Estabilização Química de Solos Para Fins de Pavimentação Urbana e

Rodoviária

É alterar as propriedades físico-químicas dos solos através de reações químicas de modo que se torne um material aproveitável para aplicação na engenharia.

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Histórico da “descoberta” - Existe nos campos da América do Sul uma térmita, uma espécie de formiga denominada CUPIM, que constrói seus ninhos acima da superfície do solo, de grandes dimensões, com um complexo emaranhado de vias internas e demais aposentos, extremamente resistentes ao ataque de predadores e, principalmente, à ação deletéria da água. Passados muitos anos depois que estes ninhos foram abandonados pelos seus construtores, tendo se transformado em morada de corujas, cobras ou outros animais rasteiros, a estrutura, feita de solo estabilizado, permanece resistente e estável.

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A Descoberta

Engenheiros responsáveis pela conservação de estradas rurais sem revestimento betuminoso, do Estado de São Paulo, observaram que suas turmas de trabalhadores braçais, contratados localmente, costumavam destorroar estes ninhos de cupins, e espalhar este solo estabilizado pelos trechos das estradas mais danificados pela ação das chuvas, e que nunca mais apresentavam problemas. A observação deste fato levou pesquisadores do Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo/Brasil a estudar o processo de estabilização utilizado pelas térmitas, resultando nesta tecnologia, já empregada com muito sucesso no Brasil e em muitos outros países, desde 1973. Chama-se vulgarmente esta técnica de estabilização de solos de “tecnologia da baba-de-cupim”,

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Os pavimentos com base ou sub-base de solo-cimento são empregados no Brasil desde 1939, quando foi construída a estrada Caxambu-Areias, em empreendimento no qual a ABCP juntou-se ao DNER-MG. Desde então, foram executados no país mais de 25.000 km com essa solução, um marco mundial. Fonte ABCP (www.abcp.org.br)

Observações posteriores concluem que essa fórmula não gerava impermeabilidade às bases. Como solução surge no Brasil em 1970, a primeira marca de estabilizante químico que, junto com o cimento, embora reduzindo drasticamente a dosagem deste na composição da massa eleva ainda mais a resistência e produz  impermeabilidade. Desta forma é concebida a durabilidade destas obras por tempo indeterminado.  E o Brasil, hoje, conta com três marcas de estabilizantes de solos. Dentre elas:

14/5/2009 7Tecnologia 100% Brasileira

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O que é o ECOLOPAVI ? O estabilizante de solos ECOLOPAVI é um sal químico de origem orgânica, líquido, totalmente solúvel em água que atua como um catalisador, promovendo e facilitando a troca iônica, permitindo maior coesão entre as partículas finas do solo, impermeabilizando-as. Sua forte ação aglutinante é devida ao fenômeno da troca de base, eliminando o campo eletro-magnético que se forma no entorno das partículas, que ioniza as moléculas da água, fazendo-as aderir fortemente à superfície, formando a camada de água adsorvida, que por sua vez aumenta a distância entre as superfícies, diminuindo a força atrativa.

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Em que consiste estabilizar o solo ? A estabilização do solo com adição do estabilizante ECOLOPAVI e seus reagentes, consiste em um método de aproveitar o solo, dando a ele condições para resistir a carregamentos e intempéries tornando-o impermeável e aplicável na construção de bases de pavimentos urbanos e rodoviários

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Estabilizar as bases dos pavimentos é uma necessidade ?

Este é um trecho da estrada conhecida em Manaus como o Ramal do Brasileirinho. Pavimentada em julho/agosto/2006. O asfaltamento não resistiu ao primeiro inverno E este é o estado da rodovia apenas um ano depois. O tráfego removeu a camada de asfalto e a base se desintegrou surgindo incontáveis buracos

Este trecho na periferia de Manaus, construído em outubro de 2005. Nesta base foram aplicados ECOLOPAVI, NA PROPORÇÃO DE 1: 1000 + 2% cimento. Obteve-se um CBR de 134% e completa impermeabilidade. Observa-se que o tráfego intenso removeu a imprimação com CM-30. Mas a base permanece perfeita, sem buracos já no quarto inverno. Pronta para receber nova camada de asfalto.

