Pavimentos Econômicos

PAVIMENTOS ECONMICOS

Tecnologia do uso dos Solos Finos Laterticos

Douglas Fadul Villibor Job Shuji Nogami

Copyright 2009 by Douglas Fadul Villibor e Job Shuji Nogami

Superviso geral Douglas Fadul Villibor e Job Shuji Nogami Coordenao grca Editora Arte & CinciaCapa Elton Ferreira de Oliveira e Wesley SilvaCoordenao Editorial Elton Ferreira de OliveiraDiagramao e projeto grco resolvo ponto com solues em designPreparao de guras Elton Ferreira de Oliveira Reviso tcnica Dbora Nogueira Targas e Joo Virgilio MerighiReviso de texto Luciana Reis Andrade, Mirella Pennacchi Assali, Odilson Coimbra Fernandes e Leticia Zini Antunes.

Dados internacionais de Catalogao na Publicao (CIP)Accio Jos Santa Rosa, CRB-8/157)

V782p Villibor, Douglas FadulPavimentos econmicos: tecnologia do uso dos solos nos laterticos / Douglas Fadul Villibor, Job Shuji Nogami. So Paulo: Arte & Cincia, 2009p.291, 21 cm / contm anexos / BibliograaISBN - 978-85-61165-34-5

1 Pavimentao econmica. 2. Pavimentao Emprego de solos nos laterticos. 3. Pavimentos Construo Baixo custo. 4. Solo laterticos Tecnologia do uso Pavimentao. 5. Engenharia rodoviria Estudos de tcnicas econmicas. 6. Rodovias Construo. I. Nogami, Job Shuji. II. Ttulo. CDD - 625.8 - 625.85 - 625.123

ndice para catlogo sistemtico:

1. Pavimentos Econmicos: Tecnologia do Uso dos Solos Finos Laterticos 625.852. Pavimentao: 625.83. Pavimentos exveis: Emprego de base com Solos Finos Laterticos 625.854. Geotecnica - Estudo de solos nos lateriticos com e sem agregados 624.135. MCT - Metodologia 624.136. Mecnica dos solos 624.1317. Pavimentos: Construo: Aspectos econmicos 388.118. Solo arenoso no latertico: 624.131.29. Solos tropicais: 624.131.29

Proibida toda e qualquer reproduo desta edio por qualquer meio ou forma, seja ele eletrnico ou mecnico, fotocpia, gravao ou qualquer meio de reproduo,

sem permisso expressa do editor.Todos os direitos desta edio, em lngua portuguesa, reservados Editora Arte & Cincia

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Na internet: http: // www.arteciencia.com.br

minha esposa, Maria Alice, que sempre

acreditou em minhas idias.

Aos meus lhos, Simone e Andr, que sempre me apoiaram.

Aos meus netos Victor e Jlia, que me fortalecem

para a continuao do meu trabalho.

Douglas

DEDICATRIA

DEDICATRIA

HOMENAGEM E IN MEMORIAN

Ao mestre e amigo Job Shuji Nogami, responsvel pela minha

formao cientca e pelo muito que tem feito para o desen-

volvimento do estudo dos solos tropicais e de novas tcnicas

rodovirias mais apropriadas realidade nacional.

Douglas

HOMENAGEM

Araken Silveira

Fernando Custdio Corra

Luiz P.V.Andreatini

Raphael do Amaral Campos

Srgio Thenn de Barros

Pela contribuio engenharia rodoviria.

IN MEMORIAN

Ao saudoso amigo Mario Kabalem Restom

Pelo apoio constante na divulgao de nosso trabalho,

por meio da ABPv.

AGRADECIMENTOS

AGRADECIMENTOS

O desenvolvimento da tecnologia apresentada, genuinamente

brasileira, resultado da contribuio de muitos prossionais

que se dedicam ao estudo de pavimentos com solos tropicais;

entre eles, os autores agradecem:

Aos colegas co-autores em diversos trabalhos tcnicos, tfundamentais para a elaborao deste livro;

Aos engenheiros Paulo R.M. Serra e Alexandre Zuppolini tNeto pela contribuio e apoio irrestrito a este trabalho;

Aos tcnicos e engenheiros que, direta ou indiretamente, tparticiparam para o desenvolvimento, em especial Srgio

T. Bugni e Salvador de Almeida;

A todos os professores das Instituies de Ensino ligados ta esta rea, destacando-se: Glauco T. Fabbri, Jacques de

Medina, Liedi B. Bernucci e Salomo Pinto, pela divulga-

o dessa tecnologia.

