ESTUDO DA TÉCNICA DE ANTI-PÓ COM EMULSÃO DE XISTO EM ...
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ESTUDO DA TÉCNICA DE ANTI-PÓ COM EMULSÃO DE XISTO EM PAVIMENTOS PARA BAIXO VOLUME DE TRÁFEGO César Augusto Alves de Castro TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL. Aprovada por: Prof ª Laura Maria Goretti da Motta, D.Sc. Prof. Jacques de Medina, L.D Leni Mathias Figueiredo Leite, D.Sc. Prof ª Liedi Bariani Bernucci, D.Sc. RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL AGOSTO DE 2003
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ESTUDO DA TÉCNICA DE ANTI-PÓ COM EMULSÃO DE XISTO EM
PAVIMENTOS PARA BAIXO VOLUME DE TRÁFEGO
César Augusto Alves de Castro
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS
PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE
FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM
ENGENHARIA CIVIL.
Aprovada por:
Prof ª Laura Maria Goretti da Motta, D.Sc.
Prof. Jacques de Medina, L.D
Leni Mathias Figueiredo Leite, D.Sc.
Prof ª Liedi Bariani Bernucci, D.Sc.
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
AGOSTO DE 2003
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CASTRO, CÉSAR AUGUSTO ALVES
Estudo da técnica de anti-pó com
emulsão de xisto em pavimentos para baixo
volume de tráfego [ Rio de Janeiro] 2003
XIII, 188 p. 29,7 cm (COPPE/UFRJ, M.Sc.,
Engenharia Civil, 2003)
Tese – Universidade Federal do Rio de
Janeiro, COPPE
1.Tratamento Anti-pó 2. Emulsão à base de
óleo de xisto 3. Solos Tropicais
I. COPPE/UFRJ II. Título (série)
iii
Aos meus pais: Albertino e Lúcia
Pelo apoio, exemplo e por todos os ensinamentos de vida.
À minha noiva: Isabel
Pelo incentivo, carinho, compreensão e por poder te ter ao meu lado.
iv
Agradecimentos
À Professora Laura Maria Goretti da Motta pelo apoio, incentivo, compreensão,
paciência e pelos ensinamentos, não só acadêmios mas também de vida, que me dedicou
durante toda a orientação.
Aos colegas do corpo técnico do Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ, pela
contribuição durante as atividades de laboratório, em especial ao Álvaro, Ana Maria,
Carlinhos, França, Marcos, Mauro, Rodrigo e Tuninho.
Aos colegas de curso: Bruno, Celso Ramos, Cinconegui, Cíntia, Francisco, Juliane,
Luciana, Sidclei, Sílvia e Fabrício pela amizade e companheirismo.
Aos colegas de república: Eduardo e Rosenil pelo companheirismo, paciência e
incentivo.
Aos Professores Geraldo Luciano e Márcio Marangon pelo apoio no início desta
jornada.
Ao Eng. Luiz Novicki e ao Dr. Helder Godoy pelo apoio nas atividades de campo.
Ao Eng. Fernando, à Dra Prepredigna e ao colega Francisco pelo apoio nos ensaios de
laboratório.
À PETROBRAS DISTRIBUIDORA por permitir meu aprimoramento técnico, em
especial à Gerência de Comercialização de Asfaltos pela cooperação e apoio.
À CNPQ pela bolsa de estudos, a COPPETEC e PETROBRAS/SIX pelo apoio
financeiro e diversas facilidades concedidas e indispensáveis à realização deste trabalho.
Finalmente, externo meus agradecimentos a todos que participaram desta caminhada e,
direta ou indiretamente contribuíram na realização deste trabalho.
v
Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários
para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.)
ESTUDO DA TÉCNICA DE ANTI- PÓ COM EMULSÃO DE XISTO EM
PAVIMENTOS PARA BAIXO VOLUME DE TRÁFEGO
César Augusto Alves de Castro
Agosto / 2003
Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta
Programa: Engenharia Civil
Uma emulsão à base de óleo de xisto é usada experimentalmente como
tratamento anti-pó de estradas não pavimentadas. É produzida pela PETROBRAS/SIX
(Superintendência da Industrialização do Xisto), em São Mateus do Sul, Paraná. Por
suas propriedades adesivas, mantém estáveis a parte fina do solo, impedindo a formação
de poeira. Foi feita a observação da condição de várias ruas de cidades do Paraná e
Espírito Santo, obtendo-se amostras do solo do revestimento primário. Em laboratório
simulou-se a penetração da emulsão de óleo de xisto em corpos-de-prova segundo a
metodologia MCT (miniatura-compactado-tropical) desenvolvida em São Paulo. Num
baixo relevo circular na base do cilindro de solo compactado colocou-se quantidade pré-
estabelecida de emulsão, fazendo-se o mesmo com a emulsão asfáltica RM-1C como
termo de comparação; partidos diametralmente estes cilindros após algum tempo
decorrido da ruptura da emulsão, pode-se observar sua penetração no solo. A espessura
de camada infiltrada com material betuminoso entre 4,0 e 13,0mm corresponde ao
observado e avaliado no campo como satisfatório. A melhor técnica de aplicação é a
em duas vezes às taxas de 1,5l/m2 a 1,0 l/m2 (solos finos) seguida de aplicação de pó-
de-pedra às taxas de 6,0kg/m2 e 8,0 a 10,0kg/m2, respectivamente. Observou-se a
superioridade da emulsão de óleo de xisto em relação a uma emulsão asfáltica
convencional no tratamento anti-pó. Recomenda-se o estudo do óleo de xisto na
utilização de solos.
vi
Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.)
STUDY OF TECHNIQUE OF ANTIDUST WITH EMULSION OF SHALE OIL IN
PAVEMENTS OF LOW VOLUME TRAFFIC
César Augusto Alves de Castro
August / 2003
Advisor: Laura Maria Goretti da Motta
Department: Civil Engineering
An asphaltic emulsion of schist oil has been used experimentaly for anti-dust
treatment of earth roads. It is produced by Brazilian oil Company – PETROBRAS,
throng the Superitendence of Schist Industrialization – SIX, in São Mateus do Sul, State
of Paraná. Schist oil aggregates soil fines, acting as a dust palhative and primary
surfacing. Observed the conditino of several town streets of Paraná and Espírito-Santo
states, where soil samples were collected. In laboratory tets the penetration of the
emulsion was simulated in small cylindrical compacted specimens, according to an item
of the MCT (miniature-compacted-tropical) methodology developed in São Paulo.
Emulsion was ponred in a central imprint of a compacted soil cylindrical specimen; the
same procedure was applied using the asphaltic emulsion RM-1C for comparison
purpose; after splitting the cylindrical soil specimens, the penetration of black asfhalt
ciment could be measured. Depths varying from 4,0 to 13,0mm corresponded to
satisfactory field performance. The two-steps applications is recommended: 1,5l/m2 and
1,0 l/m2, followed by spreading, respectively, 6 kg/m2 and 8 to 10 kg/m2 of screenings.
The advantages of schist oil emulsion as compared to conventional RM-1C emulsion
was confirned as dust palliatives or primary surfacings. It is recommended to study the
application of schist oil emulsion in soil-bitumes stabilization.
vii
Índice
Capítulo 1 - Introdução................... ...............................................................................1
Capítulo 2 - Revisão Bibliográfica ...........................................................................….6
2.1 - Tratamento Anti-pó (TAP)...………………………..……………….……….6
2.1.1 - Introdução.........................................................………….………..........6
2.1.2 - Características dos Materiais para Executar o TAP.....…............……...9
2.1.3 - Técnica Construtiva e Conservação do TAP...........................………..11
2.1.4 - Comparação entre Tratamento Superficial Simples e TAP....………...15
2.2 - Emulsão derivada do Cimento Asfáltico do Petróleo………..………...…...17
2.2.1 - Introdução………………………..…....……………………………....17
2.2.2 - Emulsão asfáltica……………………………………………………...19
2.2.2.1 - Processo de Emulsificação…..........………...………………...22
2.2.2.2 - Classificação das Emulsões………………………………..….23
2.3 - Utilização do Óleo de xisto em Pavimentação……………………………...25
2.3.1 - Introdução……………………………………………………………..25
2.3.2 - Histórico da Superintendência da Industrialização do Xisto…...……..26
2.3.3 - Exploração do Xisto…………..…………………………………..…..27
2.3.4 - Estudo do Agente Adesivo de Xisto para Pavimentação….. ….……..29
2.4 - Os Solos Tropicais e a Classificação MCT…………..……………………..32
2.4.1 - Considerações Gerais e Terminologia……….………………………..33
2.4.2 - Identificação dos Solos pela Pedologia e Geotecnia……………….…34
2.4.3 - A Metodologia MCT………………………………………………….40
2.4.3.1 - A Classificação MCT-M...........................................................44
2.4.3.2 - Teste de Imprimação………………………………………….47
Capítulo 3 - Viagens a Trechos Construídos com o Tratamento com Antipó…….50
3.1 - Introdução…………………………………………………………………...50
3.2 - Relatos de Visita à São José dos Pinhais (PR)……………………………..50
3.2.1 - Bairro Dona Nayme…………………....……………………………..51
3.2.2 - Bairro Costeira………………………………………………………..52
viii
3.2.3 - Elementos Determinados nas Vias com Tratamento com Antipó …....54
3.2.4 - Considerações sobre Defeitos Observados…………………………...56
3.2.5 - Considerações Finais………………………………….………………56
3.3 - Visita à São Mateus do Sul……………...………………………………….57
3.4 - Relatos de Visita ao Estado do Paraná………...……………………………58
3.4.1 - Municípios Visitados………………………….………………………58
3.4.2 - Características dos Trechos com TAP……………...…..…………….59
3.4.3 - Considerações sobre Defeitos Observados…………..……………….74
3.4.4 - Coleta de Solos para Estudos em Laboratório……………………..…75
3.4.5 - Considerações Finais………………………………..……………...…80
3.5 - Relatos de Visita ao Estado do Espírito Santo………………….…………..80
3.5.1 - Relatos de Visita Técnica………………………………………...…...81
3.5.1.1 - Município de Castelo……………………..…………………..81
3.5.1.2 - Município de Cariacica…………………………………..…...84
3.5.1.3 - Município de Viana……………….………………………......87
3.5.2 - Considerações Finais…………………………………………….……89
3.5.3 - Amostras Complementares…………………………………………...91
3.5.4 - Custos de Revestimentos Asfálticos…….......................................…..93
Capítulo 4 - Apresentação de Dados e Resultados de Ensaios de Laboratório……94
4.1 - Introdução………………………………………………….………………..94
4.2 - Ensaios de Caracterização Realizados em Laboratório……………………..95
4.3 - Metodologia do Ensaio de Imprimação………...…………………………..98
4.4 - Análise dos Resultados…………..……………………………….………..108
Capítulo 5 - Conclusões e Sugestões de Pesquisas Futuras...............................…...114
Referências Bibliográficas....................................................……..............................118
ix
Lista de Tabelas
Tabela 2.01: Granulometria das bases de pavimentos de baixo custo – “TAP” (DER,
1985 e DERBA, ES-P-23/00)………………………………………......09
Tabela 2.02: Faixas granulométricas adequadas para agregado utilizado no serviço de
TAP (COSTA, 1986)…...........................................................................11
Tabela 2.03: Sugestões de controle do ligante a ser usado no serviço de TAP (COSTA,
1986)……................................................................................................11
Tabela 2.04: Vantagens e incovenientes da utilização de TSS (VOGT, 1983)…....... 16
Tabela 2.05: Comparação entre Tratamento Superficial Simples e Tratamento Anti-pó
(LARSEN, 1985)-Modificada ….............................................................16
Tabela 2.06: Especificações para agregados destinados ao preparo dos Tratamentos
Superficiais (DNER-ES-309/97).........................................................….17
Tabela 2.07: Características técnicas do óleo de xisto preparado com Antipó…….…30
Tabela 2.08: Caracterização físico-química do Antipó (PUGSLEY, 1998).…………31
Tabela 2.09: Composição granulométrica das amostras analisadas.............................32
Tabela 3.01: Granulometria de pó de pedra para tratamento com Antipó (NOVICKI et
al, 1997)………………………….............…………………………..…54
Tabela 3.02: Características das vias visitadas construídas com o Antipó – Guarapuava
(PR)…………………………………………………….....…………….64
Tabela 3.03: Características das vias visitadas construídas com o Antipó – Ivaiporâ
(PR) ………………................................................................................66
Tabela 3.04: Características das vias visitadas construídas com o Antipó – São Mateus
do Sul (PR) ………..............................................................................68
Tabela 3.05: Características das vias visitadas construídas com o Antipó – Ponta
Grossa (PR) …….................................................................................70
Tabela 3.06: Características das vias visitadas construídas com o Antipó – São José
dos Pinhais (PR) …................................................................................72
Tabela 3.07: Considerações sobre algumas jazidas de solo utilizados na confecção de
base do TAP….........................................................................................76
Tabela 3.08: Considerações sobre solos amostrados em visita ao Estado do
Paraná…..................................................................................................78
Tabela 4.01: Ensaios físicos e classificação geotécnica tradicional.......................…..97
Tabela 4.02: Resultado da caracterização de amostras de solos “finos”……..............97
x
Tabela 4.03: Resumo dos ensaios de Imprimação .....................................................105
xi
Lista de Figuras
Figura 2.01: Movimentos dos constituíntes dissolvidos em um perfil de solo
considerando a estação climática: (a) Estação chuvosa, (b) Estação seca –
(SANTOS, 1988) …................................................................................37
Figura 2.02: Ábaco classificatório MCT…..................................................................45
Figura 2.03: Ábaco classificatório MCT-M….........................................................…45
xii
Lista de Quadros
Quadro 1.01: Distribuição da malha viária do país (GEIPOT, 2000)……....................01
Quadro 2.01: Especificações brasileiras das emulsões catiônicas (IBP, 1999)…........24
Quadro 3.01: Resultados de medições de deflexão com a Viga Benkelman em via com
Tratamento com Antipó….......................................................................53
Quadro 3.02: Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais – Bairro Dona
Nayme ….............................................................................................…60
Quadro 3.03: Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais – Bairro
Costeira...............................................................................................….61
Quadro 3.04: Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais – Estrada rural
em construção com TAP…......................................................................62
Quadro 3.05: Fotografias de visita ao município de São Mateus do Sul –
PETROBRAS/SIX………................................................................…...63
Quadro 3.06: Fotografias de visita ao município de Guarapuava /PR – Bairros Vila
Santana e Primavera…….................................................................……65
Quadro 3.07: Fotografias de visita ao município de Ivaiporâ (PR) - Vila Novaporã
………......................................................................................................67
Quadro 3.08: Fotografias de visita ao município de São Mateus do Sul (PR) – Pátio da
PETROBRAS/SIX e Rua do Centro do Município…………...............69
Quadro 3.09: Fotografias de visita ao município de Ponta Grossa (PR) – Bairro
Oficinas...............................................................................................….71
Quadro 3.10: Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais (PR) – Etapas
de confecção do TAP………………………............…...........................73
Quadro 3.11: Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais (PR) –
Saibreiras fornecedoras de material para confecção base do
TAP…………..........................................................................................77
Quadro 3.12: Fotografias de visita ao Estado do Paraná – Pontos de coleta de Solos da
região………......................................................................................…..79
Quadro 3.13: Fotografias de visita ao mnicípio de Castelo (ES) – Bairros Santa
Bárbara, Vila Nova e Zito Olmo…………..............................................85
Quadro 3.14: Fotografias de visita ao município de Cariacica (ES) – Bairros Volta
Redonda e 7 de Setembro……….............................................................88
xiii
Quadro 3.15: Fotografias de visita ao município de Viana (ES) – Rua Santa
Catarina……............................................................................................90
Quadro 3.16: Fotografias de visita à jazidas do município do Rio de Janeiro (ES)......92 Quadro 4.01: Fotografias de moldagem de cps para teste com Antipó……..........…...99
Quadro 4.02: Fotografias de amostras moldadas e expostas ao tempo……..........…..100
Quadro 4.03: Fotografias de moldagem de cps (Mini) para ensaio de
Imprimaçaõ…........................................................................................101
Quadro 4.04: Fotografias de etapas de ensaio de Imprimação……………................104
Quadro 4.05: Resultados de Ensaio de Imprimação...................................................105
Quadro 4.06: Resumo dos resultados sobre o efeito da irrigação prévia ....................110
Quadro 4.07: Influência do tempo para imprimação na penetração do antipó.............111
Quadro 4.08: Influência da irrigação prévia na penetração do antipó..........................111
Quadro 4.09: Resumo dos resultados sobre o efeito da umidade de compactação......112
Quadro 4.10: Resumo dos resultados sobre a influência da área de contato na
imprimação ...........................................................................................113
xiv
Índice de Fórmulas Fórmula 01: ∆ An = A4n – Na ..................................................................................41
Fórmula 02: e`= ( Pi / 100 + d`/ 20 )1/3.....................................................................43
xv
Anexos Anexo I: Planilhas com Resultados de ensaios de Imprimação
Anexo II: Curvas Granulométricas de Amostras utilizadas no Ensaio de
Imprimação
Anexo III: Quadro com índices pluviométricos das regiões onde foram
coletadas as amostras para ensaio de Imprimação
Anexo IV: Fotografias Complementares
1
CAPÍTULO 1
INTRODUÇÃO
De acordo com o GEIPOT-Empresa Brasileira de Planejamento de Transportes (2000),
o Brasil tem uma malha rodoviária composta de aproximadamente 1.724.929 km de
estradas, sendo que somente cerca de 10% desta (164.988 km) está pavimentada. O
quadro 1.01 retrata a situação da malha viária do país.
Quadro 1.01 – Distribuição da malha viária do país (GEIPOT, 2000) Federação Malha Rodoviária
Pavimentada (km)
Malha Rodoviária
Não Pavimentada (km)
Federal 56.097 14.524
Estadual 91.8980 116.123
Municipal 16.993 1.429.296
Total 164.988 1.559.941
Situação da malha rodoviária pavimentada
34%
56%
10%
Federal Estadual Municipal
Situação da malha rodoviária não pavimentada
1%7%
92%
Federal Estadual Municipal
Portanto as necessidades de pavimentação e/ou melhorias das estradas não
pavimentadas são evidentes, principalmente no que se refere ao desenvolvimento
econômico e à qualidade de vida das populações de áreas rurais.
2
O país tem enormes gastos com a manutenção destas vias, e por outro lado, a construção
de um pavimento tradicional esbarra na escassez de recursos e nos altos custos dos
materiais convencionalmente empregados, inviabilizando a execução do serviço nesta
grande extensão não pavimentada.
É preciso dar uma nova abordagem à questão visando ao máximo o aproveitamento dos
recursos disponíveis, seguindo algumas diretrizes tais como a de conservar os
patrimônios disponíveis, restaurar as vias sem conservação, buscar o aumento da
eficiência dos transportes através de seu adequado planejamento, bem como de investir
nas estradas municipais.
Estas vias compõem todo o sistema capilar do transporte, responsável pelo escoamento
da produção agrícola e até industrial, pelo transporte coletivo entre municípios e
distritos, pelas comunicações sociais, enfim, dão vida ao interior.
A sua freqüente interrupção significa a perda de produtos perecíveis, a ausência dos
alunos e professores às escolas, a impossibilidade de atendimento médico, como
exemplos. O descaso com estas vias significa um desalento ao produtor rural, o aumento
dos custos no transportes dos produtos agrícolas além de um fator de estímulo ao êxodo
rural.
Um quadro como este ressalta a importância do desenvolvimento de uma tecnologia de
pavimentação que minimize os custos de implantação de pavimentos urbanos ou rurais
para baixo volume de tráfego.
De um modo geral, os organismos rodoviários estaduais, nacionais e empresas que
atuam na área de pavimentação empregam conceitos quanto ao dimensionamento e
emprego de materiais baseados em procedimentos tradicionais, que por sua vez são
fundamentados em normas de organismos internacionais, principalmente em normas
americanas, tais como ASTM (American Society for Testing and Materials) e AASHTO
(American Association of State Highways and Transportation Officials).
3
A adoção de materiais pétreos artificiais ou naturais com um controle rigoroso quanto
ao LL e IP dos finos (passante # 0,42mm) nestes países, é justificada pela necessidade
de garantir uma drenagem adequada do pavimento quando do degelo e absorver a
expansibilidade da água quando do congelamento no inverno.
Levando-se em consideração a extensão do território brasileiro, o clima e o solo
favoráveis, o grande déficit de pavimentos e a pouca disponibilidade de materiais
pétreos em algumas regiões, torna-se imprescindível à utilização de materiais locais em
substituição aos materiais pétreos. Como solução alternativa foram empregados, durante
algumas décadas, bases de solo-cimento, porém de elevado custo para a realidade
econômica brasileira. Nas regiões de concrecionamento laterítico, do terciário e do
quartenário antigo, os pedregulhos de laterita tem sido muito utilizados em estradas e
aeródromos.
Uma solução que já está implantada em muitos locais, principalmente do Estado de São
Paulo, é a utilização de solos lateríticos naturais locais, encontrados ao longo da via, na
execução de pavimentos de baixo custo, especificamente para vias de tráfego muito leve
a médio. Há ocorrência de solos lateríticos em grande escala do território brasileiro.
O desenvolvimento de pavimentos regionalizados e com tecnologia nacional, é de suma
importância, devido à grande extensão territorial, os diferentes tipos de solos que
ocorrem no país, as condições climáticas típicas de ambientes tropicais, o grande déficit
de pavimentos a serem implantados e principalmente pela falta de recursos financeiros.
Dentro deste contexto, a evolução das técnicas de tratamentos de superfície para as
rodovias de baixo volume de tráfego resultou na técnica denominada Tratamento Anti-
pó que envolve serviços de revestimento asfáltico com a aplicação de um ligante
betuminoso sobre uma base imprimada, que por penetração inversa, agrega materiais
naturais (areia). É um revestimento asfáltico delgado, de elevado efeito
impermeabilizante, que elimina a poeira e a lama e melhora as condições de rolamento
da via.
4
Trata-se de uma alternativa de baixo custo, com uma durabilidade de vários meses
dependendo da condição climática, do solo da base e do volume de tráfego da via. O
custo-benefício do tratamento é muito atraente se for levado em consideração à redução
do número de intervenções de manutenção da via, a diminuição do custo operacional
dos veículos e o ganho na qualidade de vida da população circunvizinha. Esta técnica,
conhecida como Tratamento Anti-pó, neste trabalho serão apresentados estudos com o
ligante da PETROBRAS/SIX, cujo nome comercial é Antipó, que também é utilizado
nesta técnica; para o caso em que tal produto foi utilizado convencionou-se chamar de
Tratamento com Antipó.
Com o objetivo de estudar esta técnica para rodovias de baixo volume de tráfego,
desenvolve-se atualmente pesquisa dentro do Programa CTPETRO denominada Projeto
Antipó, tendo com parceiros a COPPE-UFRJ, USP e CENPES. Esta Tese se insere
dentro deste Projeto, e tem como objetivos:
- Apresentar estudos referentes à utilização da técnica do Tratamento Anti-pó com
utilização de ligante desenvolvido pela PETROBRAS/SIX, que é uma emulsão à base
de óleo de xisto (denominado Antipó) que tem como principais características boa
adesividade e boa penetração no solo.
- Fazer um estudo do comportamento do Antipó em face de diferentes classes de solos,
utilizando o procedimento do ensaio de Imprimação (VILLIBOR, 1981). Foram
utilizadas amostras do Tratamento com Antipó coletadas, em vias onde o tratamento
obteve sucesso.
- Paralelamente fazer um estudo comparativo do Antipó com a emulsão asfáltica RM-
1C, com o intuito de destacar as principais diferenças entre os dois produtos na análise
de interação com os solos.
- Obter alguns parâmetros de escolha de solos locais para uso desta técnica.
Esta tese está organizada em 5 (cinco) capítulos, sendo o primeiro esta introdução e os
seguintes assim distribuídos:
5
• O capítulo 2 apresenta uma revisão bibliográfica focando temas que estão envolvidos
diretamente/indiretamente no estudo. São abordados: Tratamento Anti-pó (TAP), Solos
Tropicais, Medologia MCT, Emulsões asfálticas e Emulsão derivada do óleo de Xisto
(Antipó).
• O capítulo 3 apresenta relatos de viagens realizadas a trechos construídos seguindo a
técnica do TAP e utilizando como ligante a emulsão derivada do óleo de xisto (Antipó).
• O capítulo 4 apresenta os ensaios realizados em laboratório, descrição das
metodologias utilizadas em sua execução e análises dos resultados obtidos.
• O capítulo 5 apresenta as conclusões e recomendações para pesquisas futuras.
Seguem também anexos contendo planilhas de ensaios de laboratório com seus
respectivos resultados, curvas granulométricas das amostras ensaiadas, dados de
precipitação anual dos pontos de coleta de amostras e fotografias complementares.
6
CAPÍTULO 2
REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 - TRATAMENTO ANTI-PÓ
2.1.1 – Introdução
Denomina-se Tratamento Anti-Pó (TAP), a execução de Tratamentos Superficiais com
a utilização de emulsões asfálticas ou emulsões à base de óleo de Xisto e agregado
miúdo, na construção de pavimentos de baixo custo.
COSTA (1986), define que o Tratamento Anti-Pó consiste em um revestimento asfáltico
delgado, de elevado efeito impermeabilizante, com espessura aproximada de 4,0 mm
por camada, aplicado sobre base imprimada, que por penetração inversa, agrega
materiais naturais (areias) de jazida ou de rio.
Segundo VOGT (1982), o Tratamento Anti-Pó não forma uma camada de rolamento
propriamente dita, mas é destinado a impedir a poeira, e segurar os elementos graúdos
das bases estabilizadas granulometricamente. É constituído por Tratamentos
Superficiais delgados ou por impregnação.