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Tipo de BaseEspessura   da

CamadaCoeficienteestrutural

Quantidadeem   espécie

Peso atransportar

Númerode  viagens

Solo-cimento a 8% 13,0 cm 1,4 2.546 sc 127 ton 11

Solo-cal a 8% 15,0 cm 1,2 7.344 sc 147 ton 13

Brita graduada simples 18,0 cm 1,0 1.296 m3 2.722 ton 227

Solo-brita a 70% 18,0 cm 1,0 1.296 m3 2.463 ton 205

Cascalho 22,5 cm 0,8 1.620 m3 3.078 ton 257

Solo arenoso fino laterítico 18,0 cm 1,0 1.296 m3 2.462 ton 205

Solo estabilizado c/ Ecolopavi 15,0 cm 1,2 9 tb. +  9 sc. 2,3 ton 1

5 – VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO ESTABILIZANTE ECOLOPAVIÉ apresentado a seguir um quadro-resumo de quantidades de materiais para pavimentação de uma hipotética rodovia, com extensão de 1,0 quilometro, largura de 7,20 metros, cuja base tem espessura básica de 0,15 cm de brita graduada (coeficiente estrutural k=1,0), e sendo a densidade máxima aparente do solo local  γ= 1.700 kg/m3, dispondo-se, para transporte, de caminhões com capacidade máxima de 12 toneladas.5 – VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO ESTABILIZANTE ECOLOPAVIÉ apresentado a seguir um quadro-resumo de quantidades de materiais para pavimentação de uma hipotética rodovia, com extensão de 1,0 quilometro, largura de 7,20 metros, cuja base tem espessura básica de 0,15 cm de brita graduada (coeficiente estrutural k=1,0), e sendo a densidade máxima aparente do solo local  γ= 1.700 kg/m3, dispondo-se, para transporte, de caminhões com capacidade máxima de 12 toneladas.

5 – VANTAGENS DA UTILIZAÇÃO DO ESTABILIZANTE ECOLOPAVIÒ

É apresentado a seguir um quadro-resumo de quantidades de materiais para pavimentação de uma hipotética rodovia, com extensão de 1,0 quilometro, largura de 7,20 metros, cuja base tem espessura básica de 0,15 cm de brita graduada (coeficiente estrutural k=1,0), e sendo a densidade máxima aparente do solo local γ= 1.700 kg/m3, dispondo-se, para transporte, de caminhões com capacidade máxima de 12 toneladas.

Como pode ser facilmente observado no quadro acima, além da economia em materiais, com a substituição das soluções tradicionais por camadas de solo local estabilizado quimicamente com ECOLOPAVIÒ, é também muito significativa a redução do item transporte.

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OUTRAS VANTAGENSa) mesmo que seja preciso importar solo para execução de camadas do pavimento estabilizadas com ECOLOPAVI, será bastante reduzido o momento de transporte, por não serem necessários solos com características especiais, que somente são encontrados a grandes distâncias.b) o solo estabilizado com ECOLOPAVI pode ser remanejado em qualquer tempo, pois que não mais perde suas propriedades adquiridas.c) quando for necessária a adição de aglomerantes como cal ou cimento, não serão precisos cuidados especiais, tendo em vista sua pequena percentagem.d) os equipamentos a serem utilizados para a execução de camadas de solo estabilizado quimicamente com ECOLOPAVI são os mesmos utilizados para terraplenagem ou para conservação de estradas rurais, como motoniveladoras, grades-de-discos, caminhões-pipa, tratores agrícolas, e equipamentos de compactação de solos argilosos (rolos pé-de-carneiro).e) o custo de conservação de estradas pavimentadas com camadas de solos estabilizados com ECOLOPAVI é mínimo, quase inexistente.f) os solos estabilizados com ECOLOPAVI adquirem grande trabalhabilidade, tornando-se facilmente compactáveis.g) solos estabilizados com ECOLOPAVI têm reduzida a absorção de água, a ascensão capilar, o poder de sucção e a expansibilidade, com um proporcional aumento de suporte CBR.h) A utilização do estabilizante químico de solos ECOLOPAVI minimiza a agressão ao meio-ambiente, por tornar desnecessária a exploração de jazidas de solos estabilizados granulometricamente.