APRESENTAO

Os engenheiros de pavimentao que tiveram a oportunidade de participar

das reunies anuais de pavimentao da ABPv Associao Brasileira

de Pavimentao nas dcadas de setenta, oitenta e noventa, foram

vrias vezes surpreendidos com os excelentes resultados mostrados

pelos trabalhos dos Professores Nogami e Villibor, sobre o emprego

de Solos Arenosos Finos Laterticos (SAFL) em bases de rodovias vici-

nais da regio oeste do Estado de So Paulo e norte do Paran. Estive

felizmente presente em vrios desses eventos, presenciei e, como

todos, conheci as metodologias e tcnicas construtivas descritas pelos

autores, que possibilitavam o uso de solos at ento considerados

inadequados pelas tecnologias tradicionais oriundas da AASHTO,

ASTM e DNER, em camadas de base de pavimentos econmicos.

Em 2002 tive minhas primeiras experincias com este tipo de base e, ento, o que

era uma surpresa por leitura de artigos tcnicos se transformou em

realidade. Ao avaliar pavimentos de uma rodovia em So Paulo e de

outras no norte do Paran, me deparei com pavimentos com degra-

daes superciais, mas estrutura preservada e aproveitvel, com

deexes inferiores a 40 centsimos de milmetros, aps mais de

20 anos de exposio ao trfego. O primeiro pensamento foi lgico:

deveria tratar-se de bases de solo-cimento. Mas no: eram bases de

Solos Arenosos Finos Laterticos (SAFL) sem qualquer aglutinan-

te, extremamente coesivas, com excelente desempenho em 20 ou

25 anos, requerendo intervenes de restaurao econmica, com

apenas reforo ou nova camada de revestimento.

Ao longo de onze anos de trabalhos como consultor do BID Banco Interamericano

de Desenvolvimento, avaliando projetos de pavimentao e de restau-

rao de pavimentos de rodovias e vias urbanas, em quase todos Esta-

dos do Pas, e nos dois ltimos anos como consultor no BIRD Banco

Mundial, tive a oportunidade de encontrar, em vrios trechos, solos

APRESENTAO

nos laterizados e coesivos de boa qualidade, nem sempre aprovei-

tados por falta de estudos tcnicos adequados. Em alguns poucos

casos, esses solos foram empregados em bases sem os devidos estudos

e critrios, resultando em sucesso, mas tambm havendo fracassos,

por no terem sido empregados mtodos cientcos.

No foi este o caso de So Paulo e Paran, onde os Professores Nogami e Villibor

foram inovadores, no lhes bastando a coragem e conana para

executar as bases de SAFL, tendo ainda desenvolvido amplas pesqui-

sas cientcas e denido tecnologias especcas de ensaios de labo-

ratrio para caracterizao desses solos, e procedimentos executivos

adaptados s suas peculiaridades.

O resultado desta inovao, que foi na verdade fruto de grande dedicao pessoal,

inestimvel. Qual ter sido a economia para a sociedade com a

extensa rede de rodovias e vias urbanas executadas com solos locais,

com baixo custo inicial e durabilidade adequada? Quantos quilme-

tros a mais foram pavimentados com a economia de custos acarreta-

da? E quais os benefcios gerados com isto? Quantos produtores rurais

puderam ter auferido ganhos na venda de seus produtos quando

um pavimento barato reduziu os seus custos de transporte? Quan-

tos jovens puderam passar a sonhar com estudo em cidades mais

evoludas, podendo se deslocar diariamente at as faculdades nos

pavimentos de baixo custo? Quantos doentes foram salvos pela opor-

tunidade de transporte em rodovias pavimentadas nas pocas de

chuvas intensas?

Mas os autores desta obra que lhes apresento no esperam homenagens

ou agradecimentos. Eles continuam a trabalhar e a brindar a comu-

nidade tcnica com obras como esta, em que mostram as evolues

da tecnologia aplicada aos Solos Arenosos Finos Laterticos.

Neste livro, tambm, apresentam como grande contribuio, o desenvolvimento

de uma sistemtica, genuinamente nacional, denominada MCT,

adequada para o estudo geotcnico de solos tropicais. Essa sistemtica

permitiu os estudos de bases constitudas de materiais com predomi-

nncia de Solo Fino Latertico, com ou sem mistura de agregados, o

que ampliou as possibilidades de emprego desses solos em obras de

pavimentao econmica e durvel.