De acordo com BETUNEL (1994), “ o Tratamento Anti-Pó consiste no espargimento de
material betuminoso e aplicação de areia grossa ou pedrisco, obtendo-se uma camada
impermeável de ligante betuminoso e agregado, sobre uma base previamente
imprimada”.
Segundo ABEDA (2001), “o Tratamento Anti-Pó consiste no espalhamento de emulsão
asfáltica catiônica, com posterior aplicação de agregado mineral, sobre uma superfície
não pavimentada, com a finalidade de evitar a propagação do pó”.
7
O Tratamento Anti-Pó na sua execução pode ser classificado como (COSTA, 1986):
- TAP SIMPLES: consiste em um banho de emulsão, revestido por uma camada
de agregado natural.
- TAP DUPLO: quando o serviço é constituído, na sua construção, por um TAP
Simples, seguido por uma operação de varrição ou pela rejeição do material
excedente desta camada pelo próprio tráfego liberado, seqüenciado de nova
operação para a execução de mais uma camada.
Segundo COSTA (1986), “uma finalidade do Tratamento Anti-Pó é a melhor utilização
da camada de rolamento, executada em materiais naturais do tipo revestimentos
primários. Este tratamento suprime a poeira, limita o desgaste superficial e aumenta a
resistência às águas das chuvas. Este tratamento deve ser comparado com um
revestimento primário. Nesta ótica, a economia de manutenção (conservação) paga o
investimento inicial suplementar devido ao uso do ligante betuminoso, num prazo
inferior a dois anos. Computando-se os benefícios: economia de combustível dos
usuários, aumento do conforto e segurança, esse prazo é reduzido consideravelmente”.
SANTANA (1978), relata que no ano de 1966 ao colher elementos para o DNER, para o
cadastramento técnico das Rodovias pavimentadas se deparou, no Estado do Maranhão,
com 55 km de um chamado “Tratamento Contra Pó”. Este trecho foi construído da
seguinte maneira: sobre o revestimento primário existente de antigas rodovias colocou-
se uma camada de solo selecionado compactado, com 20 cm de espessura (Base), e
efetuou-se uma imprimação com 1,2 l/m2 de RC-2 diluído com querosene (MC-0),
sobre essa imprimação espalhou-se manualmente 0,6 l/m2 de RC-2 e sobre esse banho
espalhou-se, com pá, cerca de 6,0 l/m2 de areia grossa e entregou-se ao tráfego. Ao
analisar o comportamento de um trecho de 8 km (km18-km26) da BR-135/MA (km 0
em Estiva, na Ilha de São Luis), construído em 1959, notou Santana, que se apresentava
em ótimo estado, sem ter sofrido nenhuma conservação, sendo que o trecho recebia
tráfego médio diário nas duas direções de 228 veículos, sendo 172 comerciais e 56 de
passeio.
8
Segundo DER-BA, a primeira experiência deste órgão foi realizada em 1968, sendo
executado na Rodovia BA-046, trecho BR-116 Milagres-Iaçu com 43 km, com um
tratamento que consistiu no aproveitamento do revestimento primário existente, que
após escarificação e compactação foi imprimado com asfalto diluído CR-250 recortado
com querosene. O tratamento propriamente dito foi executado com CR-250 aditivado
com “dope”, recoberto com areia lavada de rio. Nesse serviço não houve estudo do
revestimento primário nem controle adequado na execução dos serviços. O
espalhamento do ligante foi realizado com caldeira e o agregado, manualmente.
Em 1971, na Rodovia Belém-Brasília, já implantada em sua totalidade com serviços de
revestimento primário, executou-se nas proximidades da cidade de Guruci/GO, na
extensão de 60 km de Tratamento Anti-Pó, com o emprego do ligante tipo asfalto
diluído CR-250 (COSTA, 1986).
Em 1972, o DER-BA fez uma nova experiência utilizando Tratamento Anti Pó. Foi
executado em caráter experimental, utilizando-se como ligante a emulsão asfáltica do
tipo RM-1C, na Rodovia Petrolina- Casa Nova, num total de 80 km de extensão que
consistiu em um reforço geral da camada de revestimento primário com material
selecionado e na espessura média de 15 cm. O material utilizado apresentava um CBR ≥
20% correspondente a energia do proctor intermediário, com LL ≤ 35% e IP ≤ 12%
(SANTANA, 1978).
O comportamento satisfatório desse trecho incentivou o DER-BA a construir outros
trechos com maior volume de tráfego e em regiões com índice pluviométrico anual
superior a 1.500 mm (COSTA, 1986).
Segundo experiência do DER-BA, com sua extensa malha rodoviária revestida com
“TAP”, recomenda-se que em regiões de índices pluviométricos elevados (1.500
mm/ano) a execução destes serviços seja de imediato em TAP DUPLO, e em regiões de
menor pluviometria (800 mm/ano) a execução da 2a camada ”TAP” em até 6 meses, ou
quando a incidência do aumento do tráfego, ou o custo de conservação se fizerem
demasiadamente atuantes (COSTA, 1986).
9
Revestimentos asfálticos de TAP DUPLO são projetados para suportar uma demanda de
tráfego médio de 200 a 300 veículos/dia por 3 a 5 anos, quando se faz necessário o
reforço do revestimento com a execução de uma terceira camada.
O Tratamento Anti-Pó é uma alternativa técnica simples e de baixo custo quando os
recursos financeiros são escassos e o volume de tráfego muito baixo não justifica a
execução de revestimentos asfálticos mais nobres.
Segundo SANTANA (1986), pavimento de baixo custo é o pavimento projetado para
tráfego limitado onde se maximiza o uso de materiais locais com o emprego de
tecnologias que traduzem a experiência obtida na região abrangente, ou em regiões com
condições gerais semelhantes, de modo a se obter um resultado técnico e econômico
satisfatório.
2.1.2 – Características dos Materiais para executar o Tratamento Anti-pó
Para a base que vai receber o tratamento anti-pó a granulometria recomendada pelo
DER-BA está exposta na tabela 2.01.
Tabela 2.01 – Granulometria das bases de pavimentos de baixo custo – “TAP”, (DER-
BA, 1985 e DERBA-ES-P-23/00). PENEIRAS % PASSANDO EM PESO
ASTM mm I II III IV
1"
3/8"
Nº 4
Nº 10
Nº 40
Nº 200
25,4
9,5
4,8
2,0
0,42
0,074
100
50-85
35-65
25-50
15-30
5-15
100
60-100
50-85
40-70
25-45
10-25
-
100
55-100
40-100
20-50
6-20
-
100
70-100
55-100
30-70
8-25
Os Índices Físicos exigidos pelo DER-BA (1985) para material de base são:
- A fração que passa na peneira nº 40 (0,42mm) deverá ter limite de liquidez inferior a
35% e índice de plasticidade compreendido entre os limites de 4% e 12%, sendo esta
variação correlacionada com a precipitação média anual da região:
10
a) Para regiões com pluviometria média inferior 800mm, o IP poderá alcançar o
valor máximo de 12%;
b) Para regiões com pluviometria média entre 800mm e 1.500mm o valor do IP
máximo será de 9%;
c) Para regiões com pluviometria média de 1.500mm o valor máximo será de
6%.
O material para base deverá apresentar Índice de Suporte Califórnia (CBR) igual ou
superior a 20%, e expansão máxima de 1%, determinados com a energia de
compactação do Proctor Intermediário (DER-BA, 1985).
Segundo COSTA (1986) os agregados a serem utilizados no revestimento devem de
preferência ser areias, aceitando-se eventualmente o pó de pedra.
A areia ou agregado deverá ser lavada, de rio ou de jazida natural, e apresentar
adesividade satisfatória com a emulsão asfáltica a ser empregada. Deverá ser
previamente peneirada em malha de 4,8mm (no 4) para expurgar possíveis materiais
contaminantes como grumos argilosos, e ou seixos graúdos. Este agregado deverá
atender às faixas granulométricas de comportamento satisfatório indicadas na tabela
2.02.
Admite-se o uso de pó de pedra quando o fator custo viabilizar o seu emprego, em
detrimento do aspecto superficial do “TAP”. Poderá ocorrer a formação de “placas”
pegajosas aderentes aos pneus dos veículos, com a possibilidade de arrancamentos e
exposição das camadas inferiores ao se usar este tipo de material.
COSTA (1986) recomenda que na imprimação das bases plásticas (argilosas), o ligante
indicado é o asfalto diluído tipo CM-30 e para bases porosas (arenosos), o ligante tipo
CM-70. Para a capa selante (TAP), o ligante indicado é a emulsão asfáltica tipo RM-1C.
Os ligantes deverão ser controlados no canteiro de obras de acordo com o exposto na
tabela 2.03.
11
Tabela 2.02: Faixas granulométricas adequadas para agregado utilizado no serviço de
TAP (COSTA, 1986) PENEIRAS % PASSANDO
ASTM mm SPT / DER-BA J.C. VOGT
3/8"
Nº 4
Nº 10
Nº 40
Nº 80
Nº 200
9,5
4,8
2,0
0,40
0,20
0,074
100
95-100
65-90
0-45
0-25
0-5
-
100
90-100
0-65
0-45
0-2
Tabela 2.03: Sugestões de controle do ligante a ser usado no serviço de TAP, (COSTA,
1986). FREQUÊNCIA ENSAIOS
ASFALTO DILUIDO EMULSÃO
Viscosidade Saybolt- Furol
Ponto de Fulgor
Relação Viscosidade x Temperatura
Destilação
Resíduo por evaporação
Peneiramento
Carga da partícula
Sedimentação
Taxa de distribuição
1 x carregamento
1 x carregamento
1x 6 carregamento
1 x 6 carregamento
-
-
-
-
1 x 1000m2
1 x carregamento
-
1 x 6 carregamento
-
1 x carregamento
1 x carregamento
1 x carregamento
1 x 6 carregamento
1 x 1000m2
É necessário dispor dos seguintes equipamentos para execução de um serviço de TAP
(COSTA, 1986):
Para confecção da base utiliza-se de moto-niveladora, arado de disco, carro pipa, rolo
liso vibratório, rolo de pneus e vassoura mecânica e para execução da Capa será
necessário dispor de carro espargidor, “spreader” (distribuidor de agregados) e rolo de
pneus.
2.1.3 - Técnica Construtiva e Conservação do TAP
Segundo DER-BA (1985), algumas recomendações devem ser seguidas para o sucesso
do serviço tipo TAP:
12
- Quando for necessária a complementação do revestimento primário, deverá ser feita
uma escarificação da camada existente em espessura nunca inferior a 10cm, para
garantir perfeita incorporação do novo material;
- No caso de estradas em implantação, deverão ser compactados pelo menos os últimos
20cm do subleito a até 100% da densidade máxima correspondente à energia do Proctor
Normal;
- Na conformação do greide, este deverá ser elevado em relação ao material adjacente, e
possuir declividade transversal mínima de 4% e para trechos em tangente 5%, em
relação ao eixo, para facilitar o escoamento das águas pluviais para as bordas (drenagem
superficial);
- Deverá ser evitado trânsito sobre a base compactada (sem imprimação) para evitar
perda de material da superfície, o que traria conseqüências de difícil correção no aspecto
superficial, considerando-se que o revestimento a ser executado será de espessura
reduzida;
- A imprimação deverá ser realizada após a limpeza da base de modo a eliminar o pó e o
material solto existente. O ligante deverá ser aplicado em temperatura tal que
proporcione a melhor viscosidade para o espalhamento. A faixa de viscosidade
recomendada é de 20 a 60 segundos Saybolt Furol. A taxa de aplicação varia de 1,0 a
1,2 l/m2 a depender da textura da base;
- O espalhamento da emulsão deverá ser feito após a cura da imprimação e deverá ser
garantida uma perfeita distribuição do ligante evitando-se o excesso que poderá causar
exsudação. A extensão de aplicação da emulsão ficará condicionada a sua velocidade de
ruptura e à capacidade de cobertura com a areia. A taxa de aplicação é de 1,0 a 1,2 l/m2;
- A areia deverá ser espalhada com distribuidor de agregados, evitando-se que esteja
molhada para não prejudicar a uniformidade de distribuição. A taxa de aplicação é de 5
a 7,0 l/m2 por camada;
13
Segundo COSTA (1986), no caso de utilização de emulsão RM-1C-TAP (nomenclatura
técnica e comercial da BRASQUIMICA), a cobertura de areia poderá ocorrer de 5 a 10
minutos após o banho de emulsão, evitando-se desta forma, “ondas” transversais
causadas pelo “embolamento” de agregado/ligante. Além disso, deve-se observar:
- A compactação deve ser iniciada de imediato, antes do início da cura do ligante, com
equipamento rolo de pneus, com o mínimo de 3 passadas. O tráfego poderá ser aberto
logo após a compactação desde que com velocidade reduzida;
- O excesso de areia só deverá ser retirado da pista, após a cura completa (7 dias) do
ligante, visto que o tráfego promoverá uma complementação de sua fixação até a cura
completa da emulsão. Preferencialmente a rejeição deste excesso deverá se fazer pelo
próprio trânsito liberado após a compactação. Para a execução da 2a camada, a
superfície deverá se encontrar seca, e isenta de areia ou pó soltos;
- Em curvas com superelevação recomenda-se reduzir em 0,2 l/m2 a taxa de emulsão,
para evitar escorrimento pelas bordas e também em rampas acentuadas para evitar o
“retorno” do material sobre a areia espalhada. Nesses locais de solicitação de cargas
mais acentuadas, a execução de uma 3a camada se faz necessária, devido à deficiência
de material agregado à pista, em relação aos trechos em tangente (COSTA, 1986).
Como já relatado o comportamento satisfatório da primeira experiência do DER-BA
(BR-235- Petrolina/Casa Nova) com TAP incentivou o órgão a utilizar a técnica na
construção de mais trechos no Estado. Analisando o comportamento destes serviços, em
função dos materiais empregados, da pluviometria, do tráfego, e relacionando-os com as
medidas de deflexão da viga Benkelman, observou-se que os materiais apresentaram
índices físicos quase sempre enquadrados nas especificações (citadas nas tabelas 2.01,
2.2 e 2.3), o valor médio do ISC foi sempre superior ao mínimo especificado. Nas
medidas de deformação com a viga Benkelman, realizadas em diversas estradas, as
deflexões encontradas foram “baixas” (na faixa de 0,40 mm) considerando que não
houve dimensionamento do pavimento propriamente dito (DER- BA, 1985).
14
Com a execução do tratamento em estradas do “Baixo Sul” (BA), onde os índices
pluviométricos ultrapassam 1.500mm, com distribuição praticamente uniforme durante
todo o ano, verificou-se que a aplicação imediata da 2a camada de capa selante
proporcionou resultados bem mais satisfatórios, garantindo maior durabilidade e
retardando o serviço de conservação.
As estradas com tratamento anti-pó permitem uma redução substancial no efetivo de
equipamento e mão de obra das residências de conservação (COSTA, 1986).
Para realizar serviços de conservação com operação tapa-buracos com massa asfáltica
e/ou selagem de uma extensão de 100km admite-se como satisfatório uma equipe básica
composta de 10 operários, 1 caminhão basculante para transporte de massa asfáltica,
areia, emulsão e ferramentas e 1 encarregado de campo.
Os elementos constitutivos dos benefícios que os usuários retiram de um
empreendimento rodoviário são: a redução do custo operacional dos veículos e do
tempo de viagem, maior segurança e maior conforto.
Na avaliação do custo operacional dos veículos são considerados as influências do
projeto geométrico e de modo muito especial o tipo e estado das superfícies de
rolamento das estradas.
Segundo o PROPOR (Programa Prioritário de Obras Rodoviárias do Estado da Bahia –
1976-1980): “O custo operacional dos veículos é bastante influenciado pelo tipo da
superfície de rolamento. Para um veículo, à mesma velocidade, o custo operacional será
alto em estradas sem revestimento, um pouco mais baixo em estrada com revestimento
primário e menor ainda quando em estrada com revestimento asfáltico. As velocidades
operacionais aumentam quando a estrada recebe revestimento primário, e mais ainda
quando a estrada recebe revestimento asfáltico. Portanto, há um benefício decorrente da
modificação do tipo de revestimento e outro benefício, complementar, decorrente do
acréscimo de velocidade com conseqüente diminuição do tempo de percurso”.
Mas isto só é verdadeiro, se houver uma conservação adequada, quer seja em
revestimento primário, quer seja em revestimento asfáltico. Essa é a condição admitida
15
para a avaliação econômica de cada trecho; caso contrário, a avaliação fica prejudicada
pela própria invalidação das premissas iniciais (DER-BA, 1985).
2.1.4 - Comparação entre Tratamento Superficial Simples e Tratamento Anti-Pó
▪ Tratamentos de Superfície:
Um tratamento de superfície compreende geralmente duas etapas: a primeira consiste
em se espalhar um banho uniforme de emulsão e na segunda cobre-se à emulsão com
uma camada de agregado o que é denominado tratamento invertido. Quando a ordem de
espalhamento é ao contrário, ou seja, primeiro espalha-se o agregado e depois o ligante,
trata-se de um tratamento direto.
Os tratamentos múltiplos são invertidos e diretos. Constituem-se por mais de uma
aplicação de ligante, e por mais de uma camada de agregados.
Os tratamentos superficiais são destinados à construção ou rejuvenescimento de
camadas de rolamento. Este tratamento não aumenta a resistência estrutural dos
pavimentos, a não ser quando é múltiplo.
O Tratamento Superficial Simples (T.S.S.) pode ser dividido em :
• Tipo normal: 1 banho de emulsão e 1 camada de agregado;
• Com duplo espalhamento de agregados: 1 banho de emulsão e 2 camadas de
agregados. É utilizado em recapeamento de pavimentos envelhecidos. Seu custo é
reduzido comparado ao tratamento superficial duplo, pois só tem um banho de emulsão.
A tabela 2.04 apresenta vantagens e inconvenientes do T.S.S. segundo a avaliação de
VOGT (1983).
16
Tabela 2.04: Vantagens e inconvenientes da utilização de T.S.S. (VOGT, 1983)
VANTAGENS INCONVENIENTES
1- revestimentos ásperos e anti-derrapantes
2- impermeáveis quando bem dosados
3- flexibilidade excepcional
4- equipamentos necessitando menor
investimento
1- não corrigem perfeitamente a
irregularidade das bases e suportes
2- desgaste relativamente rápido com
tráfego intenso
3- tendência de exsudação
A tabela 2.05 apresenta uma comparação entre Tratamento Superficial Simples e
Tratamento Anti-Pó, nas diversas características segundo (LARSEN, 1985).
Tabela 2.05: Comparação entre tratamentos superficial simples e tratamento anti-pó
(LARSEN, 1985 – Modificada e Atualizada) DENOMINAÇÃO TRATAMENTO SUPERFICIAL
SIMPLES (TSS)
TRATAMENTO
ANTI-PÓ (TAP)
Espessura acabada
(mm)
< 10 2 a 5 (casos mais comuns)
Tipo de ligante Emulsão asfáltica (RR-2C, RRE) Emulsão asfáltica (RM-1C), emulsão
de xisto (Antipó)
Tipo de agregado * Graduação estreita Com cobertura de agregado miúdo
Modalidade da
penetração do ligante
Invertida Invertida
Tipo de
substrato
Betuminosa; granular;solo
estabilizado; concreto; paralelepípedos
Granular ou solo não estabilizado
*Se refere a faixa granulométrica especificada na referência Larsen, 1985 – pág. 27, figura 7.1
Segundo LARSEN (1985), no tratamento Anti-Pó o agregado tem apenas a função de
auxiliar no “fechamento” da superfície, enquanto que no tratamento superficial
convencional, é o agregado, quase exclusivamente, que confere a textura e a cor da pista
e o contato direto entre ela e o veículo. Neste caso as funções principais do agregado
são:
- transmitir as cargas ao substrato;
- resistir à abrasão e à fragmentação pela ação do tráfego;
- resistir ao intemperismo;
- assegurar uma superfície antiderrapante;
17
- promover uma drenagem superficial adequada;
- quando desejado, destacar uma determinada textura ou tonalidade de cor da
superfície.
A tabela 2.06 apresenta uma especificação para agregados destinados ao preparo dos
tratamentos superficiais.
Tabela 2.06: Especificações para agregados destinados ao preparo dos tratamentos
superficias (DNER-ES 308/97): GRANULOMETRIA DOS AGREGADOS (% PASSANDO EM PESO)
Peneiras Faixas
polegada mm. A B
Tolerâncias da faixa de
projeto
1” 25,4 - - ± 7
3/4” 19,1 - - ± 7
1/2” 12,7 100 - ± 7
3/8” 9,5 85-100 100 ± 7
Nº 4 4,8 10-30 85-100 ± 5
Nº 10 2,0 0-10 10-40 ± 5
Nº 200 0,074 0-2 0-2 ± 2
Se compararmos com as especificações de agregado utilizado no TAP mencionadas na
tabela 2.02 constata-se que a Faixa B do DNER apresenta granulometria semelhante,
com exceção da peneira no 10, as recomendações de Vogt (COSTA, 1986).
Nas obras atuais de Tratamento Superficial e Tratamento Anti-pó os ligantes
recomendados são as emulsões RM 1C, RM 2C, RR-1C, RR-2C, RRE e o agente anti-
pó.
2.2 - EMULSÃO DERIVADA DO CIMENTO ASFÁLTICO DO PETRÓLEO
2.2.1 - Introdução
O asfalto, um vocábulo que segundo a etimologia grega significa “firme, estável”, é
considerado um dos mais antigos materiais empregados na arte da construção
(impermeabilizações, mumificações, aglutinações, etc).
18
Na exploração e refinação do petróleo atingiu-se grandes progressos no século XX.
Processos de destilação em torres atmosféricas e a vácuo e a desasfaltação a propano
foram avanços tecnológicos na obtenção dos asfaltos, que conduziram à necessidade de
melhorar o conhecimento intrínseco deste material. O conhecimento de seu caráter
viscoelástico e de suas propriedades termosensíveis, facultaram a concepção e
fabricação de misturas asfálticas mais adequadas às funções necessárias na
pavimentação rodoviária.
Segundo GONTIJO e SANTANA (1987), a função do asfalto na Engenharia Rodoviária
é de aglutinar agregados pétreos que, por sua vez, também individualmente, não
constituem material adequado à composição de certas camadas de pavimento,
principalmente aquelas sujeitas à ação abrasiva das cargas do tráfego. Na combinação
agregado-asfalto, o agregado mineral responde pela parcela do atrito e o asfalto pela
componente coesão, da resistência mecânica do conjunto. Também o asfalto tem a
função de dar flexibilidade e impermeabilização.
Como o asfalto é semi-sólido à temperatura ambiente, seu uso como material de
construção exige o aquecimento, procedimento que facilita a integração asfalto-
agregado e ao cessar, preserva todas as características deste material aglutinante.
Contudo, na fabricação de misturas asfálticas usinadas a quente, o processo de
aquecimento não é tão simples, sendo necessária uma grande infraestrutura e tanques
isotérmicos para transporte e posterior armazenamento dos asfaltos de petróleo e alto
custo de instalação de usinas dosadoras/misturadoras de difícil mobilidade e
demandando energia elétrica ou outra forma de obter energia calorífica.
No intuito de diminuir o grau de dificuldade do processo de fluidificação do asfalto, foi
desenvolvido no início do século XX um processo de diluição dos asfaltos de petróleo
pela incorporação de solventes, constituídos exclusivamente por derivados mais leves e
voláteis do petróleo. Desta forma nasceram os denominados “cut-backs”, conhecidos no
Brasil como asfaltos “diluídos” (ADP – asfalto diluído do petróleo). Com esta
“descoberta” houve um aumento na utilização deste produto imediatamente, até que se
depararam com dificuldades de outras naturezas, até então não consideradas: os
19
inconvenientes técnico-econômicos-ambientais de sua aplicação a frio e os perigos de
sua aplicação a quente. Hoje os ADP estão em franco processo de desuso.
O terceiro veículo de fluidificação dos asfaltos de petróleo foi à emulsificação,
procedimento que consiste basicamente em “miscigenar” o asfalto com água. A
denominação deste procedimento tem base técnica visto ser a emulsão, por definição,
uma dispersão de dois líquidos não miscíveis. O produto final, sempre contando com
um agente emulsificante, compôe-se de duas fases: a fase dispersa (descontínua) que é o
asfalto e a fase dispersante (contínua), que é a água.
Esta alternativa versátil encontrada ainda no começo do século XX, somente passou a
fazer parte do dia-a-dia dos técnicos de pavimentação a partir da década de 1950.
2.2.2 – Emulsão Asfáltica
Segundo a Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos-ABEDA
(2001), uma emulsão pode ser definida como a dispersão de pequenas partículas de um
líquido num outro líquido. Assim, a emulsão pode ser formada por dois líquidos não
miscíveis onde geralmente a fase contínua é a água.
As emulsões asfálticas são misturas de cimento asfáltico, dispersos na fase água
produzidas, normalmente, através de um processo mecânico em equipamentos de alta
capacidade de cisalhamento, denominados moinhos coloidais.
Utiliza-se da ordem de 33 a 42% de água juntamente com agentes emulsificantes (0,2 a
1,0%) para que a mistura possa ter estabilidade ao bombeamento, transporte e
armazenamento em temperatura ambiente.
De acordo com ABEDA (2001), pode-se dizer que a produção em escala industrial das
emulsões asfálticas iniciou-se no ano de 1905, com o químico Emile Feigel. Mas foi em
1951, que a ESSO, na França, deu um passo importante na utilização deste produto,
quando colocou as emulsões catiônicas à disposição do mercado.