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Instituto de Desenvolvimento e Educação Social da AmazôniaRua Tapajós 13, 2o andar, conj 02 -Centro-CEP 69010-150Manaus - Amazonas

PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA DA AV. ANASTÁCIO BRAGACLIENTE: PREFEITURA MUNICIPAL DE ITAPIPOCA - CE

ESTABILIZAÇÃO DA BASE , COM ESTBILIZANTE ECOLOPAVI M3UNID

MATERIALSOLO NATURAL M3 1,30 1,00 0,39ESTABILIZANTE ECOLOPAVI LITRO 0,03 12,00 0,30CIMENTO KG 0,08 2,00 0,1521

Total A 0,8421EQUIPAMENTOMOTONIVELADORA H 0,06 120,00 6,60CAMINHÃO PIPA H 0,06 80,00 4,40ROLO PÉ DE CARNEIRO H 0,06 65,00 3,575ROLO LISO H 0,06 60,00 3,30TRATOR + GRADE DE DISCO H 0,06 45,00 2,475

Total B 20,35

TOTAL A + B 21,1921BDI 30% 6,35763TOTAL GERAL 27,54973

Custo do m2 espessura = 20cm 6,5 m2 4,23842Eng. Raimindo Brito de Almeida CREA 6362-D-PA

CREA 6362-D-CECREA 6362-D -MG

Análise de custo de construçãode base de pavimento elaboradaPelo Eng. Raimundo Brito de Almeida para a Prefeitura Municipalde Itapipoca – CE.

Por esse estudo, uma pista de 1km de comprimeito por 8m de largura com 0,20m de espessura, ou seja:

R$ 4,23 X 8 = R$ 33,84 X 1.000 = 33.840,00/km

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Os reagentes

Cal Hidratada para solos de predominância argilosaDosagem usual 2% em relação ao peso do solo seco.

Cimento Porland para solos areno-argilosos Dosagem usual:2% em relação ao peso do solo seco.

Sufato de alumínio para solos de predominância arenosaDosagem usual:1: 50001kg de sulfato para cada 5ton de solos

As dosagens exatas para cada projeto devem ser esclarecidas através de ensaios em laboratório

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Todo solo que, quando seco, resista à ação das cargas das rodas dos veículos sem se esboroar, está apto a ser estabilizado com ECOLOPAVI e seus reagentes.

Partindo desta premissa os solos devem ser submetidos a ensaios em laboratório para confirmação da possibilidade de sua utilização em camadas de pavimentos.

O emprego do estabilizante de solos ECOLOPAVI

Ensaios RequeridosGranulometriaLimites de PlasticidadeCompactaçãoDeterminação do CBR

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Equipamentos Utilizados no Processo de Aplicação

Motoniveladora com escarificador

Trator Agrícola comGrade de discos

CaminhãoPIPA com barraEspargidora de água e bomba

Rolo compactadorPé-de-carneiro

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Trecho de estrada vicinal construída para os participantes do Segundo Seminário Amazônico de Estabilização de Solos – Manaus – Outubro/2005Local – Ramal da estrada da Vivenda Verde – Bairro Tarumã

Procedimentos Executivos

DimesionamentoComprimento 250 mLargura 5 mEspessura 0,15 mÁrea da Pista 1.250 m2Volume do Solo 187,5 m3Massa a ser tratada (d=1,8) 337,5 tonMateriaisEcolopavi dosg. 1:1.000 337,5 tonReagente – cimento (2%) 6,75 ton