Deus deu a alguns privilegiados, o dom de descobrir coisas novas e aplic-las

bem esses so os inovadores. Mas todos os engenheiros tm por

funo bsica buscar solues econmicas, no que esta obra ser

extremamente til.

Marclio Augusto NevesEngenheiro Consultor em Transportes e Pavimentao

O contedo principal deste livro engloba as pesquisas sobre os Solos Arenosos Finos Laterticos (SAFL) e o estgio atual da tecnologia para seu uso como base de pavimentos. Tambm, enfoca o desenvolvimento de um estudo geotcnico das misturas solo latertico - agregado para bases. Os SAFL so peculiares das regies tropicais midas e ocorrem em vastas reas do territrio brasileiro, em grandes depsitos (jazi-das) naturais. Quando adequadamente compactados, muitas ocorrn-cias de SAFL apresentam excelentes propriedades para servir como base de pavimentos; isto j permitiu a viabilizao de uma extensa rede de rodovias vicinais pavimentadas, alm de vrios milhes de metros quadrados de pavimentos em vias urbanas, aerdromos e ptios industriais. Saliente-se que, segundo os critrios vigentes na dcada de setenta (poca da realizao das primeiras pesquisas, tanto no Brasil como no exterior), os solos referidos eram, frequentemente, considerados inadequados para base de pavimentos.

O sucesso dos estudos sobre os SAFL deve-se, em grande parte, ao desenvolvimento de uma nova sistemtica de ensaios de solos, que caracteriza melhor os solos tropicais em seu ambiente, proposta por Nogami e Villibor. As pesquisas, parte fundamental dos objetivos da Tese de Doutora-mento de Villibor (1981), foram complementadas, neste livro, utili-zando novos procedimentos, consequentes evoluo dos prprios ensaios e da tcnica construtiva das bases de SAFL. Tambm, foi feita uma adequao para se utilizar as novas terminologias de solos, propostas pela publicao de um Sistema Brasileiro de Classicao (1999) e de um Novo Mapa de Solos do Brasil (2001).

Cabe acrescentar que os primeiros estudos realizados para a nalidade em vista puderam ser executados graas ao apoio tanto do Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de So Paulo (DER-SP), como da Universidade de So Paulo (USP), atravs da Escola Politcnica (EPUSP) e da Escola de Engenharia de So Carlos (EESCUSP). Destaque-se que os autores deste livro eram, na poca do desenvolvimento daqueles estudos, integrantes dos referidos Departamento e Escolas. Quanto s

PREFCIO

PREFCIO

pesquisas atuais, foram viabilizadas graas ao apoio da empresa LENC - Laboratrio de Engenharia e Consultoria, que executou os ensaios necessrios.

Quando possvel, evitou-se repetir, neste livro, o que j constou no livro Pavimentos de Baixo Custo com Solos Laterticos, publicado em 1995. O conte-do de ambos os livros consubstancia, em grande parte, o conheci-mento acumulado dos autores, que trabalham e pesquisam na rea de pavimentao com Solos Laterticos, desde o nal da dcada de sessenta. Alm disso, este livro contm dois anexos:

Anexo I Discusso de questes, essencialmente de contedo tpragmtico, sobre o uso de base com predominncia de Solo Fino Latertico.Anexo II Apresentao dos Ensaios laboratoriais e de campo da tSistemtica MCT, ainda pouco divulgada.

Ambos foram includos por enfocarem contedos de grande importncia para os engenheiros e tcnicos de pavimentao e so atualizao de conceitos apresentados em outros trabalhos dos autores, sobretudo nas reunies da ABPv (Associao Brasileira de Pavimentao).

A tecnologia de uso dos SAFL em bases est fundamentada, em parte, nos resultados das pesquisas bsicas apresentadas, salientando-se que elas foram realizadas, inicialmente, para solos e condies climticas de regies do Estado de So Paulo. Essa tecnologia foi utilizada, posteriormen-te, para outros estados, com caractersticas similares, destacando-se Paran, Mato Grosso do Sul, Gias e Bahia.