20
Esse material que apresenta trabalhabilidade à temperatura ambiente nos países de clima
tropical, teve um impulso muito grande na Europa na década de 1960. Somente na
França, foram construídos mais de 130.000 km de vias rurais e secundárias com
emprego de emulsão asfáltica (ABEDA, 2001).
No Brasil, as emulsões aniônicas foram introduzidas por volta de 1952 pela Shell. Para
agregados com teor de silício não muito elevado, foram obtidos bons resultados: Alguns
municípios do estado de São Paulo como Araraquara, Americana, Piracicaba, Maringá,
foram pavimentados durante anos com bons resultados. Em 1962 apareceram no
mercado as emulsões catiônicas VOGT (1962). A aceitação foi muito restrita, nos
primeiros 15 meses, pois se tratava de um novo tipo de ligante, com o qual os técnicos
brasileiros não estavam familiarizados. Posteriormente, entre 1963 e 1965, a
Construtora Termaco utilizou 20.000 toneladas na renovação da primeira pista da
Rodovia Presidente Dutra, com sucesso, o que concorreu consideravelmente para a
consolidação do prestígio das emulsões catiônicas.
Dada as suas características de manuseio a temperatura ambiente e a versatilidade como
pode ser utilizada na produção de materiais básicos para a camada de rolamento,
revestimento impermeabilizante, rejuvenescimento de estrutura de pavimento camada
intermediária em revestimentos asfálticos espessos e pintura de ligação, associados à
facilidade como pode ser armazenada, a emulsão asfáltica se tornou uma excelente
alternativa para a pavimentação urbana e rural.
Algumas definições ligadas ao emprego das emulsões asfálticas, VOGT (1971) são:
• Aglutinação/adesividade
Aptidão do ligante residual para aderir e ficar fixo sobre o agregado que ele recobre,
sem perigo de desrevestimento. A ruptura não implica necessariamente a adesividade do
ligante residual; uma película de asfalto pode revestir uma pedra sem verdadeira
adesividade às vezes em conseqüência da presença de uma película de água intercalada
(caso das emulsões aniônicas).
21
Distingue-se a adesividade ativa e a adesividade passiva. A primeira é a propriedade de
um ligante betuminoso deslocar a película de água de um agregado molhado, e a
adesividade passiva é a propriedade de um ligante betuminoso que revestiu um
agregado seco resistir à ação da água.
• Cura
Transformação química, física ou físico-química de uma emulsão usada numa camada
de base ou de revestimento, que as tornam aptas a suportarem o trânsito. A cura de um
revestimento à base de emulsão estará completa quando a emulsão estiver
completamente rompida (caso das emulsões catiônicas). O fenômeno de cura ocorre
como conseqüência de absorção e evaporação (emulsões, asfalto diluído).
• Ruptura
De acordo com ABEDA (2001), denomina-se ruptura, ou quebra de uma emulsão, o
fenômeno da separação das fases constituintes da emulsão. A ruptura pode ocorrer por
evaporação d`água, por um desiquilíbrio eletroquímico (provocado por aumento da
acidez ou alcalinidade) ou pela ação do agregado, o qual atrai para si os glóbulos de
asfalto.
• Velocidade de Ruptura
Velocidade em que se efetua a separação das fases de uma emulsão em presença de um
agregado. Distinguem-se as emulsões de ruptura rápida (RR), as emulsões de ruptura
média (RM) e as emulsões de ruptura lenta (RL).
A velocidade de ruptura depende:
- da composição e quantidade do emulsificante;
- da natureza mineralógica da pedra (pedras mais ou menos reativas);
- da superfície específica das pedras: uma emulsão terá uma velocidade de
ruptura maior sobre uma pedra de 2-5mm que sobre uma pedra 12,5-25mm
de mesma natureza mineralógica (proveniente de uma mesma pedreira).
22
• Ligante residual
Ligante total depositado após ruptura (separação das fases) de uma emulsão. No caso
das emulsões de pré-mistura de asfaltos diluídos, o ligante residual é constituído por
cimento asfáltico do petróleo.
2.2.2.1 - Processo de Emulsificação
De acordo com ABEDA (2001), no processo de emulsificação, é necessário que se
promova à quebra do cimento asfáltico do petróleo (CAP) em partículas micrométricas
e que o mesmo fique disperso no meio aquoso.
Para promover este cisalhamento do CAP é aplicada energia térmica e mecânica,
através do moinho coloidal, obtendo-se emulsão de asfalto em água bem homogênea.
Normalmente o cimento asfáltico é aquecido a uma temperatura que varia entre 140° a
145°C e a fase água, a uma temperatura que varia entre 50° a 60°C. Na água já se
encontram previamente dissolvidos os agentes emulsificantes, cujo principal propósito é
evitar que as partículas de asfalto se aglomerem, mantendo as duas fases em equilíbrio
durante um período de tempo que pode variar de algumas semanas a alguns meses, de
acordo com o tipo de emulsão que se queira fabricar.
O tipo e a concentração dos agentes emulsificantes têm relação direta com a
estabilidade, a resistência ao bombeamento, o transporte e o armazenamento da
emulsão. Estas características devem ser otimizadas para que durante a aplicação, a cura
seja adequada e o ligante residual conserve sua capacidade adesiva, de resistência a
água e de durabilidade.
Os agentes emulsificantes conferem cargas elétricas, positivas ou negativas, e em alguns
casos não conferem ionicidade às emulsões, levando à criação de uma classificação para
as mesmas em catiônicas, aniônicas e não iônicas, respectivamente. Além dos
emulsificantes, outros aditivos podem ser incorporados durante o processo de fabricação
e/ou aplicação das emulsões para atender fins específicos.
23
A separação da fase água da fase asfalto é conhecida como ruptura da emulsão. O tempo
necessário para que ocorra essa separação confere às emulsões características
intrínsecas à aplicação no campo, servindo também como base para a sua classificação
quanto à velocidade de ruptura.
Reconhecidas mundialmente pelo seu melhor desempenho no que se refere à
compatibilidade com a maioria dos agregados minerais, as emulsões asfálticas para
pavimentação empregadas no Brasil são, predominantemente, do tipo catiônicas;
destacam-se as emulsões de espalhamento de viscosidade normal (RR 1C) e de alta
viscosidade (RR 2C).
2.2.2.2 - Classificação das Emulsões
De acordo com ABEDA (2001), as emulsões são classificadas em função do tempo
necessário para que ocorra a separação da fase aquosa da fase asfalto (ruptura), do teor
de asfalto contido nas mesmas e da carga iônica.
O processo de ruptura ocorre quando a emulsão entra em contato com o agregado. A
velocidade em que ocorre esta separação depende do tipo de emulsão,
reatividade/superfície específica dos agregados, teor de umidade dos mesmos e da
temperatura dos materiais e ambiente.
Segundo ABEDA (2001), a emulsão asfáltica pode ser do tipo rápida, designada pela
letra R, quando sua ruptura ocorre imediatamente ou em pouco tempo após seu contato
com os agregados. Ruptura média, designada pela letra M quando esse tempo de
exposição é maior que o anterior, podendo ser misturada com agregados isentos de pó.
Finalmente, o tipo lento, designado pela letra L, quando a ruptura ocorre de modo
prolongado em relação aos outros tipos, podendo ser misturada com agregados em
presença de material fino (pó de pedra).
A nomenclatura utilizada é:
- RR - emulsões de ruptura rápida;
- RM - emulsões de ruptura média;
- RL - emulsões de ruptura lenta.
24
Dependendo da quantidade de cimento asfáltico envolvido na fabricação das emulsões,
elas podem se classificar em 1C e 2C, onde a terminologia C indica emulsão do tipo
catiônica e os números 1 e 2 estão associados à viscosidade relativa e quantidade de
cimento asfáltico empregado na fabricação.
O quadro 2.01 apresenta as especificações brasileiras das emulsões asfálticas catiônicas:
Quadro 2.01: Especificações brasileiras das emulsões asfálticas catiônicas (IBP, 1999): MÉTODOS TIPOS DE RUPTURA
RÁPIDA MÉDIA LENTA
CARACTERÍSTICAS
ABNT ASTM
RR-1C RR-2C RM-1C RM-2C RL-1C
ENSAIOS SOBRE A EMULSÃO
a. Viscosidade Saybolt Furol,S, a 50º C
b. Sedimentação, % em peso max.
c. Peneiramento, 0,84mm, % em peso max.
d. Resistência à água, % min. de cobertura:
agregado seco
agregado úmido
e. Mistura com cimento, % max.
ou filer silícito
f. Carga da partícula
g. pH, máx.
h. Destilação:
solvente destilado, % em vol.
resíduo, mínimo, % em peso
i. Desemulsibilidade, % em peso, min.
% em peso, max.
ENSAIO SOBRE O SOLVENTE DESTILADO
a . Destilação, 95% evaporados, º C, máx.
ENSAIO SOBRE O RESÍDUO
a .Penetração a 25º C, 100g, 5s, 0,1mm
b. Teor de betume, % em peso, min.
c. Ductibilidade a 25 º C, cm, min.
P-MB-581
NBR-6570
P-MB-609
NBR-6300
NBR-6297
NBR-6302
NBR-6567
NBR-6299
NBR-6568
NBR-6569
NBR-9619
NBR-6576
34:000.01-006
NBR-6293
D 88
D 244
D 244
D 244
D 244
D 244
-
D 244
D 244
D 5
D 2042
D 113
20-90
5
0,1
80
80
-
-
positiva
-
0-3
62
50
-
-
50-250
97
40
100-400
5
0,1
80
80
-
-
positiva
-
0-3
67
50
-
-
50-250
97
40
20-200
5
0,1
80
60
-
-
positiva
-
0-12
62
-
50
360
50-250
97
40
100-400
5
0,1
80
60
-
-
positiva
-
3-12
65
-
50
360
50-250
97
40
máx. 70
5
0,1
80
60
2
1,2 – 2,0
positiva
6,5
nula
60
-
-
50-250
97
40
Segundo ABEDA (2001), as principais vantagens das emulsões asfálticas são:
a) Representam uma alternativa para economia de energia, uma vez que, na
maioria dos casos, pode ser empregada sem necessidade de aquecimento;
25
b) Apresentam excelente afinidade com todos os tipos de agregados eliminando o
uso de aditivos “dopes”, normalmente empregados para melhorar a adesividade
do cimento asfáltico de petróleo (CAP) com agregados em misturas à quente;
c) Possibilitam a utilização de agregados úmidos evitando a necessidade de
combustíveis para secagem dos mesmos;
d) Permitem estocagem a temperatura ambiente em instalações simples que não
requerem fonte de aquecimento, combustíveis derivados de petróleo e
isolamento térmico;
e) Eliminam os riscos de incêndio e explosões, uma vez que não são utilizados
solventes de petróleo em seu emprego;
f) Evitam os riscos de acidentes por queimaduras;
g) Não geram vapores tóxicos e poluentes preservando o meio ambiente;
h) Possibilitam a produção de grandes volumes de misturas em equipamentos de
baixo custo e de fácil operação/distribuição.
Além desses parâmetros técnicos, operacionais, econômicos e ambientais, o avanço na
tecnologia de modificação dos asfaltos tem favorecido o aumento do seu consumo em
nível mundial, principalmente em tratamentos de superfícies de rolamento, empregando
emulsões com polímeros para a melhoria dos índices de segurança e de desempenho dos
pavimentos frente às ações do tráfego e do clima.
A diversidade de produtos emulsificados possibilita a execução de praticamente todas as
camadas asfálticas existentes numa estrutura de pavimento, desde a execução de
pavimentos novos, até a construção de camadas destinadas a recuperação e
rejuvenescimento da camada de rolamento.
Cuidados referentes ao manuseio, transporte e armazenagem podem ser consultados em
ABEDA (2001).
2.3 - UTILIZAÇÃO DO ÓLEO DE XISTO EM PAVIMENTAÇÃO
2.3.1 - Introdução
26
Segundo PETROBRAS (2002), estudos realizados desde 1995, pela Itaiacoca S/A
Mineração Indústria e Comércio, em parceria com a PETROBRAS/SIX por intermédio
da Incubadora Tecnológica de São Mateus do Sul, utilizando-se de laboratórios da
PETROBRAS e posteriormente em testes de campo, comprovaram a eficiência da
utilização do óleo de xisto como um importante componente colaborador na aglutinação
das partículas de argilo-minerais que produzem o tão indesejável pó em vias não
pavimentadas.
O óleo de Xisto atinge um mercado onde existem poucas ofertas de produtos eficientes
e, dentro da atual condição sócio-econômica brasileira, sua relação custo-benefício é
bastante atraente, pois além do ponto de vista de qualidade de meio ambiente e de vida,
há grandes benefícios quanto à proteção do revestimento primário, pois o produto tem
características de impermeabilização e permite diminuir a freqüência de manutenção
não só das vias, como das valetas e bueiros (PETROBRAS, 2002).
2.3.2 - Histórico da Superintendência da Industrialização do Xisto
De acordo com PETROBRAS (2002), no início do ano de 1932, foi instalada uma
pequena indústria extrativa do xisto betuminoso em São Mateus do Sul, passando por
muitas dificuldades e problemas no decorrer de alguns anos, até que em 1951, o
Governo Federal criou a Comissão da Industrialização do Xisto Betuminoso – CIXB-
subordinada ao Conselho Nacional do Petróleo, com o objetivo de proceder a estudos
sistemáticos do xisto do Vale do Paraíba e de outros depósitos existentes no Brasil.
Em 1954, a CIXB foi incorporada a Petróleo Brasileiro S.A – PETROBRAS- que criou
a Superintendência da Industrialização do Xisto – SIX. Desde então vem sendo aplicado
grande recurso técnico e financeiro objetivando o aproveitamento econômico dos
depósitos de xisto brasileiros. Tendo em vista as características e os objetivos que se
visam no País, (participação no abastecimento de combustíveis líquidos e gasosos e o
aproveitamento do gás e enxofre), os xistos brasileiros exigiram sistemas próprios de
processamento, não possibilitando o emprego de processos já conhecidos e em operação
em outros países.
27
Para comprovação da tecnologia desenvolvida em escala piloto, a PETROBRAS
decidiu pela construção de uma usina semi-industrial denominada Usina Protótipo Irati,
com uma retorta de 5,50 m de diâmetro.
A montagem do módulo industrial começou em 1982 com previsão de conclusão em 3
anos aproximadamente e o investimento inicial foi estimado em 111,2 milhões de
dólares. Este módulo foi concluído em 1991 e o custo real foi de aproximadamente 94,8
milhões de dólares. A SIX executou o projeto básico de um Módulo Industrial de Xisto,
cujas obras foram concluídas em janeiro de 1992, entrando em operação no dia 17 de
janeiro do mesmo ano. Destina-se à produção de gás combustível, enxofre, GLP, nafta e
óleo combustível.
2.3.3 - Exploração do Xisto
• Extração do óleo de xisto
De acordo com PETROBRAS (2002), o xisto, folhelho pirobetuminoso, é uma rocha
sedimentar que contém disseminado, em sua matriz mineral, um complexo orgânico
denominado querogênio, que se decompõe sob o efeito de calor produzindo óleo e gás.
A formação Irati concentra um dos maiores recursos mundiais de xisto. A reserva
estimada conta com dois bilhões de barris de óleo, 25 milhões de toneladas de gás
liquefeito e 68 bilhões de gás combustível.
No Brasil, segundo PETROBRAS (2002), existem ocorrências de xisto de diferentes
idades geológicas em quase todos os estados. O Brasil possui a segunda maior reserva
de xisto do mundo, vindo logo depois dos Estados Unidos. A distribuição das jazidas de
xisto no Brasil é a seguinte:
- Xisto Permiano da Formação Irati – nos Estados de São Paulo, Paraná, Santa Catarina,
Rio Grande do Sul, Goiás e Mato Grosso do Sul;
- Xisto Terciário do Vale do Paraíba – no estado de São Paulo;
- Xisto Cretáceo de Maraú – no Estado da Bahia;
- Xisto Permiano da Formação de Santa Brígida – no Estado da Bahia;
- Xisto Cretáceo de Alagoas;
28
- Xisto Cretáceo do Ceará;
- Xisto Cretáceo da Formação Codó – no Estado do Maranhão;
- Xisto Devoniano da Formação Curuá – nos Estados do Pará, Amazonas e Território do
Amapá.
São abundantes os recursos existentes de xisto no Mundo. Estima-se que a quantidade
de óleo, como reserva potencial, é muitas vezes superior à conhecida de petróleo de
poço (PETROBRAS, 2002).
A retortagem do xisto feita em São Mateus do Sul foi desenvolvida há mais de 25 anos
e é hoje um dos processos mais econômicos do mundo.
O processo consiste na alimentação, pelo topo, da retorta Petrosix, com partículas de
xisto na granulometria adequada. Essas partículas descem por gravidade, atravessando
sucessivamente zonas de secagem, aquecimento, retortagem e resfriamento. Na zona de
retortagem, elas sofrem decomposição térmica (pirólise), liberando óleo, gás e enxofre.
Atualmente o óleo de xisto produzido é procedente de mistura de xisto com cerca de 5%
de borracha de pneu.
O calor para o processo é transportado por uma corrente de gás quente, que entra no
nível médio da retorta, onde se mistura com uma segunda corrente de gás, de menor
temperatura, que é injetada na base da retorta para recuperar o calor do xisto retortado.
Nas zonas de aquecimento e secagem, os gases cedem calor para o xisto e se resfriam,
resultando em condensação de parte do óleo sob a forma de neblina. Na saída da retorta,
a corrente de gases é constituída por neblina de óleo, vapores de hidrocarbonetos, gases
não condensáveis e vapor d`água. A neblina de óleo é coletada parte no ciclone e parte
no precipitador eletrostático. A corrente de gases é movimentada por um compressor,
sendo dividida em três partes: a primeira volta para o fundo da retorta, para recuperar
calor de xisto retortado; a segunda é aquecida em um forno e, depois, introduzida na
retorta; a última é enviada para um sistema de condensação, onde os vapores de
hidrocarbonetos são condensados. O gás efluente deste sistema é enviado para
tratamentos convencionais, sendo produzidos enxofre e gás combustível.
29
2.3.4 - Estudo do Agente Adesivo de Xisto para Pavimentação
Conforme já mencionado, foi desenvolvido em São Mateus do Sul um produto derivado
de xisto para uso em pavimentação de baixo custo que foi denominado Antipó para
aplicação em TAP. O Antipó é constituído de óleo de xisto com pequeno percentual de
asfalto em forma de emulsão, o que lhe confere excelente adesividade e poder de
penetração no solo. Em decorrência destas características, o mesmo adere firmemente
ao solo formando uma camada impermeabilizante (PETROBRAS, 1999)
O produto é de baixo custo, fácil manuseio, aplicado a frio e possui uma durabilidade de
vários meses, dependendo da condição climática, volume de tráfego da via e
classificação do solo.
Devido às suas características, principalmente elevada fluidez, alto conteúdo de
nitrogênio básico associado a piriminas e quinolinas, os betumes de xisto exibem
excepcional adesividade aos agregados minerais de forma que se constituem em
excelentes insumos para preparação do Antipó que requer justamente elevada
penetração, afinidade com solos e poder aglutinante, propriedades estas, intimamente
associadas à fluidez e adesividade da fração oleosa constituinte.
As características do óleo de xisto para atender aos requisitos básicos exigidos para o
betume a ser empregado na formulação do produto de TAP são:
a) Baixa Volatilidade – para prevenir perdas por evaporação
b) Baixa Viscosidade – para favorecer a penetração no solo
Segundo NOVICKI et al (1997), as principais características do Antipó são as
seguintes:
- maior rapidez e profundidade de penetração;
- não polui o ar;
- duração do tratamento por vários meses;
- não possui características agrotóxicas;
- não evapora;
- possui propriedade impermeabilizante;
30
-alto ponto de fulgor;
- resistente a chuvas e demais intempéries;
- não é necessário diluições.
PETROBRAS/SIX (1995) realizou análise em uma amostra do Antipó e obtiveram os
seguintes resultados
A tabela 2.07 apresenta as especificações do Antipó, segundo PETROBRAS/SIX
(1995).
Tabela 2.07: Características técnicas do óleo de xisto preparado como Antipó CARACTERÍSTICAS MÉTODO RESULTADOS
(Antipó)
ESPECIFICAÇÕES
PETROBRAS/SIX
Resíduos Asfálticos por evaporação, %
Estabilidade estocagem, 5 dias, %
Carga da Partícula
Viscosidade Saybolt Furol
25 ºC, seg.
50 ºC, seg.
Destilação
Solvente destilado, % volume
Resíduo Mínimo, % em peso
Ensaio sobre o resíduo
Penetração, 25 ºC, dm
Viscosidade Cinemática a 60 ºC
Ductibilidade a 25 ºC
NBR-6568
NBR-6570
ASTM D-244
MB-581
NBR-6568
NBR-6576
MB-826
NBR-6293
52,8
0
positiva
20
16
3,4
52,5
185
680
90
50,0 mín.
1,0 máx.
positiva
18 – 30
14 – 22
2 – 4
50,0 min.
150 mín
100 máx.
40 mín.
PUGSLEY (1998) desenvolveu um trabalho que teve como objetivo estudar o
comportamento do Antipó frente a vários solos de diferentes municípios dos Estados do
Paraná, São Paulo e Santa Catarina.
Estes estudos foram realizados no Laboratório da Divisão de Pesquisa e
Desenvolvimento do Departamento de Estradas de Rodagem do Estado do Paraná
(DPD/DER-PR) e no Laboratório Central de Pesquisa e Desenvolvimento (LAC-TEC)
do convênio entre Companhia Paranaense de Eletrificação (COPEL) e Universidade
Federal do Paraná (UFPR).
31
Na tabela 2.08, PUGSLEY (1998) , apresenta a seguinte caracterização físico-química
do Antipó:
Tabela 2.08: Caracterização físico-química do Antipó (PUGSLEY, 1998)
Carga da Partícula + catiônica
pH 4,72
25º C 23 s Viscosidade Saybolt-Furol
(SSF) 50º C 18 s
Peneiração, 0,84mm (% em peso) 0
Sedimentação (5 dias, % em peso) 4,7
Resíduo por evaporação, (% em peso) 53,98
45,2 Solvente destilado (% em volume) Resíduo de destilação
Resíduo (% em peso)
54.8
Penetração -
Ruptura com cimento (% em peso) -
O trabalho foi precursor nos estudos do produto (Antipó) e teve como principais
resultados:
- Solo areno-argiloso - composição:
argila silte areia
14,7 % 9,5 % 75,8 %
Para este solo o autor obteve os seguintes resultados:
- quanto maior o número de golpes aplicados no corpo de prova maior será o
tempo para penetração do produto.
- quanto maior a taxa de aplicação do produto maior será a penetração
- na fixação do número de golpes e variação da umidade constatou-se que com
maior umidade ter-se-á maior penetração do produto
32
- quanto maior o número de golpes ter-se-á menor penetração
- Amostra com 40% de saibro e 60% - composição: argila silte areia fina areia média areia grossa pedregulho
25,3 % 6,0 % 26,0 % 23,2 % 8,6 % 0,4 %
Para este solo o autor obteve os seguintes resultados:
- ao se variar o número de golpes e fixando-se a taxa do produto conclui-se que
quanto menor o nº de golpes, maior será a penetração
- ao se variar a taxa de emulsão e nº de golpes, maior taxa maior penetração
- ao se diluir o Antipó (proporção 2x1) para estudos observou-se que houve
melhor penetração, porém os corpos de prova ficaram mais frágeis
- ao se observar o tempo de secagem constatou-se que: maior taxa maior tempo,
maior umidade menor tempo, maior nº de golpes maior tempo.
Comparação entre o CM-30 com o Antipó na qual foram feitas análises com 5 amostras:
A tabela 2.09 apresenta a composição granulométrica das amostras analisadas.
Tabela 2.09: Composição granulométrica das amostras analisadas Amostra argila silte Areia fina Areia média Areia grossa pedregulho
“Saibro” 10,5 % 6,5 % 10,0 % 27,0 % 19,5 % 26,5 %
Mistura 60/40 25,3 % 6,0 % 26,0 % 23,2 % 8,6 % 0,4 %
Argila Mauá 69,7 % 13,0 % 12,1 % 4,5 % 0,4 % 0,3 %
Silte amarelo -- -- -- -- -- --
Areia fina -- -- -- -- -- --
Para os solos acima o autor obteve os seguintes resultados:
- Em quatro das amostras acima (saibro, mistura 60/40, argila Mauá, silte
amarelo) houve uma melhor penetração do CM-(30 à medida que se aumentou a
taxa de aplicação ou o teor de umidade da amostra dois). No geral houve melhor
penetração do CM-30 em relação ao Antipó.
- No caso da amostra de areia fina: houve melhor penetração do Antipó
2.4 – Os Solos Tropicais e a Classificação MCT
33
2.4.1 – Considerações Gerais e Terminologias
Existem muitos conceitos de solos relacionados à área de utilização; na agricultura, por
exemplo, este é considerado o material do manto de intemperismo, não consolidado,
onde se desenvolve a vegetação.
Já a Pedologia (do grego – pédon: solo; logia: estudo) estuda a natureza do solo, não
levando em conta sua aplicação, facilitando desta forma a utilização de suas
informações.
Os solos para serem utilizados em engenharia e como material de construção devem ser
caracterizados, identificados e classificados por métodos geotécnicos específicos para
este fim.
Neste trabalho conceitua-se:
Solo: material natural da parte superficial da crosta, originado da decomposição de
rochas, e formando normalmente conjuntos de materiais, caracterizados por
propriedades mineralógicas e estruturais nitidamente distintas.