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Geotecnia

Laboratório de SolosConcresonda Estudos Geotécnicos LtdaManaus - Amazonas

EnsaiosGranulometria A-2-4(Areia Argilosa)Compactação Umid Ótima = 13,3%Índice de Plasticidade 14,41Determinação do CBR 27,3%

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Procedimentos ExecutivosEtapa 1 – Seleção do solo

Primeira Etapa – Selecionado o solo, já procedidos os ensaios em laboratório e verificada a viabilidade de aplicação. Foram feitos ensaios de

Granulometria por peneiramentoLimites de PlasticidadeCompactação e CBR

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Procedimentos ExecutivosEtapa 1.a Distribuição do solo sobre a pista

Como parte ainda da primeira etapa, a distribuição do solo na pista para formação da camada

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Etapa 2Incoporação do reagente (CimentoPortland ao solo)

(cimento portland) 2% sobre a massa do solo. (337,5ton)2% X 337,5t = 6,75ton (135 sacos de 50kg)

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Etapa 3.A homogeneização solo/reagente

Trabalho realizado com um trator agrícola equipado

Com grade de discos (arado)Spreader

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Etapa 4.Cálculo em campo da umidade ótima de compactação

Na pista o laboratorista com o Speed calcula a umidade presente no solo, que foi de 8,5%. Então já se encontram no solo 8,5% de 187,5m3 = 15,93m3 (de água)

Então já se encontram no solo 15,93m3 de água. Como á umidade ótima é de 25,31m3 = Então vamos precisar de mais 9,38m3 de água. É nesta água que vamos diluir o Estabilizante ECOLOPAVI para lançamento na pista

Volume do solo seco 187,5m3 13,5 % = 25,31m3 de água.

Equipe do laboratório da CONCRESONDA ESTUDOS GEOTÉCNICOS LTDA, que fez o acompanhamento técnico nesse projeto

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Se o Ecolopavi tem densidadeDe 1,06. Então 337,5 X 1.06 = 357,22 litros.Estamos aplicando desta forma 357,22 litros de ECOLOPAVI diluídos em 9.390 litros de água.

Daqui por diante, como há evaporação durante a aplicação,O controle da umidade é feito manualmente. Aperta-se na mão um pouco de solo e verifica-se se compactou e imprimiu as marcas dos dedos.

A aplicação do Estabilizante ECOLOPAVI – Dosagem 1:1000A aplicação do Estabilizante ECOLOPAVI – Dosagem 1:10001kg de ECOLOPAVI PARA 1ton de solo1kg de ECOLOPAVI PARA 1ton de solo

Etapa 6

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Etapa 7 Concluindo a mistura

Após a aplicação do ECOLOPAVI

Um novo gradeamento para homogeneizar bem a mistura,(solo+cimento+ ECOLOPAVI) preparando-a para a fase final: a compactação

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Etapa 8 A CompactaçãoEquipamento utilizado nesse processo: Rolo Compactador pé-de-carneiro

Esta operação é feita dez vezes em cada faixa de tráfego. Na faixa seguinte passar sobre 50% da faixa anterior.

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Após a compactação, uma motoniveladora faz os ajustes do greid. Para estradas vicinais a pista está concluída. Para pavimentos urbanosEstá pronta para receber uma fina camada de asfalto. Uma capa selante. Jamais vamos esquecer que pavimentação é base e drenagem

Conclusão - Pista impermeávelcom espesura de 0,15m, CBR de 134%.Tempo de execução – 4 horas.(com operadores de máquinas não treinados)

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A capa asfáltica para base de solo estabilizado com ECOLOPAVI.

Várias opções, mas o ideal é uma capa com espessura de 1 a 2cm de espessura do asfalto tipo A.A.U.Q. (Areia Asfáltica Usina a Quente – TSS ou TSD) O Asfalto, neste caso é somente uma questão estética, como impermeabilizante superficial e mais conforto aos usuários.Sem nenhuma função estrutural.Grande economia no custo final da obra. Mais de 50% em relação aos métodos tradicionais.

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