Parte das pesquisas bsicas apresentadas neste livro foi desenvolvida com o uso da sistemtica MCT, sobre amostras de solos utilizados na execuo de 36 trechos com base de SAFL, distribudos em uma rea da ordem de 60% do Estado de So Paulo. Este estudo possibilitou um conhecimento tecnolgico profundo das caractersticas dos melhores solos para esse tipo de base e gerou informaes imprescindveis para a proposio adequada de sua tcnica construtiva. Apoiados nisto, os autores esperam que essa tecnologia e seus procedimentos possam ser aplicados a qualquer regio do Brasil com caractersticas similares s das regies em que foi desenvolvida.

Em outras regies do Brasil onde tambm ocorrem os SAFL, utilizando-se as informaes e diretrizes apresentadas, podero ser desenvolvidos novos critrios de escolha destes solos e procedimentos construtivos para bases, adaptados s condies locais, caso o uso dos propostos neste livro no atenda adequadamente suas necessidades.

Do estudo geotcnico das misturas solo latertico - agregados resultou um crit-rio de qualicao (por meio da MCT) para seu uso em bases, nas condies tropicais. Esse critrio mais adequado e abrangente do que o atual que, para esse m, utiliza os conceitos tradicionais para estudo de bases estabilizadas granulomtricamente e cuja origem est associada s condies de regies de clima temperado e frio.

Para efeito de orientao ao leitor, os assuntos desse livro esto englobados em trs enfoques bsicos:

Almeja-se que os conteitos apresentados possam contribuir para o surgimento de novos programas de pesquisa na rea de Pavimentao no meio cientco. Espera-se, tambm, que contribuam para acelerar a imple-mentao de programas de rodovias vicinais com pavimentao de baixo custo, essenciais para o escoamento da safra agrcola, alm de propiciar o desenvolvimento de novas tecnologias de pavimentao de baixo custo para vias urbanas, algo de que o Brasil extrema-mente carente.

Douglas Fadul Villibor Job Shuji Nogami

PREFCIO

SUMRIO

1. Introduo ...................................................................................................181.1 Histrico ........................................................................................................ 191.2 Comportamento de Trechos Executados com SAFL .......................................231.3 Objetivos .......................................................................................................28

2. Diculdades e Decincias da Sistemtica .................................................302.1 Generalidades ................................................................................................312.2 Diculdades na Determinao do Comportamento Geotcnico Latertico dos SAFL ........................................................................................322.3 Diculdades Inerentes Metodologia dos Ensaios Tradicionais ......................332.4 Decincias na Previso de Problemas Construtivos e de Desempenho nas Bases de SAFL ..........................................................................................352.5 Consideraes Complementares .................................................................... 37

3. Desenvolvimento da Sistemtica MCT para Estudo Geotcnico ...............383.1 Consideraes Iniciais ....................................................................................393.2 Sistemtica MCT ...........................................................................................403.3 Programas de Ensaios para Estudo dos Solos com a MCT ..................................................................................................58

4. Pesquisas Desenvolvidas com o Uso da Sistemtica MCT ..........................684.1 Consideraes Iniciais ....................................................................................694.2 Diferenas de Propriedades entre Solos de Comportamento Latertico (L) e no Latertico (N) ...................................................................694.3 Peculiaridades das Propriedades dos SAFL Usados em Bases, Vericadas com aplicao da MCT ................................................................874.4 Ensaios in situ e Correlaes com os de Laboratrio .................................... 1034.5 Imprimadura Asfltica Impermeabilizante sobre ............................................... Bases de SAFL, em Laboratrio .................................................................... 1144.6 Granulometria, Mineralogia , Estrutura e Cor dos SAFL ................................ 124

5. Estudo Geotcnico de Solos para Bases de SAFL com o Uso da Sistemtica MCT ............................................................................1345.1 Fase Preliminar ............................................................................................. 1355.2 Fase Bsica ................................................................................................... 141

SUMRIO

6. Recomendaes Construtivas e Controle Tecnolgico de Bases SAFL .....1486.1 Introduo ................................................................................................... 1496.2 Tipos de SAFL para Base Segundo a Sistemtica MCT .................................. 1506.3 Recomendaes sobre a Tcnica Construtiva da Base e da Imprimadura .... 1526.4 Controle Tecnolgico da Base e da Imprimadura ......................................... 1596.5 Defeitos Associados Falhas ou Inadequaes do Projeto e/ou Tcnica Construtiva .....................................................................................164