Segundo o Comitê de Solos Tropicais da Sociedade Internacional de Mecânica dos
Solos (NOGAMI, 1985) pode-se definir:
Solo Tropical: aquele formado em regiões de clima tropical quente e úmido e que
apresentam determinados comportamentos geotécnicos diferentes dos solos
considerados tradicionais.
Entre os solos tropicais destacam-se duas grandes classes: os solos lateríticos e os solos
saprolíticos. Essas duas classes, além de pertencer às regiões de clima tropical úmido,
devem apresentar:
34
Solo Laterítico: horizontes A ou B de um perfil bem drenado, e a fração argila ser
constituída principalmente de minerais do grupo da caulinita e óxidos de ferro e
alumínio, além desses elementos estarem agregados.
Solo Saprolítico: estrutura remanescente da rocha de origem, a qual possibilita a
identificação dessa rocha.
Para GODOY (1997), solo Laterítico é o solo que ao ser devidamente compactado,
adquire elevadas resistências e capacidade de suporte. Na presença de água, apresenta
baixa permeabilidade e deformabilidade, e perde pouca capacidade de suporte.
Desde que se introduziu, no Brasil, no final da década de 1930, início da de 1940, o uso
da Mecânica dos Solos na solução de problemas ligados à construção rodoviária, foram
encontradas várias discrepâncias entre as previsões efetuadas com a aplicação dos
princípios desenvolvidos por esta especialidade e o real comportamento dos solos nas
obras. Essas peculariedades tem sido atribuídas, em grande parte, as peculariedades dos
solos e do ambiente tropical.
Ainda hoje muitos profissionais que se dedicam à pavimentação continuam utilizando
procedimentos importados, não adequados às peculiaridades dos solos e do ambiente
onde trabalham embora percebendo as dificuldades causadas por estes procedimentos.
Tem-se como resultados pavimentos mais onerosos e de pior desempenho, muitas
vezes.
Objetivando contribuir para modificar este panorama, NOGAMI e VILLIBOR (1981)
optaram por desenvolver uma metodologia de classificação e escolha de materiais para
pavimentação, baseada na utilização de ensaios que forneçam resultados mecânicos e
hidráulicos, moldando corpos de prova de dimensões reduzidas (50mm de diâmetro),
que evoluiu para o que é hoje conhecido como Metodologia MCT.
2.4.2 – Identificação dos Solos pela Pedologia e Geotecnia
35
Em Pedologia entende-se por perfil do solo a seção vertical que partindo da superfície
se aprofunda até onde penetra a ação do intemperismo mostrando camadas mais ou
menos paralelas denominadas de horizonte. O perfil do solo é a resultante da ação de
vários fatores e reflete o histórico da evolução do solo, ao longo da atuação dos fatores
pedogenéticos.
Os horizontes possuem propriedades resultantes dos efeitos combinados dos processos
pedogênicos do solo, e as características que devem ser levadas em conta são: textura,
cor, consistência, atividade biológica, tipo de agregado, etc. Em geral, o pedólogo
separa visualmente no campo os diversos horizontes, determinando a espessuras de cada
um, e desenhando o perfil completo. Quando não é possível distinguir visualmente,
podem também ser utilizados análises físicas, químicas e mineralógicas de laboratório.
Cada horizonte recebe uma designação em função do grau de diferenciação com relação
ao material de origem e com base nos fenômenos e processos pedológicos que deram
origem às suas principais características.
Um perfil do solo pode ser completo ou não, isto é a natureza e o número de horizontes
de cada perfil depende do solo em questão. Utilizam-se as letras A, B, C e O para
denominar os horizontes principais.
O horizonte mais superficial, onde se acumula a matéria orgânica fresca ou
parcialmente decomposta é denominada Horizonte Orgânico O.
Quando a quantidade de matéria orgânica for menor do que 30% os horizontes são ditos
minerais e são chamados A, B, e C.
Horizonte A
Zona de eluviação; máxima atividade biológica.
Acumulação de matéria orgânica, perda de argila, ferro ou alumínio resultando em
concentração de quartzo e outros minerais resistentes.
Horizontes B
Zona de eluviação : acumulação de matéria vinda do A
36
a) concentração aluvial de argila, sesquióxidos de ferro e alumínio ou de húmus,
isolados ou combinados - B textual
b) concentração residual de sesquióxidos, e de argila - B podzólico
c) por um revestimento e películas de sesquióxidos, dando cor mais brilhante que os
horizontes adjacentes - B de cor
d) por um desenvolvimento estrutural - B estrutural
Horizonte C
Camada pouco influenciada pelos organismos, pouco ou nenhum processo
pedogenético.
Rocha R
Rocha inalterada que pode ser ou não a rocha matriz do solo desenvolvido acima.
Os horizontes são resultado da movimentação da água através da crosta de
intemperização. À medida que a água percola através do solo efetua reações de
hidratação, oxidação e hidrólise, modificando o perfil. A presença ou não de certos
horizontes e suas características estão diretamente relacionadas com as condições
climáticas (intensidade de chuvas, velocidade e sentido da movimentação da água, a
evapotranspiração, a temperatura, etc.) além da natureza da matéria prima do solo.
Quanto ao regime hídrico os solos podem ser: saturados lixiviados ou não lixiviados,
importando também conhecer o regime hídrico atual e o passado para atender a
formação dos perfis.
Intemperismo tropical e laterização envolvem alterações químicas ou físico-químicos e
transformações de minerais primários que transformam as rochas em materiais ricos em
argilas de estrutura 1:1 e constituintes lateríticos (Fe, Al, Ti e Mn). São três os estágios
identificados do processo:
• Decomposição - é o primeiro estagio, caracteriza-se pela quebra físico-química de
minerais primários e o desprendimento de elementos constituintes ( SiO2, Al2O3, Fe2O3,
CaO, MgO K2O, Na2 O, etc.) que aparecem em forma de íons simples.
37
• Latinização - é o segundo estágio, envolve a lixiviação sob condições apropriadas de
drenagem, de bases e sílica combinadas e a acumulação relativa ou enriquecimento de
fontes externas de óxidos e hidróxidos de sesquióxidos (Al2O3, Fe2O3 e TiO2 ) As
condições do solo sob as quais os vários elementos são obtidos solúveis e removidos
por lixiviação ou combinação com outras substâncias dependem principalmente do pH
da água do solo e das condições de drenagem. O nível do segundo estágio depende da
natureza e extensão da intemperização química dos minerais primários. Sob condições
de atividades químicas baixas na formação do solo, o intemperismo físico químico não
continua depois do estágio de formação da argila, e tende a produzir sinais de minerais
argilosos, predominantemente caulinita e ocasionalmente de óxidos hidratados ou
anidros de ferro e alumínio. Sob condições de intensa e prolongada intemperização
físico-químico, contudo, sempre os minerais argilosos são destruídos e a sílica é
lixiviada. O remanescente consistirá de óxidos de alumínio tais como gibsitas ou óxidos
de ferro hidratado tais como limonita ou geotita derivada do ferro. Este é o processo de
laterização (SANTOS, 1998).
• Desidratação – é o terceiro estágio, envolve desidratação parcial ou completa (algumas
vezes envolvendo endurecimento) de materiais ricos em sesquióxidos e minerais
secundários. A desidratação de óxidos de ferro coloidal hidratado envolve perda de
água, concentração e cristalização dos colóides amorfos de ferro em minerais cristalinos
densos na seqüência: linonita, goetita, goetita com hematita (SANTOS, 1998). A figura
2.01 ilustra como se processa o movimento dos constituintes dissolvidos em um perfil
de solo, de acordo com a estação climática.
Figura 2.01 – Movimento dos Constituíntes Dissolvidos em um Perfil de Solo
Considerando a Estação Climática. (a) – Estação Chuvosa. (b) Estação seca (SANTOS,
1998)
38
NOGAMI (1985), conceitua sob o ponto de vista da engenharia geotécnica duas
famílias de solos: os solos lateríticos e os solos saprolíticos conforme as características
descritas a seguir.
Os solos lateríticos são aqueles resultantes da atuação de processos pedológicos em
condições bem drenadas, em clima tropical úmido, e que apresentam características
macroscópicas e de constituição seguintes:
• Cor: característica variando entre vermelho e amarelo, única em todo o horizonte, sem
manchas.
• Macroestrutura: homogênea e isotrópica, sendo que os mais argilosos exibem
aglomeração, formando torrões resistentes a água, enquanto os mais arenosos
apresentam vazios intergranulares (Solos Porosos).
• Constituição mineralógica: presença de reduzido número de minerais resistentes à
ação do intemperismo (primários). A fração areia é constituída de quartzo, magnetita,
turmalina, etc além de concreções ferruminosas ou aluminosas (lateritas).
Nos solos lateríticos, a fração argila é constituída de argilo-minerais da família de ferro
e/ou alumínio. Pode haver cimentação muito grande entre os grãos e a argila aparecer
totalmente floculada de forma que o ensaio de granulometria seja falho.
Nas classificações pedológicas os solos de comportamento lateríticos correspondem aos
solos classificados de latosol, oxisol, ferrasol, etc, e ainda alguns solos podzólicos e
hidromórficos que apresentam comportamento geotécnico de solo laterítico mesmo que
pedologicamente tenham uma origem diferenciada.
39
Solos Saprolíticos:
Originam-se da decomposição e/ou desagregação in situ de uma rocha, mantendo a
macroestrutura e constituição mineralógica desta rocha matriz subjacente, com as
características:
• Cor: comum a presença de manchas ou mosqueamento com feições herdadas da rocha
matriz ou desenvolvidas pelo intemperismo. Ocorrem nas mais diversas cores, sendo as
mais características: branco, preto, cinza, róseo, roxo, verde, azulado.
• Macroestrutura: heterogêneo e com anisotropia acentuada. Macroestrutura herdada da
rocha matriz.
• Constituição mineralógica: muito variada (desde simples a extremamente complexa)
dependendo da rocha de origem e do grau de intemperização.
• Fração areia – pode ter minerais primários como mica e feldspatos.
• Fração argila – minerais expansivos da família da ilita e montmorilonita.
• Fração silte – muito variada: “sanfonas” de caulinita, micas, quartzo, magnetita, etc.
Na Geotecnia tradicional utilizam-se duas classificações de solos: a chamada
classificação unificada (Unified Soil Classification System – U.S.C.S.), desenvolvendo
a partir da Classificação de Arthur Casagrande para aeroportos e a Classificação do
H.R.B. (Highway Research Board), originária da classificação do Public Roads
Administration. Ambas se baseiam em propriedades índices dos solos que são a
granulometria e os limites de Atterberg. A indicação de qualidade de desempenho em
obras geotécnicas a partir destes parâmetros pode ser questionada quando aplicadas aos
solos tropicais.
As limitações de procedimentos tradicionais de classificação de solos são admissíveis
nos países em que foram desenvolvidos. Porém estas limitações se acentuam quando
essa caracterização é aplicada para os solos tropicais. Maior restrição se deve ao fato de
solos tropicais de mesmo grupo classificatório tradicional poder apresentar propriedades
mecânicas e hidráulicas e comportamento diverso no pavimento. Outra restrição refere-
se a pequena reprodutibilidade dos ensaios envolvidos, devido as peculiaridades
mineralógicas e estruturais dos solos tropicais.
40
Para levar em conta a pedogênese dos solos e também classificar o material na forma
como será utilizado em pavimentação, foi criada uma nova metodologia: MCT.
2.4.3 - A Metodologia MCT
Tendo em vista as dificuldades e deficiências apontadas no uso das classificações
tradicionais, desenvolvidas para solos de clima frio e temperado, quando empregados
em solos de ambientes tropicais, Nogami e Villibor (1981, 1985 e 1995) desenvolveram
uma metodologia designada MCT, (M – Miniatura, C– Corpos de Prova Compactados e
T – solos tropicais) específica para solos tropicais, utilizando-se corpos de prova de
dimensões reduzidas (50mm de diâmetro). Essa metodologia baseia-se numa série de
ensaios e procedimentos, que permitem inferir as propriedades geotécnicas que
espelham o comportamento dos solos tropicais em obras rodoviárias.
Essa Metodologia abrange dois grupos de ensaios a saber:
- Mini-CBR e associados
- Mini-MCV e associados
A partir dos ensaios de Mini-CBR e associados pode-se obter as características dos
solos apropriados para bases de pavimentos. Geralmente, após o ensaio determina-se
uma série de propriedades tais como: capacidade de suporte (Mini-CBR), expansão,
contração, infiltrabilidade, permeabilidade, etc.
Os ensaios Mini-MCV e associados fornecem parâmetros para a determinação dos
coeficientes c’ e e’, que por sua vez permitem a classificação do solo pela MCT.
Para se proceder ao ensaio de compactação Mini-MCV seguido pelo ensaio de perda de
massa por imersão, visando à obtenção dos parâmetros classificatórios c’, d’ e e’
utilizados pela Metodologia MCT, foram preparadas cinco porções de solo seco com o
peso total de 2,5 kg. A cada uma destas porções foi adicionada certa quantidade de água
calculada de modo que o ponto de umidade equivalente à umidade ótima determinada
na compactação Mini-Proctor correspondesse ao 30 ponto em ordem decrescente de
41
umidade. As amostras assim umedecidas foram homogenizadas e acondicionadas em
sacos plásticos até a efetiva realização de sua compactação, no dia seguinte ao da
preparação descrita.
A compactação Mini-MCV foi realizada utilizando-se a série crescente de golpes
proposta por Parsons e adotada por NOGAMI e VILLIBOR (1995): 2, 3, 4, 6, 8, 12, 16,
24, 32, 48, 64, 96, 128, 192 e 256, fazendo-se as leituras das alturas Af (altura final) ao
final de cada série de golpes. As leituras das alturas dos corpos de prova foram obtidas
através do relógio comparador de curso 50 mm e menor divisão 0,01 mm. Todas as
determinações de massa foram realizadas em balança eletrônica automática, com
capacidade de 2 kg e sensibilidade de 0,01 grama. As cápsulas contendo material a ser
utilizado nas determinações dos teores de umidade das amostras foram pesadas em
balança eletrônica de maior precisão, com sensibilidade igual a 0,001 grama.
Para se realizar os cálculos necessários à obtenção dos parâmetros classificatórios MCT
utilizou-se à sistemática proposta por Nogami e Villibor (1995), calculando-se
parâmetro c’ de forma gráfica. Através dos dados obtidos quando da realização da
compactação Mini-MCV das amostras, foram traçadas curvas de deformabilidade
obtidas pela expressão abaixo:
∆ An = A4n – Na (01)
O ensaio de determinação de perda de massa por imersão foi realizado em seguida à
compactação Mini-MCV utilizando-se um recipiente plástico como reservatório de
água. Esta solução mostrou-se interessante sob ponto de vista prático por minimizar ao
máximo o consumo de água em função do número de corpos de prova a serem testados
e otimizar o aproveitamento de espaço ao permitir o armazenamento vertical dos
referidos recipientes plásticos quando fora de uso.
No mesmo gráfico em que foram traçadas as curvas de deformabilidade foi também
traçada a curva obtida pelo ensaio de perda de massa por imersão. Os valores
determinados de perda de massa por imersão foram calculados através de interpolação
de pontos da curva PI x Mini-MCV para a condição de Mini-MCV igual a 10 e
utilizados para fins classificatórios.
42
A inclinação do ramo seco da curva de compactação obtida para o número de golpes
igual a 12, chamada de coeficiente d’ e utilizadas também como componente do e’,
parâmetro classificatório MCT, foi calculada para cada uma das amostras. O coeficiente
e’ foi calculado a partir dos d’ e do valor de P.I. de cada amostra.
As propriedades obtidas através do grupo de ensaios Mini-CBR e associados são
determinadas em corpos de prova compactados com energia constante (normal ou
intermediária) para vários teores de umidade.
Para a determinação das propriedades mecânicas e hidráulicas pela Metodologia MCT
são usados corpos de prova miniatura com diâmetro de 50mm, na compactação, na
determinação do suporte, no ensaio de penetração de imprimação betuminosa e no
ensaio de perda de massa por imersão.
As várias determinações estão descritas em Nogami e Villibor (1995) e são,
resumidamente:
• Compactação: procedimento similar ao Proctor (energia fixa e teor de umidade
variável) e similar ao MCV de Parsons (energia e teores de umidade variáveis,
determinação da curva de compressibilidade);
• Suporte: determinado sob várias condições de umidade de moldagem e após imersão
sob diversas condições e também determinações “in situ”;
• Expansão: por imersão dos corpos de prova compactados;
• Infiltrabilidade: determinação do coeficiente de sorção e velocidade de penetração da
frente de umidade;
• Permeabilidade: pelo processo de carga hidráulica variável;
• Penetração de imprimação betuminosa;
• Perda de massa por imersão (Pi): corpos de prova parcialmente extrudados imersos
horizontalmente abaixo de uma lâmina de água
• Diversos: outras propriedades podem ser determinadas como resistência à compressão
axial, diametral, resiliência, etc.
A classificação MCT é obtida de ensaios em corpos de prova compactados (DNER
CLA 259/96), a partir do gráfico (figura 2.02) em que nas abcissas tem-se o coeficiente
43
c`, que se obtém a partir das curvas de deformabilidade, no ensaio de compactação, e
em ordenadas o índice e`obtido da seguinte expressão:
e`= ( Pi / 100 + d`/ 20 )1/3 (02)
Onde:
Pi = perda por imersão
d` = inclinação do ramo seco da curva de compactação, obtida em condições
padronizadas pelo uso da compactação Mini-MCV.
Esta classificação divide os solos tropicais em duas grandes classes: solos de
comportamento laterítico (inicial L) e solos de comportamento não laterítico (inicial N).
Os solos lateríticos e saprolíticos, segundo a classificação MCT, podem pertencer aos
seguintes grupos:
Solos de comportamento laterítico (L), sendo subdivididos em 3 grupos:
• LA – areia laterítica quartzosa
• LA’- solo arenoso laterítico e
• LG’- solo argiloso laterítico
Solos de comportamento não laterítico, sendo subdivididos em 4 grupos:
• NA – areias, siltes e misturas de areias e siltes com predominância de grãos de quartzo
e/ou mica, não laterítico;
• NA’ – misturas de areias quartzosas com finos de comportamento não laterítico (solo
arenoso)
• NS’- solo siltoso não laterítico e
• NG’- solo argiloso não laterítico
Nesta classificação Nogami e Villibor (1981, 1995) utilizaram a expressão
“comportamento laterítico” para chamar a atenção dos usuários de que não se trata aqui
de uma classificação pedogenética, mas sim de classificação de comportamento de
engenharia.
44
2.4.3.1 – A Classificação MCT-M
Ao estudar o comportamento geotécnico de solos superficiais da Amazônia,
VERTAMATTI (1988) utilizou-se da Classificação MCT e da Classificação Resiliente
proposta por Preussler e Pinto em 1981 (DNER, 1996) para sugerir modificação no
ábaco MCT: “Os resultados da análise MCT conduziram à estruturação de novos grupos
classificatórios, notadamente o dos Solos Transicionais como um novo padrão
preponderante de comportamento tecnológico, e à inferência de natureza quartzítica das
frações silte predominantes”.
Sobre o ábaco indicando a Classificação MCT de solos de textura fina, Vertamatti
lançou as respectivas classificações resilientes determinada como proposto por Preussler
e Pinto (DNER, 1996). Através de superposição e análise destas duas distribuições este
autor estabeleceu uma boa correlação, na forma de ábaco, entre ambas metodologias.
Propôs Vertamatti que o ábaco classificatório MCT fosse modificado com a introdução
do grupo genético dos “Solos Transicionais” e dos grupos intermediários LA’G’ entre
os solos arenosos (A’) e argilosos (G’), e NS’G’ entre os siltosos (S’) e os argilosos (G’)
conforme se indica a figura 2.03. O antigo grupo NA, por sua pequena área de
cobertura, foi incorporado ao grupo TA’. Assim, os 7 grupos MCT passam 11 grupos na
MCT-M (Miniatura Compactada Tropical Modificada), conforme relacionados a seguir:
• Lateríticos: LA, LA’. LA’G e LG’;
• Transicionais: TA’, TA’G’ e TG’.
• Não Lateríticos: NA, NS’, NS’G’ e NG’.
Conforme destacado por Vertamatti, “embora a classificação MCT não esteja vinculada,
em essência, a granulometria ponderada, a partir de observações desta característica dos
solos ensaiados, a proposta de uma nova faixa no ábaco acima, em que o valor c’ varia
entre 1.2 e 1.8, representa melhores grupos transitórios (NS’G’ e LA’G’) caracterizados
pela presença marcante da fração areia fina”.
45
Segundo o autor da nova proposta, o ábaco classificatório MCT-M constitui-se em
ferramenta de previsão de propriedades de engenharia, tal como a correlação MCT x
MR, permitindo estimar, com maior precisão, além dos aspectos tecnológicos ligados à
gênese dos materiais, as suas propriedades resilientes.
Figura 2.02: Ábaco classificatório MCT
Ábaco da Classificação MCT (NOGAMI e VILLIBOR, 1995).
Figura 2.03: Ábaco classificatório MCT-M
Ábaco classificatório MCT- M: modificação sugerida por Vertamatti (1988)
46
Classe L
Os solos de comportamento laterítico são constituídos, do ponto de vista pedológico,
pelo horizonte B dos grupos pedológicos dos latossolos, solos podzólicos e terras roxas
estruturadas. O horizonte B desses solos caracteriza-se pela predominância do matriz
vermelho e/ou amarelo, grande espessura total (vários metros; excepcionalmente mais
de 5m), agregação dos grãos mais finos muito intensos, dando um aspecto poroso, e
pequena variação de propriedade ao longo de toda a sua espessura.
Muitas das peculiaridades de cor e agregação dos solos pedogeneticamente lateríticos,
em suas condições naturais, decorrem da constituição mineralógica de sua fração argila,
onde se destaca a presença de caulinita como argilo mineral predominante, e elevada
porcentagem de óxido e hidróxidos de ferro e hidróxido de alumínio. Na fração areia
ocorre principalmente o quartzo, os minerais pesados e concreções lateríticas.
O fato de o solo ter comportamento laterítico implica numa série de características das
quais se destacam a elevada porosidade aparente natural, e a baixa capacidade de
suporte no estado natural. Entretanto, quando apropriadamente compactado, adquire
elevada resistência e capacidade de suporte e baixa permeabilidade. As variedades de
solos areno-argiloso, quando devidamente compactados, apresentam maior capacidade
de suporte que as argilas e solos argilosos. Podem ser muito plásticos ou pouco plástico.
Apresentam, quando bem compactados, pequena perda de capacidade de suporte por
imersão em água e elevados módulos de resiliência.
Classe N
A classe N engloba de forma marcante os solos saprolíticos e secundariamente os solos
superficiais (ou pedogenéticos) de comportamento não laterítico, considerando-se
somente os solos tropicais. A heterogenidade dessa classe de solos é muito grande,
contrastando com os solos de comportamento laterítico. Os solos sedimentares ou
transportados, não sendo considerado tropicais, são excluídos dessa classificação.
Entretanto muitos solos transportados, quando classificados por esta metodologia
apresentam comportamento similar ao dos solos não tropicais tradicionais,
47
principalmente as aluviões fluviais halocênicos. Já em solos transportados mais antigos
(pleistocênicos e terciários) são constatadas grandes discrepâncias.
Os solos saprolíticos resultam da desagregação e decomposição “in situ” de uma rocha
consolidada. Logo, apresentam características muito dependentes tanto da natureza
dessa rocha como do seu estado de desagregação e decomposição. A ocorrência desses
solos e as suas propriedades e comportamento são bastante variadas. Há ocorrência de
grandes volumes e espessuras (até dezenas de metros), predominantemente
heterogêneas, desde argilas e siltes até areias e pedregulhos com mutações, de
composição mineralógica simples a muito complexa, com a presença de minerais
parcialmente intemperizados de propriedades pouco conhecida, de estrutura
aparentemente homogênea e isotrópica até altamente anisotrópica, muito plástico, às
vezes expansivos, de baixa capacidade de suporte e altamente erodireis até materiais
granulares de elevada capacidade de suporte e não sujeito à erosão.
Os solos superficiais não lateríticos são menos freqüentes e raramente apresentam
camadas com mais ou de um metro de espessura. Podem, eventualmente, integrar perfis
de solos pedologicamente considerados lateríticos ou apresentar condições hidrológicas
e rocha matriz especial como os horizontes A e B dos vertissolos (ex.: massapê da
Bahia). A não ser que sejam excessivamente ricos em matéria orgânica têm
propriedades e comportamentos similares aos solos não tropicais da Mecânica dos Solos
tradicional.
2.4.3.2 – Teste de Imprimação
Com o objetivo de estudar a interação de diferentes solos com a emulsão à base de óleo
de xisto (Antipó) decidiu-se fazer este estudo segundo a metodologia proposta por
(VILLIBOR, 1981).
VILLIBOR (1981) realizou estudos para verificação do comportamento da imprimação
asfáltica em diferentes bases de pavimentos compostas por solos lateríticos. O objetivo
do estudo foi obter informações sobre a influência dos vários fatores que interferem no
processo de imprimação, tais como:
48
- tipo e taxa de aplicação do material betuminoso;
- teor de umidade de compactação;
- densidade aparente seca;
- características dos solos;
- influência da perda de umidade e da irrigação prévia.
