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PavimentaoRodovias

Geologia de Engenharia IIIENG05103Curso Engenharia Civil

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Introduo Hierarquia das rodovias: vias expressas at vicinais Reflete no custo da obra Caractersticas construtivas: curvas, rampas e largura Geologia de engenharia aplicada nas fases de projeto,

contruo e manuteno da rodovia Cargas estticas e dinmicas

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Condicionantes geolgicos

Relevo Natureza do terreno Materiais naturais de construo

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Relevo (regies de colina)

Relevo suave, com abundncia de retas e rampas suaves Cortes e aterros de pouca altura Poucos problemas de estabilidade Portanto, h uma compensao dos volumes de corte e

aterro Custo baixo de terraplenagem BR-290 (Porto Alegre Uruguaiana)

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Relevo (regies planas) Necessrio construir o leito da estrada No h compensao entre corte e aterro Necessidade de reas de emprstimo de materiais

(solos e rochas), muitas vezes a distncias considerveis

Estadas sobre depsitos aluviais (solos moles), alta compressibilidade e baixa resistncia

Resultando em recalques devido a cargas estticas e dinmicas

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Relevo (regies planas)... Estrada-do-mar e Rio-Santos Plancies literneas, onde ocorrem alternncia de lentes

de argila e lentes de areia fofa Plancies aluviais, onde ocorrem camadas de argila

mole e variao de lentes de areia, cascalho e argila, devido ao meandros dos rios

Aterros de acesso a pontes, esforos verticais (aterro) e horizontais (trfego)

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Relevo (regies montanhosas) Traados sinuosos, retas curtas e raios das curvas

pequenos, rampas elevadas Principais problemas: cortes, aterros e movimentos de

massa, devido ao elevado gradiente das encostas Estruturas geolgicas e afloramento do lenol fretico Necessidade de rea de emprstimo devido a no

compensao entre corte e aterro e, em alguns casos, devido a baixa qualidade dos materiais para utlizao em aterro (rota-do-sol)

Problemas com bota-fora

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Relevo (regies montanhosas)... Corte e aterro em meia-encosta, necessidade de obras

de conteno devido a formao de um plano de descontinuidade entre o aterro e o substrato natural

Drenagem, engaste do aterro ao terreno natural (estacas ou degraus)

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Natureza dos terrenos naturais Substrato rochoso e cobertura pedolgica (solo) Dinmica superficial alterada ou criada pela

construo

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Eroso Exposio de saprolitos, alterao de rocha, horizonte C

de rochas podem propriciar processos erosivos nos cortes e aterros, quando a superfcie no est bem protegida

Solos arenosos (no coesivos), encontrados em bacias sedimentares, so suscetveis a eroso linear, ravinas e boorocas

Eroso das sub-camadas do leito da estrada quando no compactados adequadamente ou quando no h o projeto de drenagem adequado

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Empastilhamento Rochas sedimentares (siltitos e

folhelhos), quando expostas a intemprie, manifestam desagregao superficial

Desagragao de rochas estratificadas, por meio de expano de argilas

O material desagragado pode atingir a via, colmatar obras de drenagem, bem como descalar blocos de rocha e outras camadas mais resistentes

arenito

arenito

arenito

siltito

siltito

solo

desagregaco superficial

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Instabilidade de taludes Rolamento de mataces,

dificuldade de definio do topo rochoso, tendo a necessidade de sondagem rotativa

Regies com taludes em rocha necessrio determinar as orientaes das descontinuidades, as quais iro condicionar a estabilidade dos taludes

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Corpos de tlus e colvios, os movimentos podem ser deflagrados quando ocorre o corte da estrada

Em regies com rochas metamrficas alteradas ou ss possuem baixa resistncia ao cisalhamento ao longo dos planos de xistosidade

tombamento

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Materiais para construo As estradas so construdas com materiais naturais

(solos e rochas) No s a natureza das litologias ocorrentes

condicionaro os tipos de agregados que sero utilizados para a construo da estrada, como dela depender a possibilidade de ocorrncia de rochas alteradas ou solos com condies de emprego em camadas de pavimento

Alterao de rocha grantica (saibro) so de boa qualidade para base e sub-base

Filitos e xistos no so de boa qualidade

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Materiais para construo... Rochas sedimentares, arenitos principalmente, podem

constituir exelentes materiais para camadas de pavimento

Quando apresentam pequena quantidade de material fino, coesivo e pouco plstico, como caulinita e xido de ferro

Alta plasticidade significa presena de materiais que adsorvem gua e presena de argila expansiva

Crostas limonticas, cascalhos laterticos e seixos de rios so excelentes materiais para construo de rodovias (base e subbase)