7 Estudo Geotcnico de Solo Latertico-Agregado para Base com o ............... Uso da MCT....................................................................................................1707.1 Consideraes Sobre Solo-Agregado .......................................................... 1717.2 Anlise Crtica do Procedimento Tradicional para Estudo Geotcnico de Solo Latertico-Agregado ....................................................................... 1727.3 Uma Diretriz Filosca para Estudo Geotcnico de Solo Latertico-Agregado ..................................................................................... 1777.4 Proposta de Estudo Geotcnico de Materiais Naturais para Base de Solo Latertico-Agregado ............................................................... 1807.5 Estudo Geotcnico de Mistura Articial para Base de Solo Latertico-Agregado Descontnuo (SLAD) .................................................... 189

8. Consideraes Finais ..................................................................................194

Anexo 1 Conceitos Fundamentais para Utilizao de Base com Predominncia de Solo Fino Latertico .............................................198 Discusso das Questes ..............................................................................2011. Conceituao ..............................................................................................2012. Campo de Aplicao ...................................................................................2083. Ocorrncias de Jazidas ................................................................................2094. Tcnica Construtiva e Controle Tecnolgico ................................................ 2125. Comportamento Tecnolgico ...................................................................... 2196. Conservao e Recuperao ........................................................................ 242

Anexo 2 Mtodos de Ensaio da Sistemtica MCT.............................................2481. Ensaio de Compactao Mini-Proctor (M1) .................................................. 249 1.1 Consideraes Preliminares ................................................................... 249 1.2 Material e Aparelhagem Especcos .......................................................250 1.3 Procedimento de Ensaio ........................................................................251 1.4 Clculo e Apresentao dos Resultados .................................................2532. Ensaio Mini-CBR e Expanso (M2) ...............................................................253 2.1 Consideraes Preliminares ....................................................................253 2.2 Aparelhagem Especca Essencial .........................................................254 2.3 Procedimento de Ensaio ........................................................................254 2.4 Clculo da Expanso ..............................................................................256 2.5 Clculo do Mini-CBR .............................................................................256 2.6 Apresentao dos Resultados .................................................................257 2.7 Variantes ...............................................................................................2573. Ensaio de Contrao (M3) ..........................................................................257 3.1 Consideraes Preliminares ....................................................................257 3.2 Aparelhagem Especca .........................................................................258

SUMRIO

3.3 Procedimento de Ensaio.........................................................................258 3.4 Clculo da Contrao ............................................................................259 3.5 Apresentao dos Resultados .................................................................2594. Ensaios de Inltrabilidade e de Permeabilidade (M4) ...................................260 4.1 Consideraes Preliminares ....................................................................260 4.2 Aparelhagem Especca .........................................................................260 4.3 Corpos de Prova ....................................................................................262 4.4 Procedimento para Determinao da Inltrabilidade..............................262 4.5 Determinao da Permeabilidade .......................................................... 263 4.6 Representaes Grcas ........................................................................264 4.7 Clculos .................................................................................................265 4.8 Representao dos Resultados ...............................................................2655. Ensaio de Compactao Mini-MCV (M5) ....................................................265 5.1 Consideraes Preliminares ....................................................................265 5.2 Aparelhagem Especca e Preparo da Amostra .......................................266 5.3 Escolha do Procedimento .......................................................................266 5.4 Preparo da Amostra ............................................................................... 267 5.5 Procedimento de Ensaio Utilizando a Srie de Parsons ........................... 267 5.6 Curvas de Deformabilidade da Srie de Parsons ..................................... 267 5.7 Famlia de Curvas de Compactao, Linha das MEASmx e Coeciente d (Procedimento Srie de Parsons) ...........................................268 5.8 Procedimento de Ensaio Utilizando a Srie Simplicada .........................269 5.9 Procedimento Mini-MCV-Classicatrio .................................................2696. Ensaio de Penetrao da Imprimadura Betuminosa (M6) ............................272 6.1 Consideraes Preliminares ....................................................................272 6.2 Aparelhagem Especca e Materiais .......................................................272 6.3 Montagem, Extrao e Secagem dos Corpos de Prova ..........................272 6.4 Aplicao da Pintura Betuminosa, Cura e Determinao da Penetrao da Imprimadura ........................................................................2727. Ensaio Mini - CBR de Campo Procedimento Dinmico (Aplicao de Golpes de Soquete) (M7) ........................................................................273 7.1 Consideraes Preliminares ....................................................................273 7.2 Aparelhagem Especca .........................................................................273 7.3 Procedimento.........................................................................................2738. Ensaio da Perda de Massa por Imerso (M8) ................................................ 274 8.1 Consideraes Preliminares .................................................................... 274 8.2 Aparelhagem Especca ......................................................................... 274 8.3 Preparo dos Corpos de Prova ................................................................. 275 8.4 Imerso e Coleta do Solo Desprendido .................................................. 275 8.5 Clculo da Perda por Imerso ................................................................ 2759. Classicao Geotcnica MCT (M9) ........................................................... 276 9.1 Consideraes Preliminares .................................................................... 276 9.2 Ensaios e Procedimento Classicatrio ...................................................277 9.3 Procedimentos Expeditos de Classicao ..............................................278 9.4 Exemplo para Obteno da Classicao MCT de um Solo com Uso da Srie Simplicada de Nogami e Villibor .....................................279