Segundo VILLIBOR (1981), as ocorrências observadas na imprimação relacionadas ao
comportamento do pavimento são:
a) Comportamento Insatisfatório
Nas observações efetuadas nos trechos em construção e após a abertura ao tráfego,
foram identificadas características indesejáveis da imprimação, associadas muitas vezes
com defeitos do pavimento. As características e os defeitos associados são os seguintes:
a.1) Penetração excessiva da Imprimação
Em trechos onde a penetração do material betuminoso atingiu cerca de 15 mm na
camada de base, verificou-se, em alguns casos, o desprendimento da camada de
rolamento, ocasionado pela falta de aderência na interface (base-capa) e pelo
cravamento do agregado da camada de rolamento na base. Constatou-se, neste caso, o
aparecimento de uma crosta frágil na superfície da base devido à excessiva penetração
da imprimação.
a.2) Penetração reduzida da Imprimação
Em trechos onde a penetração do material betuminoso foi em pequena quantidade na
base, formando uma película betuminosa excessivamente espessa na superfície, ocorreu
muitas vezes exsudação da camada de rolamento.
Considera-se como excesso de ligante na superfície de um solo quando ao se tocar a
camada betuminosa com determinado objeto, esta se “gruda” ao objeto, demostrando a
pouca penetração do produto no solo.
b) Comportamento Satisfatório
As imprimações que apresentaram resultados satisfatórios são caracterizadas por:
49
- espessura de penetração do material betuminoso situado entre 4,0 a 13 mm;
- película residual do material betuminoso na superfície com espessura não
excessiva.
Segundo VILLIBOR (1981) as imprimações nestas condições resistiram adequadamente
aos esforços de cravamento do agregado da capa na base e aos esforços horizontais
produzidos pelo tráfego, além de não provocarem defeitos de exsudação.
As leituras de penetração do ligante foram realizadas em quatro pontos do corpo de
prova, com a utilização de paquímetro e, a partir daí fez-se à média destas medições
para se obter o valor final da penetração.
Estas informações iniciais, juntamente com as observações realizadas em corpos de
prova coletados em trechos construídos com a técnica TAP (Antipó), foram tomados
como embasamento para melhor direcionamento das atividades de laboratório na
seqüência desta tese de antipó, como será apresentado no capítulo 4.
50
CAPÍTULO 3
VIAGENS A TRECHOS CONSTRUÍDOS COM O PRODUTO ANTIPÓ
3.1 - Introdução
Como relatado no capítulo anterior, os estudos com o Antipó da PETROBRAS foram
iniciados em 1995. Foram construídos vários trechos, em caráter de experimentos,
principalmente na região sul do País e mais especificamente no Estado do Paraná.
Para se chegar ao objetivo central da pesquisa CTPETRO que é a de aperfeiçoar e
consolidar uma metodologia para execução do TAP utilizando o agente antipó da
PETROBRAS/SIX foram programadas várias visitas a trechos já executados com a
técnica, para conhecimento do estado que se encontravam as vias e para subsidiar as
ações posteriores de laboratório.
Foram feitas três viagens durante o ano de 2002: a primeira em abril, com destino ao
município de São José dos Pinhais, a segunda em agosto, onde se percorreu alguns
municípios do Estado do Paraná e a terceira em novembro, a alguns municípios do
Estado do Espírito Santo.
Descrevem-se neste capítulo os trechos visitados e no capítulo seguinte apresentam-se
os resultados dos ensaios de laboratório realizados com as amostras recolhidas durante
as viagens.
3.2 – Visita a São José dos Pinhais – abril de 2002
São José dos Pinhais foi um dos primeiros municípios a executar serviços de
pavimentação do tipo tratamento anti-pó, utilizando como ligante a emulsão derivada do
óleo de xisto (Antipó). Desde 1996 a técnica vem sendo aplicada em várias vias de
baixo volume de tráfego do município e, segundo relatos do secretário de serviços
51
urbanos, o município possui cerca de 300 km de vias executadas com a esta técnica. Em
vista do sucesso alcançado pela técnica no município, este se tornou um local de
referência para o estudo do produto.
As intenções desta visita foram de conhecer o serviço depois de executado, entender o
procedimento construtivo utilizado, coletar amostras do solo utilizado na base do
tratamento, ou seja, agrupar o maior número de informações para incorporar e melhorar
o andamento da pesquisa.
A equipe que participou desta primeira visita foi a seguinte:
- COPPE/UFRJ: Laura Maria Goretti da Motta, César Augusto Alves de Castro, Max
Gomes de Souza e Marcos Pereira Antunes;
- PETROBRAS/CENPES: Rômulo Santos Constantino e Luis Rosa;
- PETROBRAS/SIX: Luiz Novicki
- PETROBRAS/BR: Maurício César Poleza
- ITAICOCA MINERADORA: René O. Pugsley Jr.
Foram visitados dois bairros desta cidade: Bairro Dona Nayme e Bairro Costeira, ambos
com várias ruas com Tratamento com Antipó. Escolheu-se uma rua de cada bairro para
coletar amostras do tratamento.
Também se visitou uma estrada rural do município, que liga os bairros de Barro Preto e
São Francisco, onde a técnica havia sido aplicada a uns três anos e uma obra em
andamento em estrada municipal que liga o Bairro Guatupé a PETROBRAS BR de
Curitiba - PR.
3.2.1 - Bairro Dona Nayme
Observou-se um pátio de Escola e várias ruas que receberam tratamento com Antipó.
Destes trechos, dedicou-se maior tempo e atenção para coleta de informações através de
fotografias e amostras do tratamento com Antipó e do solo de base das seguintes ruas:
Rua Cláudia Zaniollo Moss, Rua João Alves de Lourenço, Rua Expedicionário Joaquim
Lima de Amorim e Rua Júlio Dávila Júnior.
52
Foram extraídos seis corpos de prova do tratamento anti-pó com sonda rotativa, em um
trecho de aproximadamente 300m e 2 amostras de solo de base da Rua Júlio Dávila
Júnior. As demais vias foram apenas fotografadas.
3.2.2 - Bairro Costeira
Neste bairro as atividades foram concentradas em duas ruas: Rua Eloína R. Bastos e
Travessa B.
A Travessa B, perpendicular à rua Eloína R. Bastos, foi fotografada e coletaram-se
amostras de solo na esquina desta com a R. Eloína R. Bastos. Notou-se a presença de
buracos no tratamento com Antipó desta travessa, justamente em frente a uma mini-
fábrica de pré-moldados de concreto.
Já na Rua Eloína R. Bastos além de fotografias retiraram-se corpos de prova do
tratamento em um trecho de aproximadamente 300 m e neste mesmo trecho executou-se
o ensaio de deflexão utilizando-se a Viga Benkelman.
O Quadro 3.01 apresenta as medidas de deflexão do TAP efetuadas com a Viga
Benkelman e realizadas na rua Eloína R. Bastos.
Para realização deste ensaio foi feita uma solicitação a Secretaria de Obras do município
de São José dos Pinhais para que preparasse um caminhão com carga padrão de 8,2t
para eixo traseiro, com pneus calibrados em 80 lb/cm3; Mas em conversa com o
motorista durante o ensaio este nos comunicou que a carga era 10ton para o eixo
traseiro e a calibragem dos pneus era 100 lb/cm3. Mesmo assim, realizamos o ensaio e
este é um dos motivos de se obter resultados de deflexão elevados.
A característica bastante dispersa dos resultados pode ser em função de deficiência no
acompanhamento técnico da confecção da base, aliado a características típicas do TAP
que é um revestimento muito esbelto e a base deste tratamento não se comparar a de
um revestimento asfáltico convencional.
53
Quadro 3.01: Resultado de medições de deflexão com a Viga Benkelman em via com
tratamento com Antipó:
:
Ensaio realizado na faixa central da pista
Local -
(Município)
Rua Distância entre
pontos de leitura
(m)
Deflexão
(x 10-2 mm)
São José dos
Pinhais
Eloína R.
Bastos
13,8
12,4
9,90
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
10,0
90
145
218
167
223
217
220
191
86
67
140
121
63
143
151
Ensaio realizado na faixa lateral da pista Local -
(Município)
Rua Distância entre
pontos de leitura
(m)
Deflexão
(x 10-2 mm)
São José dos
Pinhais
Eloína R.
Bastos
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
20,0
151
119
215
162
166
215
151
115
54
3.2.3 - Elementos determinados nas vias com tratamento com Antipó.
• Bairro Dona Nayme
a) Tráfego
Pode-se observar um predomínio de veículos de passeio com eventuais passagens de
veículos de carga. Não há uma estimativa da média diária dos veículos que trafegam.
b) Natureza da Base
A base é composta de uma camada de aproximadamente 10,0 cm de saibro compactado.
c) Drenagem Superficial
Não havia sarjetas para coleta de águas provenientes de chuvas. A única medida
preventiva foi o abaulamento da base de saibro para receber a emulsão.
d) Taxa de emulsão
Foram feitas duas camadas do tratamento com Antipó com aplicações de 1,5 l/m2 da
emulsão por camada.
e) Cobertura da emulsão
Utilizou-se pó de pedra como material de cobertura. A granulometria deste agregado
miúdo foi parecida com a que está apresentada na tabela 3.1, pois esta análise foi
executada em material de mesma jazida do material utilizado neste tratamento:
Tabela 3.01: Granulometria de pó de pedra para tratamento com Antipó (NOVICKI et
al, 1997). PENEIRA (mm) RETIDO (%) PASSANTE (%)
4 3,4 96,6
10 30,0 66,6
35 34,0 32,4
100 13,0 19,6
200 6,0 13,6
prato 13,6 --
55
f) Defeitos observados:
Em curvas e em locais de tráfego predominantemente pesado (garagem de caminhões,
carga e descarga), houve desprendimento da emulsão e ocorrência de buracos.
g) Informações complementares:
O tratamento foi executado há aproximadamente quatro anos; a rua tem um aclive
acentuado, mesmo assim o tratamento apresenta-se em estado regular, mesmo com a
presença de alguns buracos e remendos, além de trincamento.
• Bairro Costeira:
a) Tráfego
Pode-se observar um predomínio de veículos de passeio com eventuais passagens de
veículos de carga. Não há uma estimativa da média diária dos veículos que trafegam.
b) Natureza da Base
A base é composta de uma camada de aproximadamente 10,0cm de saibro compactado.
c) Drenagem Superficial
Não havia sarjetas para coleta de águas provenientes de chuvas. A única medida
preventiva foi o abaulamento da base de saibro para receber a emulsão.
d) Taxa de emulsão
Foram feitas duas camadas do tratamento com Antipó com aplicações de 1,5 l/m2 da
emulsão por camada.
d) Cobertura da emulsão
Utilizou-se pó de pedra como material de cobertura. A granulometria deste agregado
miúdo foi à mesma do caso anterior
e) Defeitos observados:
Em curvas e em locais de tráfego predominantemente pesado (garagem de caminhões,
carga e descarga), houve desprendimento da emulsão e ocorrência de buracos.
f) Informações complementares:
56
O tratamento foi executado há aproximadamente 2,5 anos;
O subleito do ponto coletado parece conter matéria orgânica;
A rua está em estado regular de conservação.
Nos outros dois trechos visitados realizou-se coleta de amostras de cada trecho para
ensaios de caracterização em laboratório.
3.2.4 - Considerações sobre defeitos observados
O processo de deterioração do tratamento com Antipó consiste, inicialmente na
formação de um pequeno buraco superficial, 1,0 a 2,0 cm de diâmetro, formado pela
ação do tráfego que em pontos mais solicitados (curvas, pontos de carga e descarga,
etc.) provocam o desprendimento da película do agente antipó.
Esse pequeno buraco tende a aumentar rapidamente pela ação do tráfego e,
principalmente pela ação das águas superficiais. Ao mesmo tempo o buraco vai
ganhando profundidade pela perda de material da base. A tendência, se não for feita
nenhuma manutenção, é a continuação do processo: os buracos vão aumentar, se
generalizar e prejudicar o trânsito na via.
3.2.5 – Considerações Finais
De acordo com o que foi observado nesta viagem, a equipe chegou a algumas
conclusões sobre o tratamento com Antipó com a emulsão à base de óleo de xisto
(Antipó):
- Empregado em vias de baixo volume de tráfego o tratamento com Antipó tem um
comportamento adequado por 4 anos pelo menos, pelo que se pode avaliar nos vários
trechos visitados, sendo que a técnica desenvolvida e mantida como padrão em São José
dos Pinhais é de sempre usar duas camadas de Antipó com duas camadas de pó de pedra
sobre uma base de 10 cm de saibro compactado sobre o subleito;
57
- Tudo indica que com um bom sistema de drenagem superficial o tratamento com
Antipó aumente sua durabilidade;
- O tratamento com Antipó tal como idealizado é de fácil execução e utiliza
equipamentos usuais em pavimentação;
- O tratamento com Antipó é uma ótima solução para vias de revestimento primário,
pois elimina a poeira e a lama destas vias, promovendo o desenvolvimento da região e
gerando melhor qualidade de vida das populações lindeiras.
3.3 - Visita a São Mateus do Sul – abril de 2002
Em uma segunda etapa desta visita de abril ao Estado do Paraná, o autor deste trabalho
visitou a cidade de São Mateus do Sul - PR, onde se encontra a PETROBRAS/SIX,
empresa responsável pela mineração, beneficiamento e comercialização do Xisto
produzido na formação Irati.
A intenção desta visita a PETROBRAS/SIX foi que o autor deste estudo conhecesse os
processos de mineração, beneficiamento e comercialização do xisto, além de conhecer
um pouco da história da empresa.
A visita iniciou-se pela mina de xisto, denominada formação Irati: esta já é explorada
desde 1932 em pequena escala e a partir de 1954 em escala industrial pela
PETROBRAS. Segundo estudos realizados a mina tem potencial para exploração para
mais 400 anos.
A PETROBRAS/SIX desenvolveu um processo de aproveitamento do xisto
denominado processo PETROSIX. Trata-se de uma tecnologia nacional e um dos
processos mais econômicos do mundo.
A formação Irati concentra um dos maiores recursos mundiais de xisto. A unidade
possui uma mina, uma das maiores a céu aberto do Brasil, de onde são extraídos 3,5
milhões de toneladas de xisto por ano. São movimentados, por ano, 6 milhões de metros
58
cúbicos de rocha, solo, material argiloso, calcário e minério. A exploração avança cerca
de 20 metros por mês pela formação Irati. Para trás ficam áreas reflorestadas no solo
permanentemente recomposto após a extração da rocha.
A PETROBRAS/SIX mantém um programa permanente para preservação do meio
ambiente das regiões de exploração do xisto. O trabalho de recomposição ambiental
envolve desde a reabilitação para a agricultura e reflorestamento das áreas mineradas até
estudos de reprodução da flora e fauna nativas, passando por estudos sobre poluentes
orgânicos efluentes do processamento do xisto e a dispersão de gases de combustão de
chaminés.
Os Quadros 3.02, 3.03, 3.04 e 3.05 apresentam fotos que retratam os locais visitados
3.4 – Relatos da Visita Técnica ao Estado do Paraná – agosto 2002
Os objetivos da visita técnica foram de observação do estado de rolamento em que se
encontram os trechos construídos com a técnica TAP e coleta de amostras dos solos
utilizados na confecção das bases do tratamento. Aproveitou-se a oportunidade para
coletar amostras de diferentes solos da região para estudos em laboratório da
adequabilidade com o Antipó, buscando sempre o aproveitamento dos solos locais e
conseqüentemente minimizando custos da obra.
3.4.1 – Municípios visitados
Nesta visita técnica foram observados trechos (ruas) com tratamento Antipó, das
seguintes cidades: Guarapuava Evapora, São Mateus do Sul, Ponta Grossa e São José
dos Pinhais. A escolha das cidades a serem visitadas ficou sob responsabilidade do Eng.
Luiz Novicki (PETROBRAS/SIX) devido sua experiência no acompanhamento de
execução dos vários trechos já executados com a técnica no estado do Paraná.
A equipe que participou desta visita foi:
- COPPE/UFRJ – César Augusto Alves de Castro
- EPUSP – Helder de Godoy
- PETROBRAS/SIX – Luiz Novicki
59
Godoy elaborou relatório desta visita e pode ser consultado em (COPPETEC, 2002).
3.4.2 - Características dos trechos com TAP
A tabelas 3.02, 3.03, 3.04, 3.05 e 3.06 apresentam as características dos trechos (ruas)
construídos com a técnica TAP onde se utilizou o Antipó como ligante, a título de
exemplo, para as cidades visitadas nesta ocasião.
São apresentados na seqüência uma lista de Quadros com fotos que retratam os locais
citados (Quadros 3.06, 3.07, 3.08, 3.09 e 3.10).
60
Quadro 3.02 - Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais – Bairro Dona
Nayme:
Aspecto das vias construídas com a técnica TAP
Detalhe de equipe avaliando o revestimento TAP
Detalhe de abaulamento da via Aspecto do TAP – cerca de 3 anos sofrendo ação do tráfego
Ponto de coleta de amostra do revestimento TAP Coleta de amostra de material da base do TAP
61
Quadro 3.03 - Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais – Bairro
Costeira:
Aspecto que se encontram as vias construídas com a técnica TAP
Detalhe de ponto de defeito- falta de controle da granulometria da base
Ponto de coleta de amostra de material da base
Detalhe de PMF utilizado na manutenção (tapa buraco) do TAP
Aspecto de vias construídas com a técnica TAP
62
Quadro 3.04 - Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais: Estrada rural
sendo construída com TAP:
Aspecto de vias em construção com TAP: detalhe de aspecto final após cobertura com pó de pedra
Trecho com base preparada – pronto para receber TAP
Aspecto de borda – falta de canaletas de drenagem
Coleta de material correspondente ao leito nartural
Coleta de material de base o TAP Aspecto de TAP – estrada rural
63
Quadro 3.05 - Fotografias de visita ao município de São Mateus do Sul:
PETROBRAS/SIX
Vista de vias construídas com TAP, no pátio interno da PETROBRAS/SIX
Detalhe de borda da via Aspecto do revestimento TAP Xisto ao natural
Aspectos da jazida de Xisto: Material é colhido e transportado para processamento industrial.
64
Tabela 3.02 – Características das vias visitadas construídas com o Antipó – Guarapuava
- PR DADOS COLETADOS MUNICÍPIO: GUARAPUAVA
LOCALIZAÇÃO
Bairro Vila Santana Primavera
Rua Djalma F. Caldas João Fortkamp
NATUREZA DA BASE
Material Saibro Saibro
Espessura da camada 10,0 cm 15,0 cm
Compactação Passagem de rolo pneumático de acordo com experiência do operador.
Não houve controle tecnológico.
Idem
REVESTIMENTO
Taxa de emulsão 2,0l/m2 na primeira camada e 1,5l/m2 na segunda 1,5 l/m2 por camada
Banho de emulsão Duas aplicações com utilização de caneta espargidora Idem
Agregado de cobertura Pó de pedra Pó de pedra
Taxa de agregado Aprox. 20kg/m2, mas não há nenhum tipo de controle. Idem
Distribuição do agregado Manualmente com utilização de pá Idem
Acabamento final Executado pela passagem de rolo pneumático e finalizado pelo próprio
tráfego.
TRÁFEGO Predomínio de veículos de passeio com eventuais passagens de veículos
de carga. Não há estimativa da média diária de veículos que trafegam.
Idem. Estas informações
referem-se ao tráfego
antes da execução do
TAP
DRENAGEM Abaulamento da pista. A inclinação transversal esta em torno de 5%. Idem
TEMPO EM QUE
RECEBE AÇÃO DO
TRÁFEGO
Aprox. 3 anos As ruas ainda estão em
construção
CONDiÇÃO DE
ROLAMENTO
A pista apresentava boa condição de rolamento A pista apresentava
excelente condição de
rolamento
Referência Quadrro 3.06 Quadro 3.06
65
Quadro 3.06 – Fotografias de visita ao município de Guarapuava (PR) – Bairros Vila
Santana e Primavera
Aspecto de via com TAP Detalhe de defeito devido falta de controle da
granulometria do material da base
Via em construção- base preparada e trecho com TAP recém aplicado
Detalhe de estado de base pronta para receber TAP
66
Tabela 3.03 – Características das vias visitadas construídas com o Antipó – Ivaiporâ
(PR) DADOS COLETADOS MUNICÍPIO: IVAIPORÂ
LOCALIZAÇÃO
Bairro Vila Novaporâ
Rua R. Caravita – esquina com R. B
NATUREZA DA BASE
Material Saibro
Espessura da camada 15,0 cm
Compactação Passagem de rolo pneumático de acordo com experiência do operador. Não houve
controle tecnológico.
REVESTIMENTO
Taxa de emulsão 1,5 l/m2 por camada
Banho de emulsão Duas aplicações com utilização de caneta espargidora
Agregado de cobertura Pó de pedra
Taxa de agregado Aprox. 20kg/m2, mas não há nenhum tipo de controle.
Distribuição do agregado Manualmente com utilização de pá
Acabamento final Executado pela passagem de rolo pneumático e finalizado pelo próprio tráfego.
TRÁFEGO Predomínio de veículos de passeio com eventuais passagens de veículos de carga.
Não há estimativa da média diária de veículos que trafegam.
DRENAGEM Abaulamento da pista e construção de sarjetas laterais. A inclinação transversal
está em torno de 5%.
TEMPO EM QUE RECEBE
AÇÃO DO TRÁFEGO
Aprox. 1 ano
CONDIÇÃO DE
ROLAMENTO
Em curvas e em locais de tráfego predominantemente pesado (garagem de
caminhões, parada de ônibus) houve desprendimento da emulsão e ocorrência de
buracos, ambos devido à falta de controle do material utilizado na base. Houve
falta de manutenção rotineira.
REFERÊNCIA Quadro 3.07
67
Quadro 3.07 - Fotografias de visita ao município de Ivaiporâ (PR) - Vila Novaporã
Vista de vias do bairro: possuem meio- fio e são abauladas
Exemplo de tráfego atuante nas vias: ônibus articulado
Defeito devido desagregação de produto da base
Defeito típico da via-panelas- evidencia falta de Detalhe de ponto de coleta de amostra da base manutenção
68
Tabela 3.04 – Características das vias visitadas construídas com o Antipó – São Mateus
do Sul (PR) DADOS COLETADOS MUNICÍPIO: SÃO MATEUS DO SUL
LOCALIZAÇÃO
Bairro Pátio da PETROBRAS/SIX Centro
Rua R. interna do pátio da empresa João Gabriel Martins
NATUREZA DA BASE
Material Brita graduada Arenito, tratado com 5%
de cimento
Espessura da camada 10,0 cm 10,0 cm
Compactação Passagem de rolo pneumático de acordo com experiência do operador.
Não houve controle tecnológico.
Idem
REVESTIMENTO
Taxa de emulsão 1,5 l/m2 por camada Idem
Banho de emulsão Duas aplicações com utilização de caneta espargidora Idem
Agregado de cobertura Pó de pedra Pó de pedra
Taxa de agregado Aprox. 20kg/m2, mas não há nenhum tipo de controle. Idem
Distribuição do agregado Manualmente com utilização de pá Idem
Acabamento final Executado pela passagem de rolo pneumático e finalizado pelo próprio
tráfego.
Idem
TRÁFEGO Predomínio de veículos de passeio mas freqüentemente existe tráfego de
veículos pesados utilizados no transporte de peças para máquinas.
Existe uma
predominância de
veículos de passeio com
eventuais passagens de
veículos de carga.
DRENAGEM Abaulamento da pista. A inclinação transversal esta em torno de 5%. Verificou-se que estas
ruas possuíam meio-fio e
sarjeta nas laterais.
TEMPO EM QUE
RECEBE AÇÃO DO
TRÁFEGO
Aprox. 2 anos Aprox. 3 anos
CONDiÇÃO DE
ROLAMENTO
A pista apresentava ótima condição de rolamento A pista apresentava
excelente condição de
rolamento
REFERÊNCIA Quadro 3.08
69
Quadro 3.08 – Fotografias de visita ao município de São Mateus do Sul (PR) – Pátio da
PETROBRAS/SIX e Rua do Centro do Município
Aspectos de vias construídas com a técnica TAP – detalhe de pontos sem manutenção
Via no pátio interno da PETROBRAS/SIX: trecho com base de brita graduada
Detalhe de ponta de emenda com revestimento articulado – falta de aderência
Detalhe de desagregação do produto da base
Trincas longitudinais no TAP – devido tráfego pesado atuante
70
Tabela 3.05 – Características das vias visitadas construídas com o Antipó – Ponta
Grossa (PR) DADOS COLETADOS MUNICÍPIO: PONTA GROSSA
LOCALIZAÇÃO
Bairro Oficinas
Rua R. Valdemar Pimentel. Trata-se de um dos primeiros trechos construídos com a técnica, ainda na fase
de testes.
NATUREZA DA BASE
Material Saibro misturado com material de revestimento primário
Espessura da camada 10,0 cm
Compactação Passagem de rolo pneumático de acordo com experiência do operador. Não houve controle
tecnológico.
REVESTIMENTO
Taxa de emulsão 1,5 l/m2 por camada
Banho de emulsão Duas aplicações com utilização de caneta espargidora
Agregado de cobertura Pó de pedra
Taxa de agregado Aprox. 20kg/m2, mas não há nenhum tipo de controle.
Distribuição do agregado Manualmente com utilização de pá
Acabamento final Executado pela passagem de rolo pneumático e finalizado pelo próprio tráfego.
TRÁFEGO Predomínio de veículos de passeio com eventuais passagems de veículos de carga. Não há estimativa
da média diária de veículos que trafegam.
