) – ensaio de resistência mecânica

Relação entre pressões aplicadas

em corpos de prova do solo em estudo e de uma brita padronizada, para produzir mesma penetração (DNER-ME 049/94)

Fonte: DNIT (2006)

Prensa para realização do ensaio


Ensaio de ISC

Ensaio em andamento Corpo de prova após o ensaio



Curva pressão x penetração ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

PENETRAÇÃO (polegada)

PR

ES

SÃ

O (

kg

/cm2

)

10070

1,0PISC

100105

2,0PISC

Cálculo do ISC



Compactação dos solos

Aumento da massa específica aparente e redução do índice de vazios para reduzir a variação da umidade do material, durante o período de serviço do pavimento (Especificação do ensaio: DNER - ME 129/94)

Objetivos: dar estabilidade às camadas do pavimento e atenuar os recalques devido ao tráfego

Fonte: DNIT (2006); http://dec.isec.pt (2005)

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Compactação dos solos

Teor de umidade, h (%)

Mass

a e

specí

fica

apare

nte

seca

, s

(kg/m

3)

s, máx e hot

Energias:

• normal

• intermediária

• modificada

Fonte: DNIT (2006)


Compactação no campo

Fatores que influem na compactação:

Teor de umidade

Número de passadas do equipamento

Fonte: DNIT (2006); Ricardo e Catalani (1990)


Compactação no campo

Fatores que influem na compactação:

Teor de umidade

Número de passadas do equipamento

Espessura da camada compactada

Características do

equipamento

Fonte: DNIT (2006)

Compactação

do aterro – entroncamento

Via Oeste e BR101-PB.


Fonte: acervo

do autor (2006)


Controle da compactação no campo

Serve para comprovar o serviço executado, em termos da umidade e massa específica aparente

Controles:

Determinação da umidade com speedy (DNER-ME 052/94)

Determinação da massa específica pelo frasco de areia (DNER-ME 092/94)

Fonte: DNIT (2006)



Fonte: http://viatest.com.br[2011?]; http://topsealbrasil.blogspot.com/ (2010)

Determinação da umidade com speedy (DNER-ME 052/94)

Determinação da massa específica pelo frasco de areia (DNER-ME 092/94)



Grau de compactação

Não sendo atingida a compactação desejada, a

qual não deverá ser inferior a determinado valor de grau de compactação (fixada pela especificação adotada), o material será revolvido e recompactado

Fonte: DNIT (2006)

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Uso do solo em camadas de pavimento

Especificações:

DNIT 139/2010-ES: Pavimentação – Sub-base estabilizada granulometricamente

DNIT 141/2010-ES: Pavimentação – Base estabilizada granulometricamente

DNIT 098/2007-ES - Pavimentação – base estabilizada granulometricamente com utilização de solo laterítico

Fonte: http://ipr.dnit.gov.br/ (2011)


Seção transversal do pavimento


Reforço do subleito


Sub-base estabilizada granulometricamente


Base estabilizada granulometricamente


Mistura de solo e areia

Fonte: Bernucci et al. (2006)

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Solo arenoso fino laterítico

Fonte: Melo [2008?]

Av. do Contorno, vizinha ao CCEN/UFPB

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