Bibliograa ......................................................................................................289

18

1INTRODUO

19

1.1 HISTRICOAs tcnicas rodovirias utilizadas em pavimentao nos pases em

desenvol-vimento so, geralmente, originrias de pases j desen-

volvidos. No Brasil, de uma maneira geral, os organismos respons-

veis pela construo de pavimentos seguem o que recomendam as

normas e instrues do Departamento Nacional de Infraestrutura de

Transportes (DNIT), as quais, por sua vez, se baseiam nas normas de

entidades norte-americanas, tais como: American Association of State

Highway and Transportation Ofcials (AASHTO), American Society

for Testing and Materials (ASTM), Asphalt Institute (AI) e Portland

Cement Association (PCA).

Tais normas resultaram, basicamente, de estudos do comportamento

de rodovias e pistas experimentais situadas nos Estados Unidos da

Amrica (USA) e envolvem xao de condies empricas vlidas

para os ambientes e solos mais representativos daquele Pas. Nelas

no se consideram, portanto, as peculiaridades relacionadas com as

condies e com os solos mais frequentes no Brasil, onde, tanto os

solos quanto os climas predominantes, podem ser englobados, gene-

ricamente, como do tipo tropical mido.

O comportamento peculiar dos solos tropicais, constatado em obras

rodovirias locais, justica a importncia de um estudo aprofundado,

em laboratrio e no campo, objetivando sua aplicao na pavimen-

tao.

No Estado de So Paulo, o melhor aproveitamento dos solos later-

ticos, que so os tipos mais importantes dentre os solos tropicais,

em camadas de sub-base de pavimentos, surgiu no m da dcada de

quarenta, logo aps a introduo do uso do ensaio CBR, que permitiu

constatar valores excepcionalmente elevados deste suporte, mesmo

para variedades argilosas. Essa utilizao foi intensicada na dcada

de cinquenta com o objetivo de eliminar as deformaes frequentes

(recalques diferenciais) de pavimentos com bases de solo-cimento,

construdas sobre solos que apresentavam baixos valores de suporte.

Isto proporcionou maior familiaridade dos tcnicos com esse tipo de

solo, para pavimentao, e abriu caminho para o desenvolvimento

das etapas subsequentes de sua utilizao.

20

Pavimentos Econmicos

A primeira tentativa experimental sistematizada de utilizao de

solos laterticos como base de pavimento foi feita pelo DER-SP num

dos acessos a Campinas, no incio da dcada de cinquenta, sob a

orientao do Eng Francisco Pacheco e Silva da ento Seo de Solos

do Instituto de Pesquisas Tecnolgicas (IPT). Foi utilizada base de

argila latertica compactada, protegida de todos os lados por pintura

betuminosa. O desempenho da base foi excelente, porquanto, por

vrios anos, se manteve em condies de conservao idnticas s

demais contguas, construdas de macadame hidrulico. Infelizmen-

te, apesar do sucesso da experincia, no houve continuidade dos

estudos relacionados com o uso daquele tipo de base.