DRENAGEM Foi executado um abaulamento da pista
TEMPO EM QUE
RECEBE AÇÃO DO
TRÁFEGO
Aprox. 5 anos
CONDIÇÃO DE
ROLAMENTO
Apesar do longo tempo de construída, a pista apresentava boa condição de rolamento. Os defeitos
observados foram buracos e trincas longitudinais. A manutenção é do tipo tapa buracos. A pista
apresentava excelente condição de rolamento
REFERÊNCIA Quadro 3.09
71
Quadro 3.09 - Fotografias de visita ao município de Ponta Grossa (PR) - Bairro Oficinas
Aspectos de uma das vias mais antigas construídas com TAP
Detalhe de defeitos encontradas no TAP- longo tempo (4 anos) recebendo ação do tráfego
Detalhe de ponto onde o TAP desagregou da base – falta de coesão com o solo
Aspecto do revestimento após 4 anos de aplicação – Cor “viva” do Antipó
72
Tabela 3.06 – Características das vias visitadas construídas com o Antipó – São José
dos Pinhais (PR) DADOS COLETADOS MUNICÍPIO: SÃO JOSÉ DOS PINHAIS
LOCALIZAÇÃO
Bairro Comunidade de Borda do Campo
Rua Observamos várias ruas que estavam em construção
NATUREZA DA BASE
Material Saibro, incorporado ao revestimento primário.
Espessura da camada 10,0 cm
Compactação Passagem de rolo pneumático de acordo com experiência do operador. Não houve
controle tecnológico.
REVESTIMENTO
Taxa de emulsão 1,5 l/m2 por camada
Banho de emulsão Duas aplicações com utilização de caneta espargidora
Agregado de cobertura Pó de pedra
Taxa de agregado Aprox. 20kg/m2, mas não há nenhum tipo de controle.
Distribuição do agregado Manualmente com utilização de pá
Acabamento final Executado pela passagem de rolo pneumático e finalizado pelo próprio tráfego.
TRÁFEGO O comentário é referente a antes da aplicação do TAP. Predomínio de veículos de
passeio com eventuais passagems de veículos de carga. Não há estimativa da
média diária de veículos que trafegam.
DRENAGEM Foi confeccionado o abaulamento da base de saibro para receber a emulsão.
Tomou-se o cuidado de colocar pontos de coleta de águas pluviais nas esquinas das
ruas.
TEMPO EM QUE RECEBE
AÇÃO DO TRÁFEGO
TAP em execução
CONDIÇÃO DE
ROLAMENTO
TAP em execução, pista em excelentes condições.
REFERÊNCIA Quadro 3.10
73
Quadro 3.10 – Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais (PR) – Etapas
de confecção do TAP
Escarificação de revestimento primário Incorporação de saibro com revestimento primário Acabamento da base
Base preparada para receber o revestimento Detalhe de base após compactação Detalhe de drenagem utilizada
Cobertura com pó de pedra Ascto final após cobertura Aspecto após 1a banho de emulsão
74
São José dos Pinhais é o município onde mais se construiu com a técnica TAP
utilizando a emulsão à base de óleo de xisto. Durante esta segunda visita técnica ao
município passamos por algumas ruas construídas com a técnica TAP há algum tempo e
verificamos que estavam em excelentes condições de rolamento.
Segundo a Secretaria de Obras do município o revestimento em TAP tinha à época da
visita, um custo de R$ 4,00 o metro quadrado; pois lá a prefeitura se compromete a
preparar a base e a empresa responsável pela obra executa o revestimento.
3.4.3 - Considerações sobre os defeitos observados
Alguns dos defeitos observados nestes trechos em geral, são devido à falta de controle
da granulometria do material da base e também devido falta de varredura da superfície
da base antes do banho da emulsão. A presença tanto de pequenas partículas de solo
como de pedras (diâmetro maior que 3,0 cm) na superfície da base são prejudiciais à
adesão do Agente Anti-pó à camada da base.
O processo de deterioração do tratamento com Antipó consiste na formação inicial de
um pequeno buraco superficial, 1,0 a 2,0 cm de diâmetro, formado pela ação do tráfego
que em pontos mais solicitados (curvas, pontos de carga e descarga, etc.) muitas vezes
pelo arrancamento de uma pedra pelo tráfego. Esse pequeno buraco tende a aumentar
rapidamente pela ação do tráfego e pela ação das águas superficiais, ganhando
profundidade pela perda de material da base. A tendência, se não for feita nenhuma
manutenção, é a continuação do processo: os buracos aumentam, se generalizam e
prejudicam o trânsito na via.
Segundo informações de executores do TAP, e do próprio Secretário de Obras de São
José dos Pinhais, alguns trechos que não deram certo foram em conseqüência da
aplicação incorreta da técnica construtiva muitas vezes associada ao período eleitoral
onde se necessitava de grande produtividade sem se preocupar com a técnica.
75
Também houve algum insucesso em locais onde se aplicou o Antipó direto sobre o solo
local, sem antes fazer a camada de saibro.
3.4.4 - Coleta de solos para estudos em laboratório
Com o objetivo de estudar o comportamento do solo quando em contato com o Antipó,
foram coletadas não só amostras de solos utilizados diretamente nas bases do TAP,
como também amostras de solos típicos da região. A intenção é verificar que tipo de
solo mais se adequa a um procedimento construtivo do TAP aproveitando o solo local
da região e conseqüentemente minimizando o custo da obra.
É procedimento comum das prefeituras dos municípios visitados a utilização de saibro
na confecção de bases para TAP. Por este motivo resolveu-se coletar amostras deste
material. A tabela 3.07 lista as jazidas visitadas.
A PETROBRAS/SIX nos forneceu um mapa pedológico do Estado do Paraná para
auxílio na seleção dos locais mais representativos para execução de coleta de amostras.
Foram amostrados alguns solos do Estado de acordo com as classificações mostradas na
Tabela 3.08.
Os Quadros 3.11 e 3.12 apresentam fotos destes locais citados nas tabelas 3.07 e 3.08.
76
Tabela 3.07 – Considerações sobre algumas jazidas de solo utilizados na confecção de base do TAP Município Jazida Tipo
de Solo
Considerações Referência
Guarapuava Saibreira
Guabirova
Saibro A saibreira Guabirova é responsável pelo fornecimento de material para construção das bases do TAP do bairro Primavera.
Esta saibreira se situava a aproximadamente 6km do município e quando lá chegamos já havia anoitecido, por este motivo
não se fotografou a jazida apenas coletou-se amostras do saibro que era destinado as obras de TAP do município.
São José dos
Pinhais
Pedreira
Santana
Saibro Situada na comunidade do campestre do Angarau, a 18.5km da BR376, sendo o acesso pela estrada da comunidade da
Cachoeira.O proprietário nos informou que o saibro comercializado com a prefeitura é do tipo fino. Coletamos amostras de
um perfil de 6m que depois dava início à rocha. O material é originário do Granito em zona de metamorfismo intenso (zona
de cisalhamento).
São José dos
Pinhais
Pedreira
Angarau
Saibro Situada no mesmo local, trata-se da parte oposta da Pedreira Santana e possui mesma formação geológica. Não se coletou
amostras, devido ser solo similar ao amostrado na jazida vizinha (P. Santana).
São José dos
Pinhais
Saibreira Jofi Saibro Situa-se a 29km de São José dos Pinhais, na Comunidade de Cotia, sendo que o acesso é pela estrada para Colônia
Marcelino. Coletamos amostras num perfil de 3m, sendo que embaixo deste estava a rocha matriz. A formação geológica é a
mesma que a das duas outras jazidas visitadas.
São José dos
Pinhais
Pedreira Marc Saibro Trata-se de uma das maiores da região, possuía acesso de boa qualidade (asfalto) e situava-se na comunidade de Campo
Largo da Roseira. Coletamos amostras num perfil de 2m. Formação geológica semelhante às outras acima citadas.
São José dos
Pinhais
Pedreira Boa
Esperança
Saibro Situa-se no bairro Contenda com acesso pela rodovia BR 376. A amostra de saibro foi coletada no monte. Formação
geológica semelhante às outras acima.Nesta pedreira coletamos amostras de pó de pedra, que estava em um monte. Para
estudos em laboratório.
São José dos
Pinhais
Mineração
Monte Verde
Saibro Situada na Comunidade de Inhaiva, com acesso pela BR 376 a 3km desta. As amostras foram coletadas em um monte, que
havia acabado de ser constituído, em uma lateral de aproximadamente 5,0m. Formação geológica semelhante às outras
acima.
São José dos
Pinhais
Saibreira São
Mateus
Saibro Situada a "10 km" de São José dos Pinhais. Coletamos amostras de um perfil de 4,0m composto de material com formação
geológica semelhante a das outras saibreiras. Porém, a amostra coletada possuía maior granulometria que as anteriormente
coletadas nas outras jazidas.
Quadro
3.11
77
Quadro 3.11 - Fotografias de visita ao município de São José dos Pinhais (PR) –
Saibreiras fornecedoras de material para confecção base do TAP
Pedreira Santana Pedreira Angarau Saibreira Jofi
Pedreira Marc Pedreira Boa Esperança Mineração Monte Verde
Saibreira São Mateus
78
Tabela 3.08 – Considerações sobre solos amostrados em visita ao Estado do Paraná Solo: - classificação
visual
Considerações Referência
Latossolo Vermelho
No caminho de Guarapuava (BR 277), a 500m do trevo que liga Irati - Imbituva, coletamos duas amostras de uma encosta a beira da rodovia,
num perfil de 5,5m de latossolo vermelho. A primeira amostra do horizonte B (1,0 a 1,3m) e a segunda do horizonte C (3,0 a 3,3m).
Latossolo Roxo
Em Ivaiporâ, na estrada que vai para o distrito de Jacutinga, a 2km da Vila Novaporâ, coletamos amostras de latossolo roxo; solo típico da
região. Seguindo a BR 376, em direção Marialva- Maringá (a 1Km do trevo que vai para Aquidabã) coletou-se amostras de um perfil muito
homogêneo de 4m de latossolo roxo com horizonte B bem definido. A coleta foi feita a aproximadamente 3m.
Terra Roxa Estruturada Na ligação Jandaia do Sul-Mandaguari (BR376), no km313,1m, a 4 km de Mandaguari, coletou-se amostras de Terra Roxa Estruturada, num
perfil de aproximadamente 3,0m.
Latossolo Vermelho
Escuro
Após passarmos pela cidade de Maringá seguimos em direção a Paranapaiba (BR 376). Paramos no km 164,5 num trecho em obras para
coletarmos um latossolo vermelho escuro, textura de média argilosa, espessura do perfil de 4m, num talude que havia sido preparado para
duplicação da rodovia.
Mais à frente no km 149.5, próximo ao pedágio, coletou-se um solo com mesma quantidade de argila que o ponto anterior.
Na saída de Ponta Grossa em direção a Itaicoca (8,3 km a partir da linha do trem) coletamos um latossolo vermelho escuro sobre arenito da
formação furnas. O perfil possuía 3m (contato brusco com a rocha de origem) e as coletas foram de 0,6 a 0,9m de profundidade.
Latossolo Escuro Seguindo para Ponta Grossa, PR 151 Km 447.5, coletamos duas amostras de um perfil de 5m de LE (Mapa Pedológico). A primeira na
profundidade de 0,9 a 1,1m e a segunda na profundidade de 2,4 a 2,6m.
Solo Arenoso No km 134.4, a 2km do trevo de Presidente Prudente, encontramos uma jazida em exploração com aproximadamente 200m de diâmetro. A
face oeste possuía basalto alterado a uns 3m de profundidade. Existia também solo arenoso, perfil de 6m, onde se coletaram amostras a uma
profundidade de 4m.
Quadro 3.12
79
Quadro 3.12 – Fotografias de visita ao Estado do Paraná – Pontos de coleta de Solos da
região
Perfil de Latossolo roxo Perfil de Latossolo roxo Detalhe do solo do perfil de latossolo roxo
Perfil de Terra Rocha Estruturada Detalhe do perfil de Terra Roxa Estruturada Perfil de Latossolo vermelho-escuro
Perfil de Latossolo vermelho-escuro Perfil de solo arenoso Perfil de Latossolo escuro
80
3.4.5 - Considerações Finais
Constatou-se nesta visita que a técnica de execução do TAP é simples e exige
maquinário usual em obras de pavimentação. Nos trechos observados notou-se que
mesmo sendo executados sem seguir nenhuma metodologia específica (“NORMA”),
tanto para o preparo da base como para execução do revestimento, a condição em que se
encontram os trechos era muito boa, levando em consideração o tempo em que sofrem
ação do tráfego e não possuírem um sistema de drenagem adequado.
O TAP é uma alternativa de baixo custo para rodovias de baixo volume de tráfego. O
objetivo de coletar amostras de diferentes classes de solo, para estudos em laboratório,
visa o desenvolvimento de metodologias de aplicação do Antipó para estas diferentes
classes, tendo como resultado a definição de critérios para o aproveitamento dos solos
locais e minimizando ainda mais o custo final da obra.
3.5 – Relatos de visita ao Estado do Espírito Santo
Esta visita técnica foi realizada entre os dias 13 e 14 de novembro de 2002, e faz parte
de uma programação do projeto CTPETRO, que consta de visitas a locais onde o TAP
estudado alcançou sucesso ou insucesso.
No Estado do Espírito Santo, algumas cidades receberam este tratamento (TAP) e, por
alguns motivos, não conseguiram bons resultados. A visita teve o objetivo de coletar
informações do processo construtivo para assim, procurar entender porque o TAP não
alcançou sucesso total.
Da equipe que acompanhou esta visita faziam parte membros das três instituições que
fazem parte do projeto (PETROBRAS, COPPE/UFRJ e EPUSP). Segue os nomes dos
participantes:
- PETROBRAS/CENPES: Leni Mathias F. Leite, Prepredigna D. E. Almeida, Luiz
Rosa S. Filho;
- PETROBRAS Distribuidora S.A: Fabiano Lucindo L. Rocha e Maria Amália F. M.
Vasconcelos;
81
- COPPE/UFRJ: Laura Maria Goretti da Motta, César Augusto Alves de Castro e
Marcos Pereira Antunes;
- EPUSP: Liedi L. Bariani Bernucci
Na análise das condições do TAP serão descritos os principais tipos de defeito, a
condição do tráfego, o tempo de construção entre outros fatores que interferem na
durabilidade do tratamento. Em cada local visitado foram coletadas amostras de solos
típicos da região para posteriores estudos em laboratório da adequabilidade com o
Antipó. Os ensaios foram realizados no laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ e
serão relatados no próximo capítulo.
3.5.1 - Relatos da Visita Técnica
Nesta visita técnica foram observados trechos (ruas) com tratamento com Antipó, das
seguintes cidades: Castelo, Cariacica e Viana. A escolha dos locais a serem visitados
ficou sob responsabilidade dos profissionais da Petrobras Distribuidora, pois estes
fizeram a comercialização da emulsão (Antipó) com as prefeituras.
3.5.1.1) Município de Castelo:
Cidade situada a aproximadamente 180 km de Vitória, com cerca de 30000 habitantes,
onde existem cerca de 7,0 km de TAP. Foram visitados três bairros, nos quais existem
algumas ruas com TAP; são eles: Bairro Santa Bárbara, Loteamento Vila Nova e Bairro
Zito Olmo.
▪ Bairro Santa Bárbara:
No bairro Santa Bárbara, os trabalhos de avaliação do TAP foram concentrados na rua
principal; esta recebeu o tratamento há aproximadamente dois anos e, devido a um
intenso tráfego de veículos pesados, aliados falta de serviços de manutenção,
encontrava-se em péssimo estado. Foram observados buracos, por quase toda a extensão
da rua, além de pontos onde houve desprendimento da emulsão da camada de base.
82
Não se conseguiu informações detalhadas do processo de execução do TAP, mas pode
se notar que não houve nenhum controle da granulometria da base do TAP. A base do
tratamento era composta de cascalho, oriundo do antigo revestimento primário que era
utilizado nesta rua.
Foram coletadas amostras de material da base para ensaios de caracterização em
laboratório e amostras da “capa” do TAP, para verificar (medir) a penetração da
emulsão.
Coletaram-se também amostras de material do leito natural de duas camadas de
profundidade diferentes: uma a aproximadamente 5cm abaixo da superfície (nível da
rua) e outra a aproximadamente 70,0 cm de profundidade. A facilidade de coleta destas
amostras se deveu ao fato de que a rua recebia serviços de saneamento (rede de esgoto)
para posterior pavimentação com Tratamento Superficial Duplo. Estas informações nos
foram passadas por funcionários da prefeitura que trabalhavam no local.
Como parecer do que foi observado, pode-se dizer:
- houve falta de cuidados na confecção da base, pois o material lá amostrado possuía
características de solo granular com presença de pedras em diâmetro superior ao
recomendado para o TAP. Estes agregados (pedras) se tornaram pontos de defeitos, pois
o banho de emulsão não foi suficiente para revestir totalmente o agregado, ocasionando
um ponto de falha e gerando um buraco na superfície de rolamento.
- a falta de manutenção, como no caso do defeito acima, gerou um conjunto de pontos
críticos que culminaram na deterioração do revestimento.
- a ocorrência de tráfego de veículos pesados (caminhões de empresa de energia,
caminhões transportando bois, etc, constatados na visita) também contribui para a
deterioração.
83
▪ Loteamento Vila Nova
Foi o segundo local a ser observado, desta vez a equipe recebeu a companhia do ex-
prefeito do município, responsável pela execução do TAP neste bairro e em outros.
A prefeitura havia executado um trecho com aproximadamente 300 m em TAP a cerca
de dois anos; a rua visitada apresentava-se com boas condições de rolamento, mas
possuía alguns defeitos pontuais como buracos, devido ao desprendimento da emulsão.
Na confecção da base utilizou-se uma camada com aproximadamente 3,0 cm de saibro;
um detalhe interessante é que na execução foi tomado o cuidado de fazer “molhagem”
da base antes da aplicação do TAP. O banho de emulsão foi feito com caneta
espargidora, sendo a taxa aplicada de acordo com experiência visual do aplicador. A rua
possuía meio-fio, mas não possuía pontos de coleta de água pluvial. Coletou-se material
da base do TAP para ensaio de caracterização e amostras da “capa” do TAP, para
verificar (medir) a penetração da emulsão.
Convém ressaltar que nesta rua existe um terreno que serve de depósito de pedras de
construção gerando um tráfego constante de caminhões para carga e descarga deste
material. Tanto que em frente à entrada deste terreno existiam muitos buracos no TAP,
principalmente devido ao desprendimento da emulsão do solo da base.
Como parecer do que foi observado, pode-se dizer que:
- o TAP apresentava-se em boas condições, com exceção de certos pontos localizados,
como no caso da entrada do terreno utilizado como depósito de pedras;
- neste caso a molhagem da base antes da aplicação da emulsão, melhorou as condições
para penetração do ligante;
- essa rua foi executada com equipamentos da prefeitura, minimizando ainda mais os
custos do serviço.
▪ Bairro Zito Olmo:
O terceiro local visitado, ainda com a companhia do ex-prefeito do município, foi o
bairro Zito Olmo. Neste local existem várias ruas executadas em TAP, confeccionadas
há aproximadamente dois anos. As atividades de observação ficaram concentradas nas
ruas Teodorico Salvador e Rua José Pícole.
84
As ruas apresentam alguns pontos com concentração de buracos, principalmente nas
esquinas, mas existem também trechos com boa condição de rolamento; observou-se
que todas possuem meio-fio e coletores de água nas esquinas. Foi registrado um ponto
onde o excesso de água pluvial contribui para o desprendimento do TAP da base e
formação de buraco e aproveitou-se para coletar material da base e da “capa” do TAP,
neste local.
Os defeitos observados são devido à falta de manutenção e também devido ao tráfego de
caminhões dos próprios moradores do bairro (trabalhadores que utilizam estes veículos
para transporte de blocos de pedra explorados na região).
Como parecer do que foi observado, pode-se dizer que:
- Observamos muitos buracos, principalmente nas esquinas, devido esforço de tração
das rodas dos caminhões carregados que freqüentemente circulam pelo local;
- Prevaleceu a falta de manutenção como o principal agente de “degradação” do TAP.
O Quadro 3.13 apresenta uma série de fotos das vias com TAP deste município
3.5.1.2) Município de Cariacica:
Trata-se de uma cidade da região metropolitana de Vitória, que fez experiências com o
TAP em algumas ruas do bairro Liberdade. Visitamos as ruas Volta Redonda, Sete de
Setembro Rua Transversal (ligando as ruas Sete de Setembro e Padre Gabriel) onde
verificamos que estas foram confeccionadas de forma diferente, conforme relatado a
seguir.
▪ Rua Volta Redonda:
A rua Volta Redonda recebeu o TAP em um trecho de aproximadamente 800 m. Foi
aplicado sobre uma base de 15,0cm constituída de 40% de solo argiloso e 60% de brita
corrida e, segundo o Secretário de Serviços Urbanos do município o objetivo é
aproveitar o tratamento como base para um futuro revestimento do tipo Tratamento
Superficial Duplo.
85
Quadro 3.13 – Fotografias de visita ao município de Castelo (ES) – Bairros Santa
Bárbara, Vila Nova e Zito Olmo
Aspecto de rua principal do bairro Santa Bárbara – Falta de manutenção da via
Exemplo de defeito observado na rua principal do bairro Santa Bárbara
Entrada de depósito de pedras na rua principal do loteamnto Vila Nova
Defeitos observados na rua principal do loteamento Vila Nova – falta de manutenção aliada a tráfego pesado atuante (depósito materias)
Aspecto de sistema de drenagem da rua José Pícole- Bairro Zito Olmo
Aspecto de camada de base do TAP na rua Teodorico Salvador – ponto de defeito devido ação de enxurrada.- Bairro Zito Olmo
86
A execução dos serviços foi feita em maio de 2002 e a condição de rolamento é
razoável, visto que existem vários trechos com buracos e outros que apresentam
desprendimento da emulsão da camada de base.
A execução do TAP não foi feita de maneira convencional, foram feitos três banhos de
emulsão: o primeiro serviu como uma camada de imprimação da base e, a partir deste
repetiu-se o procedimento tradicional do tratamento (dois banhos de emulsão seguidos
de cobertura com pó de pedra). A compactação da base foi executada com rolo liso e de
pneus, enquanto que o acabamento final foi feito com rolo liso.
Como parecer do que foi observado, pode-se dizer:
- a utilização de uma camada de base composta de solo e brita (60% x 40%) é
considerada como uma experiência nova para o TAP. Na prática verificou-se que o
revestimento (TAP) se desprende da base com o passar do tempo em conseqüência da
ação do tráfego. Fica evidenciado que deve haver um controle mais rigoroso da
granulometria do material da base.
▪ Rua Sete de Setembro
Na rua Sete de Setembro o TAP foi executado diretamente sobre uma base de solo
importado de jazida situada no bairro Alzira Ramos; este solo foi coletado em visita a
esta jazida, conforme será relatado em item específico mais à frente.
O TAP apresentava-se em bom estado de conservação, visto que o local não recebia
tráfego de veículos, devido à grande inclinação do greide.
Na confecção da base, utilizou-se rolo liso na compactação, e logo após foi feito um
banho de emulsão seguido de cobertura com pó de pedra e posterior passagem de rolo
liso para “fechamento” do serviço.
Como parecer do que foi observado, pode-se dizer:
87
- O TAP apresentava-se em boas condições, devido principalmente, a não haver
solicitação de tráfego nesta rua; trata-se de um local de elevada inclinação e, mesmo
assim o TAP se apresenta com bom comportamento funcional.
O Quadro 3.14 apresenta uma série de fotos das vias com TAP deste município
3.5.1.3 – Município de Viana
Trata-se de uma cidade da região metropolitana de Vitória. Lá, em caráter de teste,
aplicaram o TAP na rua Santa Catarina, bairro Areinha, diretamente sobre a base de
solo local. O trecho construído possui cerca de 800m de extensão por 5,5m de largura.
A rua havia recebido o TAP a aproximadamente dois meses antes da data da visita e
possuía boas condições de rolamento, mesmo já apresentando alguns pequenos defeitos
devido a erros cometidos no processo construtivo.
Segundo o Secretário de Obras do município, a preparação do leito natural para
execução do TAP, constou de uma escarificação de aproximadamente 10,0 cm do leito
existente. Após conformação do greide, iniciou-se as etapas de execução do TAP:
aplicação de duas demãos de emulsão, a taxa de 1,5 litros por camada, seguida de
cobertura com pó de pedra. A segunda aplicação da emulsão foi realizada uma hora
após a primeira. A compactação da base foi executada com rolo liso e a do revestimento
com rolo de pneus.
Vale lembrar que foi feita uma experiência nos primeiros 100 m do início da rua: este
trecho já possuía revestimento primário, composto de escória de aciaria, que foi
escarificado e incorporado ao solo do subleito; sobre esta base preparada foi aplicado
um único banho de emulsão à taxa de 3,0 l/m2 e feito à cobertura com pó de pedra. Esta
experiência não foi bem sucedida, pois observamos neste trecho os seguintes defeitos:
desprendimento do revestimento da base e também marcas das rodas do caminhão
espargidor, devido ao excesso de ligante na superfície. Os serviços de compactação
seguiram o mesmo processo adotado no restante do trecho, conforme citado
anteriormente.
88
Quadro 3.14 - Fotografias de visita ao município de Cariacica (ES) – Ruas Volta
Redonda, Rua Transversal e Sete de Setembro
Aspecto de rua Volta Redonda Aspecto de tráfego da rua Volta Redonda
Detalhe de via com TAP (Rua Transversal) – Inclinação elevada, justificando execução de meio-fio e sarjeta lateral
Aspecto de material da base da rua Sete de Setembro – brita graduada
89
Quanto à drenagem, observou-se a existência de meio fio ao longo de toda a rua, mas
detectou-se a excassez de pontos de coleta de água pluvial; os pontos existentes não
possuíam canalização para conduzir as águas para um destino adequado, lançando-as
em terrenos das residências adjacentes à rua.