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Estudos geolgico-geotcnico Refere-se a investigao geolgica Na fase inicial de seleo de alternativas so utilizados

mtodos de superfcie Na fase de projeto final e na construo so utilizados

mtodos de subsuperfcie

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Mtodos de superfcie Reconhecimento geolgico com o objetivo de construir

um mapa A partir de fotos areas da regio (1:20.000 e 1:10.000) Dados geolgicos superficiais, presena de colvios,

tipos de solos, presena de movimentos de massa, descontinuidades, padro de drenagens

Surgncia de lenol fretico, reas de eroso reas de emprstimo e bota-fora Trabalhos de campo para confirmao dos dados

fornecidos pela foto e coletas de materiais Cadastro de locais instveis e possveis solues

26Mosaico

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Sistema de drenagem

Canais de eroso, arroios e rios

Existe uma relao forte entre o tipo de rocha (solo) e o sistema de drenagem

Ao lado os sistemas mais comuns

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Mudana do tipo de drenagem

Solo mais permevel

Solo mais impermevelou pouco espesso

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Vegetao densa indica solos argilosos e/ou lenol fretico superficial

Vegetao rala indica solos arenosos e/ou lenol fretico profundo

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Tonalidades claras indicam solos arenosos e lenol fretico profundo

Tonalidades escuras indicam solos argilosos e lenol raso

Indicam nveis de enchentes devido a cor escura das argilas depositadas nas plancies de inundao

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Mtodos de subsuperfcie

Sondagens: trado, percusso, rotativa, geofsica Poo de inspeo Geologia, estruturas, espessura das camadas,

amostragem, ensaios de campo

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Poo de inspeo Investigao direta dos diversos materiais Caracterizao geolgica Nvel do lenol fretico Estruturas geolgicas como fraturas, falhas,

xistosidades, contatos entre camadas e solo-rocha Amostragem de materiais para ensaios (deformado e

indeformado) Ensaios expeditos com penetrmetros Importante para a definio de materiais de emprstimo

e clculo de volumes

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Sondagem Amostras deformadas Classificao e

identificao das camadas de solo

Nvel do lenol fretico Clculo de volumes de

reas de emprstimo

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Ensaios

Os ensaios utilizados em projetos de estradas so realizados durante as investigaes de campo, nas sondagens e, no laboratrio, com amostras

Dependem das classes de materiais e da finalidade de uso na obra

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Ensaios... SPT, associado a sondagem a percusso Lavagem por tempo, para determinar a profundidade do

topo rochoso (abaixo do inpenetrvel ao SPT) Ensaio de densidade in-situ, densidade dos materiais

como se encontram no terreno Coeficiente de empolamento Umidade natural dos solos, principalmente das reas de

emprstimo Ensaio de palheta, resistncia ao cisalhamento de

argilas moles e muito moles

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Ensaios... Ensaio de compactao, condies timas de umidade

e densidade de materiais de emprstimo Ensaio de penetrao ndice de suporte califrnia

(CBR Califrnia Bearing Ratio), sobre corpos de prova compactados, capacidade de suporte da plataforma

Ensaio de abraso Los Aneles, resistncia ao desgate de rochas para uso em agregados

Ensaio de compresso simples e triaxial Anlise petrogrfica

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Problemas geolgicos

Podem afetar os taludes de cortes e aterros, encostas naturais e outros locais da estrada (solo ou rocha)

Por falta do necessrio conhecimento do meio fsico Projetos inadequados ao problema enfrentado

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Problemas geolgicos... Eroso, comea com pequenos danos agravando-se

com o tempo Condicionado pela ausncia ou deficincia de

revestimento, por uma drenagem superficial no eficiente ou compactao inadequada da superficie

Eroso laminar Eroso linear Desagragao da superfcie do talude

(empastilhamento) por meio de ciclos sucessivos de chuva e estiagem

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Problemas geolgicos... Movimentos de massa, tenses cisalhantes maiores que

a resistncia ao cisalhamento do solo Escorregamento devido a inclinao do talude

Cortes de at 8 m de altura, taludes de 1:1 Escorregamento por descontinuidades

Contato solo-rocha Descontinuidades no macio rochoso

Escorregamento por pecolao de gua Subida e descida do nvel da gua Saturao do solo superficial e eroso interna das camadas de

aterro

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Problemas geolgicos... Escorregamento de aterros

Caracterizao do material de aterro e fundao Fundao em rocha e solo mole

Escorregamento de massa coluvial Movimento natural Motivado pelo corte no p do colvio Obras de conteno e drenagens

Queda e rolamento de blocos

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FIM