O tráfego atuante é predominantemente leve, com eventuais passagens de veículos
pesados (caminhão de limpeza urbana, ônibus).
Segundo o Secretário de Obras, o serviço ficou em torno de R$ 6,50 / m2; mesmo com a
prefeitura alugando equipamentos como rolo de pneus, rolo liso vibratório além de
caminhão espargidor.
Coletamos amostras de material do pé de um talude na lateral da via que segundo o
Secretário de Obras corresponde ao material de base. Coletou-se material da base do
TAP para ensaio de caracterização e amostras da “capa” do TAP, para medir a
penetração da emulsão.
Como parecer do que foi observado, pode-se dizer:
- a rua havia recebido o TAP há pouco tempo, e apresentava-se em boas condições de
rolamento, mesmo com alguns defeitos pontuais;
- os defeitos observados são devido à falta de controle de material de base
(granulometria) e alguns cuidados na execução do serviço;
O Quadro 3.15 apresenta uma série de fotos das vias com TAP deste município
3.5.2 - Considerações Finais
De acordo com o observado nos trechos visitados, torna-se necessário ressaltar a
necessidade de conscientização da importância dos serviços de manutenção periódica do
TAP; por se tratar de um revestimento de pequena espessura e sem nenhuma função
estrutural, qualquer “ponto” de defeito se propaga muito mais rapidamente que nos
outros revestimentos asfálticos tradicionais. De todos os trechos observados nesta visita,
nenhum recebeu este serviço.
90
Quadro 3.15 - Fotografias de visita ao município de Viana (ES) – Rua Santa Catarina
Aspecto do TAP na rua Santa Catarina Detalhe de defeito observado- devido pouca penetração do Antipó na
base
Marcas de rodas do caminhão espargidor, devido aplicação de excesso
de ligante (segunda aplicação do Antipó sem esperar tempo de cura da
primeira aplicação)
Detalhe de ponto de drenagem que lança águas pluviais em terrenos
adjacentes.
Vista de talude onde se coletou amostras, referentes a material do leito
da rua
Ponto de coleta de amostras de solo e de “capas” do TAP
91
A falta de um procedimento para execução do TAP ficou evidenciada. Dos trechos
observados, cada um foi confeccionado de uma forma. A execução fica a critério da
experiência do Engenheiro responsável, fazendo com que o índice de insucessos
aumente, tendo como conseqüência um “desgaste” do produto (Antipó) frente ao
mercado consumidor.
O TAP é uma técnica simples e que emprega maquinário usual em obras de
pavimentação além de ser uma alternativa de baixo custo para rodovias de baixo volume
de tráfego. Ficou evidente a melhoria da qualidade de vida da população circunvizinha.
Mas é preciso que seja bem executado para que tenha um tempo de vida útil adequado.
3.5.3 - Amostras Complentares:
Nestas viagens a trechos construídos com a técnica TAP foram coletadas várias
amostras para posteriores estudos em laboratório. Por uma falta de planejamento do
aluno, a maior parte das amostras foi coletada em quantidade insuficiente para
realização de todos os ensaios, principalmente para o ensaio de imprimação; a maioria
das amostras foi apenas caracterizada. Por este motivo optou-se por executar uma coleta
de solos adicional, em jazidas do município do Rio de Janeiro.
Foram visitadas duas jazidas de material granular (denominado popularmente de
saibro): Jazida Cândido e Jazida Palmares.
A Jazida Cândido está situada na estrada Rio-São Paulo, no 4.350, km 32 e possui
coordenada N: 643.605, E: 7.470.563 e segundo o Mapa Pedológico da SMAC-
EMBRAPA, trata-se de uma fonte de solo do tipo podzólico.
Já a Jazida Palmares está situada na estrada dos Palmares, 301 e possui coordenada N:
637.044, E: 7.468.828 e segundo o Mapa Pedológico da SMAC-EMBRAPA trata-se de
uma fonte de solo do tipo podzólico.
Para ambas a jazida considera-se que o solo tipo podzólico se situa no horizonte B e o
saibro no horizonte C.
O Quadro 3.16 apresenta fotografias destas Jazidas de solo.
92
Quadro 3.16 - Fotografias de visita ao jazidas do município do Rio de Janeiro (RJ)
Aspecto de pontos de coleta de amostras de Jazida Cândido
Aspecto de pontos de coleta de amostras de Jazida Palmares
93
3.5.4 – Custos de Revestimento Asfálticos
Com base em informações coletadas nos municípios onde se construiu com a técnica
TAP com Antipó e, comparando-se com custos de outros serviços de pavimentação
comumente executados pode-se, a título informativo, fazer a seguinte comparativa de
custos:
Segundo informações da EMOP/SELEP (Empresa de Obras Públicas do Estado do Rio
de Janeiro/Setor de Levantamento de Preços) o custo aproximado do metro quadrado
aplicado de Concreto Betuminoso Usinado à Quente (CBUQ), com 5,0cm de espessura,
está em torno de R$ 20,00 a R$ 25,00/m2. Já o revestimento asfáltico denominado
Tratamento Superficial, executado com caminhão usina, tem custo aproximado do
metro quadrado aplicado em torno de: Tratamento Superficial Duplo (TSD) entre R$
8,00 a R$ 10,00/m2 e Tratamento Superficial Triplo (TST) entre R$ 9,00 a R$ 11,00/m2.
A Petrobras Distribuidora comercializa o Antipó, produto exclusivo da empresa, em
unidade de tonelada; geralmente quem está interessado em executar o Tratamento com o
Antipó adquire o produto da Petrobras Distribuidora e executa a aplicação por conta
própria. No estado do Paraná, os municípios adquirem o produto da empresa e
contratam outra empresa para aplicar; o tratamento com antipó tem um custo final em
torno de R$4,00 a R$5,00/m2. Para a região sudeste pode-se considerar que o
Tratamento com o Antipó tem um custo aproximado de R$ 5,00 a R$ 7,00/m2.
Em uma simulação para composição de custos de serviços, segue exemplo de caso de
uma via com comprimento de 1,0km e largura de 7,0m – área de 7.000 m2; o custo de
cada um dos serviços (admitindo preço “mínimo”) será: CBUQ: R$ 140.000,00; TST:
R$ 63.000,00; TSD: R$ 56.000,00; TAP: R$ 35.000,00.
O TAP, para este exemplo, custa o equivalente a 25% do custo do serviço com CBUQ,
55% do custo do TST e 63% do custo do serviço TSD. Portanto trata-se de uma
alternativa de baixo custo quando comparada com os revestimentos asfálticos
convencionais. Comparando-se custo de produto, o Antipó custa em torno de 10% mais
que a emulsão asfáltica convencional RM-1C.
94
CAPÍTULO 4
APRESENTAÇÃO DE DADOS E RESULTADOS DE ENSAIOS DE
LABORATÓRIO
4.1 – Introdução
Para o estudo da interação do solo com o Antipó foi utilizada a metodologia de ensaio
de imprimação (VILLIBOR, 1981) descrita no capítulo 2.
Para se realizar estes ensaios foram coletadas amostras de diferentes solos, seja fino,
seja granular, utilizados em bases do Tratamento com Antipó ou coletados em jazidas e
perfis de solos. Este procedimento tem o intuito de estudar a interação da emulsão com
diferentes solos.
Para se conhecer a técnica foram realizadas viagens aos estados do Paraná e Espírito
Santo, onde o tratamento anti-pó, com a emulsão à base de óleo de xisto, vem sendo
executado em vias de baixo volume de tráfego conforme relatado no capítulo 3.
Nestas visitas foram observados trechos onde a técnica funcionou – apresenta-se em
bom estado (mesmo sendo executado há mais de três anos) e oferece uma boa condição
de rolamento, a ponto de se assemelhar a um Tratamento Superficial asfáltico
convencional - e trechos onde não funcionou - se desprendeu da base em tempos curtos
após a aplicação, seja por ação intensa do tráfego ou não adaptação ao solo da base.
O parâmetro que se utilizou nos ensaios de imprimação para considerar se o solo é
adequado para receber o revestimento (tratamento com Antipó) foi embasado em corpos
de prova retirados de vias onde a técnica apresenta-se com boas condições de rolamento
e conservação (trecho construído a cerca de 3 anos).
95
Além deste ensaio de caráter decisivo no estudo, foram realizados os ensaios básicos de
caracterização em todos os solos estudados.
4.2 – Ensaios de Caracterização realizados em laboratório
As amostras previamente secas foram quarteadas de forma a promover sua melhor
homogeneização. Em seguida foram separadas em diferentes porções contendo
quantidade de material suficiente para realização dos seguintes ensaios: Análise
Granulométrica por Peneiramento e Sedimentação, Determinação dos Limites de
liquidez e de Plasticidade, Compactação Mini-Proctor, Compactação Mini-MCV e
Ensaio de Perda de Massa por Imersão. Cada um destes ensaios foi executado
observando-se os métodos especificados pelo DER-SP, IPR/DNIT, COPPE/UFRJ.
Apresentam-se os dados da execução dos ensaios acima listados assim como aspectos
que merecem destaque quanto aos resultados encontrados. Para fins de comparação,
estes resultados encontram-se listados também nas planilhas “Resultados dos Ensaios de
Caracterização”.
As amostras de solos secas foram submetidas ao peneiramento em peneiras de malhas
quadradas de aberturas padronizadas segundo a seguinte série: peneira de abertura ½” e
3/8”, peneira nos 4, 10, 40, 100 e 200. O peneiramento foi realizado por via seca até a
peneira no 100 e por via úmida na peneira no 200. As porções retidas em cada peneira
foram anotadas e determinadas às respectivas porcentagens em peso, em relação à
amostra total.
Uma porção do material que passa na peneira no 100 foi dissolvida em solução
defloculante de hexametafosfato de sódio e, depois de homogenizada pela ação do
aparelho dispersor de solos, foi submetida aos procedimentos do ensaio relacionados à
aquisição de leituras do densímetro de bulbo simétrico imerso na solução que contém as
partículas de solo. As leituras assim determinadas, juntamente com os dados da
temperatura da solução durante a realização do ensaio e dados relativos à calibração do
densímetro utilizado, compuseram a base de dados necessários aos cálculos das
96
porcentagens das porções granulométricas dos solos definidas pela norma técnica NBR-
6502.
É importante lembrar que o deflocurante utilizado na realização do ensaio de
sedimentação tem o efeito de desagregar eventuais grumos ou torrões existentes. Não se
pode afirmar com segurança de que forma tais grumos foram desagregados: se
completamente ou apenas parcialmente, pois se utilizou o defloculante tradicional
(hexametafosfato de sódio) e sabe-se que este pode não ser o mais indicado para muitos
solos tropicais. Os resultados dos tamanhos de partículas determinados nesse ensaio
podem variar com a alteração do agente dispersor e assim como com o tempo de
agitação da solução que contém o solo a ser analisado pelo aparelho dispersor de solos.
Certa quantidade de material que passa na peneira no 40 foi destinada à realização dos
ensaios de determinação dos Limites de Liquidez e de Plasticidade dos solos. A
determinação do Limite de Plasticidade e do índice de Plasticidade foi realizada
conforme procedimento prescritos pela norma DNER-ME 082/94. De posse dos
parâmetros de granulometria e de plasticidade dos solos, foi possível calcular os valores
para o índice de Grupo de cada um dos solos ensaiados.
Lançando-se os valores encontrados para Limite de Liquidez e Índice de Plasticidade no
Gráfico de Plasticidade de Casagrande, foi possível classificar-se os materiais conforme
a classificação T.R.B
Os resultados dos ensaios citados acima, juntamente com a classificação geotécnica de
cada um dos solos ensaiados, realizada conforme as classificação T.R.B. encontram-se
listados na tabela 4.01.
Nesta tabela são citados apenas os resultados dos ensaios com amostras que foram
utilizadas no ensaio de imprimação. Nas visitas de campo coletou-se muitas amostras só
que em quantidade insuficiente para realização de ensaios de imprimação; Por este
motivo grande parte destas amostras foram apenas caracterizadas.
97
Tabela 4.01: Ensaios físicos e classificação geotécnica tradicional Granulometria
(% passante) Limites Classificação
Amostra
nº 10 nº 40 nº 200 LL LP
ρS
(g/cm3) USC TRB
antipó 01 98,7 97,6 90,7 55,5 30,6 2,886 CH A-7-5
antipó 02 99,3 99,0 95,5 57,4 35,5 2,960 CH A-7-5
antipó 03 75.3 55,6 42,1 52,0 25,4 2,667 CH A-7-5
antipó 04 91,9 55,8 32,6 46,6 21,5 2,664 CL A-2-7
antipó 05 87,5 56,4 24,1 26,9 NP 2,631 SM A-2-4
antipó 06 97,3 79,5 60,7 46,1 27,9 2,674 CL A-7-6
antipó 07 85,5 60,0 14,5 NL NP 2,668 SW A-2-4
antipó 08 81,4 40,0 26,5 39,4 29,8 2,633 SM A-2-4
antipó 09 74,9 35,2 17,6 25,6 18 2,638 SM A-2-4
antipó 10 94,4 73,1 57,3 51,9 23,1 2,668 CH A-7-5
antipó 11 100,0 98,1 21,0 NL NP 2,672 SM A-2-4
antipó 12 100,0 98,1 40,0 58 40 3,035 CL A-7-5
antipó 13 100,0 98,1 40,0 30 21 2,714 SC A-4
antipó 14 99,0 96,1 76,2 58,7 26,3 2,628 CH A-7-5
antipó 15 79,9 70,0 43,2 31,9 21,2 2,639 CL A-6
Em se tratando de solos “finos” (percentual maior que 90% passante na peneira no. 10),
optou-se por realizar a classificação destes utilizando-se a metodologia MCT, segundo
(DNER – ME 228/94, DNER – ME 256/94, DNER – ME 258/94).
Tabela 4.02: Resultado da caracterização de amostras de solos “finos” Parâmetros Classificação MCT Amostra Local de Coleta
c’ Pi d’ e’ Original Modificada
Antipó 01 Paraná / PR 0,79 40 36,1 0,98 LA’ LA’
Antipó 02 Maringá / PR 1,49 108 15 1,34 NS’ NS’
Antipó 03 Castelo/ES 2,0 166 27,5 1,34 NG’ NG’
Antipó 04 Cariacica/ES 0,82 87 30 1,15 NA’ TA’
Antipó 10 IPR-DNER /RJ 0,40 92 90 1,04 LA LA
Antipó 11 Campo Grande / MS 0,50 30 95,6 0,79 LA LA
Antipó 12 Campo Grande / MS 2,1 8,5 45,8 0,8 LG’ LG’
Antipó 13 Campo Grande / MS 1,60 130 70,3 1,17 LG’ TA’G’
98
4.3 – Metodologia do Ensaio de Imprimação
Foram escolhidas diferentes classes de solos para se realizar o ensaio de imprimação.
Definiu-se a energia de compactação, a taxa de emulsão e fez-se variação do teor de
umidade na intenção de analisar a variação da penetração de emulsão no solo.
Para efeito comparativo foram analisadas 13 amostras de solo, com classificação MCT
diferente, e realizados ensaios de imprimação para verificação da penetração da emulsão
(Antipó). Algumas destas amostras também receberam imprimação com emulsão
asfáltica (RM-1C) para efeito comparativo com o Antipó.
Para execução destes ensaios procedeu-se da seguinte maneira: Foram definidos 5
teores diferentes de umidade (hot – 4%, hot – 2%, hot , hot + 2%, hot + 4%) e
homogenizados pares de porções de cada amostra nestas umidades. Após
homogenização, estas porções foram acondicionadas em câmara úmida por 24 horas
sendo a seguir submetidas ao ensaio de compactação no compactador MCT, na energia
intermediária (6 golpes de cada lado). Antes de colocar o material no molde, foi
colocado uma peça denominada “macho” que cria um ressalto no corpo de prova que se
destina à aplicação do ligante.
Foram executados ensaios em laboratório visando classificar o comportamento de
diferentes solos em contato com o Antipó e uma emulsão asfáltica convencional (RM-
1C).
Antes de se aplicar à metodologia de VILLIBOR (1981) foram realizados ensaios testes
em laboratório na tentativa de entender o comportamento do Antipó com o solo. Foram
selecionadas duas amostras (antipó 14 e antipó 15) e foram preparados corpos de prova
em moldes que correspondiam ao anel complementar do cilindro CBR para posterior
verificação da penetração do produto. Estes corpos de prova foram moldados com 5, 10,
e 15 golpes com peso padrão de energia normal do ensaio de CBR para efeito
comparativo e verificação da relação número de golpes/ penetração. Paralelamente
foram moldado um corpo de prova de cada amostra com 10 golpes, imprimada com
Antipó e efetuada a cobertura com pó de pedra; estas duas amostras foram colocadas ao
99
ar livre para verificação do comportamento com o tempo. O quadro 4.01 apresenta fotos
destas amostras logo após a moldagem.
As amostras após um ano e dois meses de exposição ao tempo são apresentadas em
fotos no quadro 4.02.
Verificou-se que a amostra de material granular obteve melhor desempenho,
possivelmente devido maior penetração do antipó alcançando uma melhor
impermeabilização da superfície.
Em uma outra oportunidade, aproveitando-se amostras existentes no laboratório de
Geotecnia foram testadas 3 amostras (antipó 11, antipó 12 e antipó 13) já caracterizadas
e que estavam sendo utilizadas em outro estudo. Para estas amostras utilizou-se moldes
MCT na moldagem e energia normal de compactação. Fez-se variação da umidade em
até 10 pontos e, a partir daí executou-se o ensaio de imprimação com aplicação do
ligante 15 minutos após moldagem e sem executar irrigação prévia. A análise dos
resultados será comentada em tabela na seqüência. O Quadro 4.03 apresenta fotos destas
amostras depois de moldadas.
100
Quadro 4.01 – Fotografias de moldagem de cps para teste com Antipó – etapa de testes
Amostras moldadas para testes com Antipó – detalhe da penetração do produto
Aspecto de cps imprimados, preparado para teste ao ar livre
101
Quadro 4.02: Situação de amostras após exposição prolongada ao tempo
Aspecto de estado que se encontram amostras após expostas por um ano e dois meses ao tempo.
102
Quadro 4.03 – Fotografias de moldagem de cps (Mini) para ensaio de Imprimação
Vista de cps moldadospara estudo do efeito da imprimação
Detalhe de aspecto que apresentam após moldagem e imprimação
103
Após estes testes preliminares, optou-se pelo uso da metodologia de VILLIBOR (1981),
acrescida de algumas adaptações, mais precisamente no caso do tempo de ruptura do
ligante, que no caso da emulsão é menor que do asfalto diluído; adotou-se um tempo de
espera de 48 horas para cura do Antipó.
Para execução dos ensaios utilizou-se a sistemática descrita a seguir:
a) Prepararam-se corpos de prova de dimensões reduzidas, compactados nas energias
“normal” e “intermediária”:
b) Para cada solo foram moldados corpos de prova em duplicata, correspondentes a
cinco teores de umidade em torno do teor ótimo de compactação. Após a compactação
retira-se cada corpo de prova do molde e parafina-se o mesmo exceto na área a ser
imprimada, ou seja, na sua superfície rebaixada;
c) Foram escolhidas duas formas de executar a imprimação:
c.1) 15 minutos após moldagem
c.2) 24 horas após moldagem
No primeiro caso (c.1), para cada par de corpos de prova, um era imprimado (taxa de
1,5 l/m2) 15 min. após moldagem e o outro recebia irrigação de água prévia (taxa de 0,5
l/m2) 15 min. após moldagem e 15 min após se fazia à imprimação.
No segundo caso (c.2), repetia-se a mesma operação, só que com 24 horas após
moldagem.
d) Efetuava-se a imprimação com emulsão à base de óleo de xisto (Antipó) ou emulsão
asfáltica de ruptura média (RM-1C). Utilizou-se uma ampola de seringa para fazer a
dosagem correta e melhor distribuição deste produto na superfície rebaixada do corpo
de prova.
e) Após a imprimação, deixava-se o corpo de prova em repouso por 48 horas para cura
do produto.
104
f) O corpo de prova foi em seguida partido longitudinalmente e determinava-se a
espessura de penetração do material betuminoso (média de 4 determinações)
Com os resultados obtidos do teor de umidade de compactação, densidade aparente seca
e espessura de penetração, foram traçados gráficos apropriados para permitir uma
análise da técnica.
O Quadro 4.04 apresenta fotos com a seqüência executiva deste ensaio
Através de observações e medições, com paquímetro, das duas metades do corpo de
prova, é possível avaliar a penetração da emulsão na amostra compactada de solo.
Compararam-se as penetrações lidas em cada corpo de prova e adotou-se um intervalo
de 4,0 a 13,0 mm como aceitável para definir se o solo é adequado para receber o
Antipó, com base nos corpos de prova coletados nos trechos em São José dos Pinhais –
PR e na experiência de VILLIBOR (1981).
Em caráter comparativo foi realizados o ensaio de imprimação, com a amostra antipó
08, em moldes de maior dimensão (molde Marshall); o objetivo era de verificar a
influência do aumento da área de contato da emulsão com o solo, principalmente porque
se tratava de amostra de solo granular e se suspeitava da execução de ensaio de
imprimação em moldes miniatura para este tipo de solo.
Os resultados destes ensaios estão detalhados no anexo 01, sendo que o quadro 4.05
mostra um exemplo dos resultados e a tabela 4.03 mostra um resumo de todos os
resultados obtidos.
105
Quadro 4.04 - Fotografias de etapas do ensaio de Imprimação
Pesagem da amostra Verificação do teor de umidade
Encamihamento para estufa Amostras moldadas preparadas para imprimação
Detalhe da aplicação do Antipó nas amostras
Detalhe de seringa utilizada p/ controle de taxa de produto
Prensa utilizada para longitudinal dos cps Detalhe de posicionamneto da lâmina na prensa
Metodologia de corte utilizada Detalhe de cp ao ser cortado Aspecto depois do corte – pronto para
medição de penetração do produto
Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 01 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Talude lateral de BR 376, km 213 Proctor:IntermediárioLocalização: (Trevo: Jandaia do Sul / Mandaguari) Emulsão: agente antipó
27 41 g-9 i-28 42 i-37 18 11 2 3544,4 37,7 53,9 58,6 53,6 44,8 54,6 50,3 46,4 51,838,2 32,9 43,7 47,2 44,8 37,2 45,5 43,2 40,2 44,717,6 16,6 14 13,5 18,8 13,5 15,8 18,1 16,6 18,26,2 4,8 10,2 11,4 8,8 7,6 9,1 7,1 6,2 7,120,6 16,3 29,7 33,7 26 23,7 29,7 25,1 23,6 26,530,10 29,45 34,34 33,83 33,85 32,07 30,64 28,29 26,27 26,79
hót.- 4% hót.- 2% hót. hót.+ 2% hót.+ 4% teor de umidade (%) 26,53 29,46 29,77 32,96 34,09 massa esp. Ap. seca (g/cm3) 2,36 2,49 2,52 2,49 2,47penetração (mm) 0,5 0,50 0,5 0,7 0,5
teor de umidade (%) 26,53 29,46 29,77 32,96 34,09massa esp. Ap. seca (g/cm3) 2,42 2,50 2,56 2,51 2,47penetração (mm) 0,5 0,8 0,4 0,5 0,4
Observações:(a): representa as amostras que receberam irrigação prévia
1/2
29,77 29,77 34,09 34,09 26,53 26,5332,96 32,96 29,46 29,46
Resultado de ensaio de Imprimação - Dados
Dados para plotagem de gráficos para análise
cp sem irrigação
cápsula no
peso cápsula + solo úmido (g)peso cápsula + solo seco (g)peso da cápsula (g)peso da água (g)peso do solo seco (g)teor de umidade (%)umidade média (%)peso do cp (g)altura do cp (cm)volume do cp (cm3)massa esp. Ap. seca (g/cm3) penetração (mm)
hót. (a) hót. hót. + 4% (a) hót. + 4% hót. + 2% (a) hót. + 2% hót. - 2% (a) hót. - 2% hót. - 4% (a) hót. - 4%
198,35,21
197,85,46
1995,41
1995,27
102,302,520,5
199,55,15
101,122,560,4
107,202,470,5
197,55,46
107,202,470,4
106,222,490,7
198,75,35
105,042,510,5 0,5 0,8
2005,28
103,672,50
107,012,36
103,472,49
Quadro 4.05: Modelo de Planilha utilizada em Ensaios de Imprimação
cp com irrigação
0,5
199,75,31
104,262,420,5
199,25,45
Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 01 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Talude lateral de BR 376, km 213 Proctor:IntermediárioLocalização: (Trevo: Jandaia do Sul / Mandaguari) Emulsão: agente antipó
2/2
Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Quadro 4.05: Modelo de Planilha utilizada em Ensaios de Imprimação
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
00,10,20,30,40,50,60,70,8
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
pene
traçã
o da
em
ulsã
o (m
m)
Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
00,10,20,30,40,50,60,70,80,9
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
pene
traçã
o da
em
ulsã
o (m
m)
2,342,362,382,402,422,442,462,482,502,522,54
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
mas
sa e
sp. a
p. s
eca
2,40
2,42
2,44
2,46
2,48
2,50
2,52
2,54
2,56
2,58
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
mas
sa e
sp a
p. s
eca
108
Tabela 4.03: Resumo dos ensaios de Imprimação
Penetração máx. c/ irrigação (mm)
Penetração máx. s/ irrigação (mm)
Amostra Classif. MCT
Classif. HRB
Ligante Energia Compactação
(15 min.) (24 hs) (15 min.) (24 hs)
Antipó 01 LA’ A-7-5 Antipó Intermediária 0,7 0,6 0,8 0,7 Antipó 02 NS’ A-7-5 Antipó Intermediária 0,6 1,2 0,6 0,8 Antipó 03 NG’ A-7-5 Antipó Intermediária 10,3 7,0 6,55 6,3 Antipó 04 NA’ - TA’ A-2-7 Antipó Intermediária 7,4 7,73 5,6 5,63 Antipó 05 --- A-2-4 Antipó Intermediária 5,80 6,85 7,5 9,40
Antipó Intermediária 7,60 6,33 Antipó 06
---
A-7-6 RM-1C Intermediária 1,80 1,0 1,6 1,2
Antipó Intermediária 6,9 6,3 Antipó 07
---
A-2-4 RM-1C Intermediária 1,4 1,45 1,45 1,0
Intermediária 7,30 4,5 5,68 5,7 Antipó 08
---
A-2-4
Antipó Intermediária 7,8* 9,1* 7,5* 12,0*
Antipó 09 --- A-2-4 RM-1C Intermediária 2,0 1,3 Normal 11,5 5,40 10,9 4,5 Antipó 10 LA A-7-5 Antipó
Intermediária Antipó 11 LA A-2-4 Antipó variável 6,3 Antipó 12 LG’ A-7-5 Antipó variável 3,4
Antipó 13 LG’ A-4 Antipó variável 4,9
GOLPES 5 golpes
10 golpes
15 golpes
Antipó 14 --- A-7-5 Antipó variável 5,7 5,6 5,1 Antipó 15
--- A-6 Antipó variável
Penetração máx. s/
irrigação – 15 min.
6,1 5,8 5,5
obs.: 1) --- : significa que material não foi classificado 2) * : indica resultados em amostras confeccionadas em molde Marshall
4.4 – Análise dos Resultados
A partir das observações expostas acima se pode concluir que:
a) Amostras consideradas adequadas para serem utilizadas como material de base
somente pelo aspecto da penetração da emulsão:
• Amostras ensaiadas segundo metodologia VILLIBOR (1981) – modificada: antipó 03
(A-7-5 / NG’), antipó 04 (A-7-5 / NA’-TA’), antipó 05 (A-2-4), antipó 06 (A-7-6),
antipó 07 (A-2-4), antipó 08 (A-2-4), antipó 10 (A-7-5 / LA).
• Amostras analisadas em testes preliminares – sem metodologia específica: antipó 11
(A-2-4 / LA), antipó 13 (A-4 / LG’), antipó 14 (A-7-5), antipó 15 (A-6).
109
b) Amostras consideradas não adequadas para serem utilizadas como material de
base é:
• Amostras ensaiadas segundo metodologia VILLIBOR (1981) – modificada: antipó 01
(LA’), antipó 02 (NS’).
• Amostras analisadas em testes preliminares – sem metodologia específica: antipó 12
(A-7-5)
Nas amostras que receberam imprimação com RM-1C constatou-se que estas não
apresentaram uma boa interação com o produto; devido as seus característicos físico-
químicos esta emulsão não penetrou nas amostras ocasionando uma superfície com
excesso de ligante, característico de exsudação. As mesmas amostras tiveram bom
desempenho com o Antipó.
Como descrito, foram realizados ensaios de laboratório objetivando obter informações
sobre a influência dos vários fatores que interferem no processo de imprimação:
- tipo e taxa de aplicação do material betuminoso;
- teor de umidade de compactação;
- densidade aparente seca;
- características dos solos;
- influência da perda de umidade e da irrigação prévia.
Nas observações efetuadas nos trechos em construção e/ou construídos foram
identificadas características indesejáveis da imprimação, associados muitas vezes com
defeitos do pavimento.
As características e os defeitos associados são os seguintes:
a) Penetração excessiva da imprimação
Em solos em que a penetração da emulsão atingiu valores superiores a 13,0 mm,
verificou-se a que a camada de rolamento não ficava devidamente impermeabilizada
devido à penetração excessiva da emulsão.
b) Penetração reduzida da imprimação
110
Considerou-se não adequado, por reduzida penetração, os casos em que a emulsão
penetrou em pequena quantidade no solo, formando uma película betuminosa
excessivamente espessa na superfície do corpo de prova. Neste caso, a película possui
pequena ligação com o solo o que não garante uma aderência perfeita para o
revestimento. Considerou-se para estes casos penetração menor que 4,0 mm.
Assim os casos considerados de comportamento satisfatório, de acordo com
comparação com corpos de prova extraídos de trechos onde a técnica TAP obteve
sucesso, são caracterizados por:
- espessura de material betuminoso com penetração entre 4,0 a 13,0 mm;
- película residual de material betuminoso na superfície com espessura não excessiva.
Essas conclusões se embasam em corpos de prova extraídos de trechos construídos com
a técnica tratamento com Antipó que se apresentam em boas condições de conservação,
mesmo recebendo tráfego a pelo menos três anos.
Análise de resultados de ensaios de imprimação:
a) Imprimação com irrigação prévia x imprimação sem irrigação prévia Para se fazer um balanço comparativo para as amostras que obtiveram melhor resultado
no ensaio de imprimação quanto à necessidade ou não de imprimação foi preparado o
Quadro 4.06 que apresenta um resumo dos resultados do ensaio - detalhes no anexo 01.
Quadro 4.06 – Resumo dos resultados sobre o efeito da irrigação prévia: Amostras Imprimadas com 15 minutos
Amostras Imprimadas com 24 horas
Amostras ensaiadas
Emulsão utilizada
Irrigada Não Irrigada
Irrigada
Não Irrigada
Antipó 01 Antipó ● ● ● ● Antipó 02 Antipó ● ● ● ● Antipó 03 Antipó ▲ ▲ Antipó 04 Antipó ▲ ▲ Antipó 05 Antipó ▲ ▲
Antipó ▲ Antipó 06 RM-1C ● ● ● ●
Antipó ▲ Antipó 07 RM-1C ● ● ● ● Antipó 08 Antipó ▲ ▲ Antipó 09 RM-1C ● ● ● ● Antipó 10 Antipó ▲ ▲
Obs.: Onde: ●: simboliza que não atendeu critério de penetração (4,0 a 13,0mm); ▲: simboliza que atendeu o critério de penetração
e foi melhor este procedimento
111
Os quadros 4.07 e 4.08 apresentam os resultados de penetração do antipó nas amostras
de solo que foram ensaiadas segundo o procedimento proposto por VILLIBOR, (1981).
Estes quadros são considerados complementares à tabela 4.03 e ao quadro 4.06,
apresentada anteriormente.
Quadro 4.07: Influência do tempo para imprimação na penetração do antipó
Quadro 4.08: Influência da irrigação prévia na penetração do antipó
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
mm
Penetração máxima x imprimação após 24 horas
"com imprimação" "sem irrigação"
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
mm
Penetração máxima x imprimação imediata
com irrigação sem irrigação
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
mm
Penetração x Tempo de imprimação c/ irrigação prévia
15 min 24 hs
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
mm
Penetração máxima x imprimação após 24 horas
"com imprimação" "sem irrigação"
112
Considerações:
- As amostras que não atenderam ao primeiro critério do ensaio (penetração da
emulsão entre 4,0 a 13,0mm) não foram analisadas, pois, são estes solos
considerados impróprios para serem utilizados na técnica do TAP;
- Na análise das amostras consideradas adequadas para serem utilizadas na
técnica do TAP constatou-se que independente do tempo para se executar a
imprimação, as amostras apresentaram praticamente o mesmo
comportamento; quanto à utilização da irrigação prévia: para ambos os casos
obtiveram melhor desempenho as que receberam irrigação prévia antes da
imprimação.
c) Imprimação: efeito da umidade de compactação Para se fazer um balanço comparativo para as amostras quanto à influência do teor de
umidade na imprimação foi preparado o Quadro 4.09 que apresenta um resumo dos
resultados do ensaio - detalhes no anexo 01
Quadro 4.09 – Resumo dos resultados sobre o efeito da umidade de compactação
Obs.: Onde: i: indica amostra que recebeu irrigação prévia; ñi: indica amostra que não recebeu irrigação; ●: simboliza que não
atendeu critério de penetração (4,0 a 13,0mm); ▲: simboliza que atendeu o critério de penetração e foi melhor este procedimento Considerações:
- A maior parte dos solos estudados obteve melhor interação com a emulsão
para pontos abaixo da umidade ótima;
Abaixo da Hót. Hót. Acima da Hót. 15 min. 24 hs. 15 min. 24 hs. 15 min. 24 hs.
Amostras ensaiadas
Emulsão utilizada
i
ñi i
ñi
i
ñi
i
ñi
i
ñi
i
ñi
Antipó 01 Antipó ▲ ▲ ▲ ▲ Antipó 02 Antipó ▲ ▲ ▲ ▲ Antipó 03 Antipó ▲ ▲ ▲ ▲ Antipó 04 Antipó ▲ ▲ ▲ ▲ Antipó 05 Antipó ▲ ▲ ▲
Antipó ▲ ▲ ▲ Antipó 06 RM-1C ▲ ▲
Antipó ▲ ▲ Antipó 07 RM-1C ▲ ▲ ▲
Antipó 08 Antipó ▲ ▲ ▲ Antipó 09 RM-1C ▲ ▲ Antipó 10 Antipó ▲ ▲ ▲ ▲
113
- Apesar de a maioria das amostras apresentar melhor desempenho com a
emulsão para situações em que as amostras foram confeccionadas com
umidade abaixo da ótima é necessário alertar que este não deve ser um
procedimento a ser seguido em campo; na confecção de bases para serviços
de pavimentação esta deve ser preparada dentro de sua melhores condições
(umidade ótima - densidade máxima) para se conseguir um melhor
desempenho desta “estrutura” para as solicitações impostas pelo tráfego.
- Apenas as amostras que foram imprimadas com RM-1C e a antipó 01, 02 e
09 alcançaram bom desempenho na umidade ótima, mas imprimadas 24
horas após a moldagem. Vale lembrar que justamente estas amostras não
atenderam o critério de penetração da emulsão (4,0 a 13,0mm).
d) Imprimação: influência do tamanho do molde Para se fazer um balanço comparativo entre amostras ensaiadas em moldes de tamanhos
diferentes para verificação da influência da área de contato solo x emulsão (caso de
solos granulares) foi preparado o Quadro 4.10 que apresenta um resumo dos resultados
do ensaio - detalhes no anexo 01
Quadro 4.10 – Resumo dos resultados sobre a influência da área de contato na
imprimação
Amostras Imprimadas com 15 minutos
Amostras Imprimadas com 24 horas
Amostras ensaiadas
Emulsão utilizada
Irrigada Não Irrigada
Irrigado
Não Irrigada
Antipó 08- MCT
Antipó ▲
Antipó 08-Marshall
Antipó ▲ ▲ ▲
Abaixo da Hót. Hót. Acima da Hót.
15 min. 24 hs. 15 min. 24 hs. 15 min. 24 hs. Amostras ensaiadas
Emulsão utilizada
i
ñi i
ñi
i
ñi
i
ñi
i
ñi
i
ñi
Antipó 08- MCT
Antipó ▲ ▲ ▲ ▲
Antipó 08-Marshall
Antipó ▲ ▲ ▲ ▲
Obs.: Onde: i: indica amostra que recebeu irrigação prévia; ñi: indica amostra que não recebeu irrigação; ●: simboliza que não
atendeu critério de penetração (4,0 a 13,0mm); ▲: simboliza que atendeu o critério de penetração e foi melhor este procedimento
114
Considerações:
- A amostra moldada no molde Marshall obteve melhor resultado de
penetração com exceção de ponto imprimado 15 minutos após a moldagem e
com irrigação prévia.
- Para ambos o caso, obteve-se melhor desempenho da imprimação em
amostras que foram imprimadas com 15 minutos, em umidade abaixo da
ótima, e as amostras imprimadas com 24 horas na umidade ótima.
115
CAPÍTULO 5
CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA FUTURAS PESQUISAS
O Tratamento com Antipó se apresenta como uma alternativa para serviços de
pavimentação visto que em nosso país existe grande necessidade destes serviços e
também pelo custo relativamente baixo em relação às técnicas convencionais,
adequando-se à realidade econômica dos órgãos públicos do país.
Este trabalho teve como objetivo apresentar informações sobre a técnica que utiliza uma
emulsão à base de óleo de xisto (Antipó), tomando-se como base dados de visitas a
trechos onde se utilizaram a técnica (TAP) e estudos de laboratório, podendo a partir
destes estudos obter as conclusões mais específicas listadas abaixo.
Observações de campo:
1- As quatro amostras de penetração inferior a 4mm, três tem percentual de pedregulho
nula ou 1%; a quarta tem 25% de pedregulho; porém para as dez amostras de penetração
de 4 a 8mm, as porcentagens de pedregulho variam de 0 a 21% o que não permite
concluir sobre a influência da fração pedregulho (retido na peneira nº 10, de 2mm de
malha) no comportamento.
2- O tratamento anti-pó requer cuidados com a drenagem e abaulamento transversal de,
pelo menos 5% (declividade).
4- Deve existir a possibilidade de manutenção sempre que surgir algum defeito
pontual, para que este não se propague rapidamente.
5- A melhor técnica do tratamento anti-pó com emulsão de óleo de xisto, segundo a
experiência iniciada em 1995, são a aplicação de duas camadas de emulsão à taxa de
1,5l/m2 a 1,0l/m2 (caso de solos finos), seguidas de aplicação de pó-de-pedra à taxa
de 6,0kg/m2 na primeira e de 8,0 a 10,0kg/m2 na segunda camada. O tempo para
116
liberação ao tráfego pode ser em torno de 4 horas; o próprio tráfego se encarrega de
retirar o excesso de agregado da superfície do revestimento.
6- O benefício social do tratamento anti-pó quanto ao conforto e saúde dos moradores
circunvizinhos foi testemunhado nas visitas feitas. O “usuário”que se beneficia não
é somente o que circula num veículo, é o cidadão que tem sua qualidade de vida
diretamente melhorada, quando não há poeira.
Estudos de Laboratório
1- O ensaio de imprimação (ou imprimadura) desenvolvido por VILLIBOR (1981),
revelou-se adequado ao teste da emulsão de óleo de xisto, tendo-se estabelecido a faixa
de penetração aceitável de 4 a 13mm.
2- Não houve diferença substancial da penetração na imprimação logo após a
compactação em 24 horas depois. A irrigação prévia melhora a imprimação. A
imprimação é mais efetiva a umidade de compactação inferior à ótima; porém, isto não
se recomenda em campo. A imprimação de amostras compactadas no molde Marshall se
faz mais facilmente do que as compactadas no anel de 50mm de diâmetro; em ambos o
caso foi melhor o desempenho em amostras imprimadas 15 minutos após a
compactação, em umidade inferior à ótima e em amostras imprimadas 24 horas após, na
umidade ótima.
3- Em amostras expostas ao tempo por um ano e dois meses, pode-se concluir pelo
melhor desempenho das granulares, por ter sido maior a impermeabilização da
superfície e a durabilidade.
4- Comprovou-se que a emulsão à base de óleo de xisto penetra mais no solo do que a
convencional RM-1C ( de ruptura média, catiônica, viscosidade a 50 ºC: 20 a 200-
usada em pintura de ligação, pré-misturado a frio, areia asfáltica a frio.
5- Nenhuma das 15 amostras ensaiadas apresentou granulometrias que se enquadrem
nas faixas recomendadas para tratamento anti-pó pelo DER-BA e por Vogt (1982) ou
117
Costa (1986); mesmo assim, somente 4 amostras apresentaram penetração inferior à
4mm: 1, 2, 9, e 12. Isto indica a necessidade de revisão das especificações para
tratamento com emulsão de óleo de xisto.
A respeito de sugestões para futuras pesquisas:
- execução de trecho experimental, no qual exista possibilidade de comparação
entre local com TAP e sem TAP para verificação de custo de manutenção de
cada um destes;
- verificação de desgaste do produto devido ação do tráfego;
- variação de taxa do produto em função do solo em análise;
- metodologia mais rápida de classificação de solos em campo para
especificação de taxa de produto a ser aplicado (de acordo com tipo de solo).
- estudar mais amostras de solo para se ter um banco de dados mais amplo –
maior segurança ao se tomar decisões de utilização de produto.
118
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Anexo I Planilhas com Resultados de ensaios de Imprimação
Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 01 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: TTalude lateral de BR 376, km 164,5 Proctor:IntermediárioLocalização: (Trevo: Jandaia do Sul / Mandaguari) Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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0,1
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0,4
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
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m)
Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
00,10,20,30,40,50,60,70,8
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
mas
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 02 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Talude lateral de BR 376, Trevo Aquidabâ Proctor:IntermediárioLocalização: Maringá -PR Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
0
0,1
0,2
0,3
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o (m
m)
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
mas
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 02 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: Talude lateral de BR 376, Trevo Aquidabâ Proctor:IntermediárioLocalização: Maringá -PR Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
0
0,2
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0,6
0,8
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1,2
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
pene
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o (m
m)
Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
0,68
0,7
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0,78
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em
ulsã
o (m
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2,442,462,482,502,522,542,562,582,602,622,642,66
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00umidade (%)
mas
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 3 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Subleito de via, Bairro Santa Bárbara Proctor:IntermediárioLocalização: Castelo - ES Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 3 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: Subleito de via, Bairro Santa Bárbara Proctor:IntermediárioLocalização: Castelo - ES Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00umidade (%)
mas
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 4 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: "Jazida de solos" do Município Proctor:IntermediárioLocalização: Cariacica - ES Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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0,00 5,00 10,00 15,00 20,00umidade (%)
mas
sa e
sp a
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 4 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: "Jazida de solos" do Município Proctor:IntermediárioLocalização: Cariacica - ES Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
0
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 5 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: agente antipó
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Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 5 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 6 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 7 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 7 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 8 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Palmares Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada dos Palmares - Santa Cruz / RJ Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 8 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: Palmares Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada dos Palmares - Santa Cruz / RJ Emulsão: agente antipó
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 10 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: IPR/DNER Proctor:IntermediárioLocalização: Rio de Janeiro - RJ Emulsão: agente antipó
2/2
Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 6 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos) Jazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: RM-1C
2/2
Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 6 Tempo p/ Imprimação: 24 horasJazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: RM-1C
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
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mas
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 7 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos) Jazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: RM-1C
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
00,20,40,60,8
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 7 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos) Jazida: Cândido Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada Rio-São Paulo, nº 4350, km 32 - Campo Grande / RJ Emulsão: RM-1C
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
00,20,40,60,8
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 9 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos) Jazida: Palmares Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada dos Palmares - Santa Cruz / RJ Emulsão: RM-1C
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Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
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Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
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eca
Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: solo Molde MarshallAmostra: antipó 8 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Palmares Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada dos Palmares - Santa Cruz / RJ Emulsão: agente antipó
2/2
Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
0123456789
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00umidade (%)
pene
traçã
o da
em
ulsã
o (m
m)
Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
012345678
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00umidade (%)
pene
traçã
o da
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ulsã
o (m
m)
7,808,008,208,408,608,809,009,209,409,609,80
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00umidade (%)
mas
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7,808,008,208,408,608,809,009,209,409,609,80
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00umidade (%)
mas
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Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: solo Molde MarshallAmostra: antipó 8 Tempo p/ Imprimação: Imediato (24 horas)Jazida: Palmares Proctor:IntermediárioLocalização: Estrada dos Palmares - Santa Cruz / RJ Emulsão: agente antipó
2/2
Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaio de penetração da imprimadura com irrigação prévia
0123456789
10
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00umidade (%)
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m)
Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
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ulsã
o (m
m)
8,20
8,40
8,60
8,80
9,00
9,20
9,40
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00umidade (%)
mas
sa e
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7,50
8,00
8,50
9,00
9,50
10,00
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00umidade (%)
mas
sa e
sp a
p. s
eca
Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 11 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Campo Grande-MS (aproveitado de Rogério/USP) Proctor: NormalLocalização: Campo Grande-MS Emulsão: antipó
12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 26,00massa esp. Ap. seca (g/cm3) 3,61 3,64 3,61 3,72 4,28 4,39 4,33 3,3
3,5 6,3 5,3 4,4 4 3,2 3,7 4,3
Observações:
1/2
Ensaios de Imprimação
cp sem irrigação
Resultado de ensaio de Imprimação - Dados Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
teor de umidade (%)
penetração (mm)
Dados para plotagem de gráficos para análise
Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
0
1
2
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5
6
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10,00 15,00 20,00 25,00 30,00umidade (%)
pene
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o (m
m)
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 26,00 28,00umidade (%)
mas
sa e
sp a
p. S
eca
(g/c
m3 )
Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 12 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Campo Grande-MS (aproveitado de Rogério/USP) Proctor: NormalLocalização: Campo Grande-MS Emulsão: agente antipó
14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 26,00 28,00 30,00massa esp. Ap. seca (g/cm3) 3,24 3,28 3,31 3,33 3,42 3,48 3,50 3,51 3,45
1,2 1,7 1,6 3 3 3,4 3,1 3,3 3,3
Observações:
1/2
Resultado de ensaio de Imprimação - Dados Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaios de Imprimação
cp sem irrigaçãoteor de umidade (%)
penetração (mm)
Dados para plotagem de gráficos para análise
Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
00,5
11,5
22,5
33,5
4
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00umidade (%)
pene
traçã
o da
em
ulsã
o (m
m)
3,20
3,25
3,30
3,35
3,40
3,45
3,50
3,55
0,00 10,00 20,00 30,00umidade (%)
mas
sa e
sp a
p. S
eca
(g/c
m3 )
Obra: Dissertação de Mestrado COPPE/UFRJ Material: soloAmostra: antipó 13 Tempo p/ Imprimação: Imediato (15 minutos)Jazida: Campo Grande-MS (aproveitado de Rogério/USP) Proctor: NormalLocalização: Campo Grande-MS Emulsão: agente antipó
12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 22,00 24,00 26,00 28,00massa esp. Ap. seca (g/cm3) 3,48 3,57 3,65 3,68 3,71 4,07 4,40 4,45 4,32
4,3 4,5 4,9 4,9 4,7 2,9 0,7 0,5 0,5
Observações:
1/2
teor de umidade (%)
penetração (mm)
Dados para plotagem de gráficos para análise
Resultado de ensaio de Imprimação - Dados Resultado de ensaio de Imprimação - Gráficos
Ensaios de Imprimação
cp sem irrigação Ensaio de penetração da imprimadura sem irrigação prévia
0
1
2
3
4
5
6
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00umidade (%)
pene
traçã
o da
em
ulsã
o (m
m)
2,50
3,00
3,50
4,00
4,50
5,00
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00umidade (%)
mas
sa e
sp a
p. S
eca
(g/c
m3 )
Anexo II
Curvas Granulométricas de Amostras utilizadas no Ensaio de Imprimação
Anexo III Quadro com índices pluviométricos das regiões onde foram coletadas
amostras para ensaio de Imprimação
Dados pluviométricos das regiões onde foram coletadas as amostras utilizadas nos ensaios de imprimação
Precipitação Mensal Amostra Local de Coleta janeiro fevereiro março abril maio junho Julho agosto setembro outubro novembro dezembro
Precipitação Anual
antipó 01 antipó 02
Maringá (PR)
151,3
135,8
111,2
95,8
89,7
76,2
48,5
38,3
77,3
123,5
91,0
154,7
1.193,2
antipó 03 Castelo (ES) 139,7 82,5 92,9 93,9 55,6 23,6 41,2 39,9 52,4 102,8 171,6 166,6 1.062,7 antipó 04 Cariacica (ES) 143,0 82,4 111,1 89,3 80,7 65,1 78,4 55,0 78,3 126,6 170,5 195,2 1.275,7 antipó 05 antipó 06 antipó 07 antipó 08 antipó 09 antipó 10
Rio de Janeiro (RJ)
114,1
105,3
103,3
137,4
85,6
80,4
56,4
50,5
87,1
88,2
95,6
169,0
1.172,9
antipó 11 antipó 12 antipó 13
Campo Grande (MS)
209,9
199,0
171,4
123,1
53,9
15,9
9,6
11,4
58,0
115,0
154,4
193,5
1.315,1
antipó 14 antipó 15
São José dos Pinhais (PR)
165,0
142,1
126,6
90,0
99,2
98,1
89,0
74,5
115,4
134,2
123,6
150,1
1.407,9
Demonstrativo do regime de chuvas das regiões onde foram coletadas amostras utilizadas nos ensaios de imprimação:
Regime de chuvas Amostras Estação considerada chuvosa Estação considerada de seca
antipó 01 e antipó 02 outubro a março abril a setembro antipó 03 antipó 04
outubro a janeiro
fevereiro a setembro
antipó 05, antipó 06, antipó 07, antipó 08, antipó 09 e antipó 10
novembro a abril
maio a outubro
antipó 11, antipó 12 e antipó 13 outubro a abril maio a setembro antipó 14, antipó 15 setembro a março abril a agosto
Anexo IV
Fotografias Complementares
Fotografias de amostras após confeccionadas em molde Marshall
Cps confeccionados em molde Marschall
Detalhe de tamanho das amostras Detalhe da superfície para penetração do Antipó
Fotografias de corpos de prova de TAP extraídos em via com cerca de 3 anos de construida (São José dos Pinhais-PR)
Amostras extraídas da pista com auxílio desonda rotataiva – aspecto do TAP após executado Fotografias de amostras após imprimadas e de instrumentos utilizados para complementar a metodologia de Villibor
Aspecto de amostras de diferentes solos após imprimadas – detalhe da variação de penetração do Antipó em função do solo
Aspecto da diferença de penetração entre as emulsões: A esquerda imprimada com Antipó e ao lado imprimada com RM-1C
Detalhe de “macho” (peça metálica) utilizada para criar superfície rebaixada para aplicação de emulsão
Detalhe de Paquímetro utilizado nas medições de penetração da emulsão.