A primeira utilizao de base de Solo Arenoso Fino Latertico (SAFL),

no DER-SP, ocorreu na Regional de Araraquara, em maio de 1967,

com a construo de duas variantes de trnsito na Via Washington

Luiz (SP-310), com cerca de 300 m cada uma (denominadas Cambuy

e Periquito). Projetadas e supervisionadas pelo Eng Fernando Cust-

dio Corra, ambas tinham como revestimento um tratamento super-

cial simples e teriam que funcionar por trs meses e meio, at a

construo do trecho denitivo. Aps o trmino do prazo de utili-

zao das variantes, foi constatado que estavam em perfeitas condi-

es; isto encorajou a realizao de outras experincias, pela regional

de Araraquara, utilizando bases com esse solo. Na designao desse

tipo de solo, o termo no foi includo para no se confundir com

os pedregulhos laterticos, que possuem elevada porcentagem da

frao retida na peneira de 2,00 mm; s vezes o SAFL to no que,

praticamente, no possui frao retida na peneira de 0,42 mm.

Alm desses trechos experimentais do DER-SP, em maio de 1968 a Companhia

Energtica de So Paulo (CESP) construiu um trecho experimental,

com a extenso de 1 km, na rodovia Pereira Barreto-Ilha Solteira

(SP-310), sob a orientao do Eng Carlos de Souza Pinto do IPT-SP.

Foi construdo, com base de SAFL, revestimento de penetrao inver-

tida tripla e inserido entre dois outros trechos: um com base de

solo cimento e outro com base de pedregulho, ambos com o mesmo

revestimento utilizado na base de SAFL. A experincia foi realizada

para vericar a diferena de comportamento entre esse tipo de base

e as outras convencionais, quando submetidas a um trfego pesado,

no caso, gerado pela construo e funcionamento da Usina Hidro-

eltrica de Ilha Solteira. Durante 33 anos de utilizao, os trechos

foram objeto de vrias avaliaes (a ltima em 2001), no tendo

sido constatada qualquer diferena de comportamento entre os trs

tipos de base. Aps, a rodovia foi recapeada e as bases continuam

em servio.

21

1INTRODUO

Em julho de 1972 o DER-SP executou, na rodovia que liga Dois Crre-

gos a Guarapu, um trecho experimental de 200 m, com base de

SAFL e revestimento de penetrao invertida tripla, inserido entre

trechos com bases convencionais (uma estabilizada granulomtrica-

mente e outra de solo-cimento) e com o mesmo tipo de revestimento,

para avaliar o desempenho relativo dos trs tipos de base, quando

submetidos a um trfego mdio. At o presente, no se notou dife-

rena entre os comportamentos daqueles trechos.

Em junho de 1974, o Eng Douglas Fadul Villibor defendeu, na

EESCUSP, sua dissertao de Mestrado: Utilizao de Solo Arenoso Fino

na Execuo de Bases para Pavimento de Baixo Custo (Villibor, 1974).

Alm do estudo das reas de ocorrncia de SAFL no Estado de So

Paulo e de suas caractersticas tecnolgicas, foi proposta uma tenta-

tiva de especicao e recomendaes construtivas para seu emprego

em bases de pavimentos de baixo custo. Esse primeiro trabalho foi

fundamentado, exclusivamente, no desempenho das pistas experi-

mentais executadas pelo DER-SP, at 1973.

Em ns de 1974, o DER-SP utilizou as diretrizes, apresentadas no

referido Mestrado, para a elaborao de projetos e orientaes para

o controle, execuo e recebimento das bases de SAFL. Com isto,

o DER-SP pavimentou, at 1981, mais de 500 km de rodovias que

apresentavam trfego inferior a 1200 veculos/dia, sendo, aproxima-

damente, 35% veculos comerciais.

Em 1975, foi apresentada, na EESCUSP, a dissertao de Mestrado

Comporta-mento de Trechos Experimentais com Bases de Solos Areno-

sos Finos (Corra, 1975), relatando o comportamento de algumas

das pistas at ento construdas, com faixas adicionais para trfego

pesado, na Via Whashington Luiz.

O Governo do Paran, em 1976, para viabilizar seu plano de execuo

de rodovias vicinais (VDM 1.000 veculos), solicitou o auxlio do

Departamento de Vias de Transporte e Topograa da EESCUSP. Sob

a coordenao dos Professores Villibor e Corra, foram elaborados

projetos de pavimentos econmicos e foi supervisionada a execu-

o de trechos que totalizaram mais de 1.000 km de extenso. Para

aproximadamente 600 km, foram projetados pavimentos econmicos

com base de SAFL, obedecendo s diretrizes apresentadas por Villibor

em 1974.

A experincia adquirida na elaborao do projeto, na superviso da

construo e no acompanhamento do comportamento, foi conside-

rvel. Ressalte-se, entretanto, que em todos os trechos executados at

1980 a utilizao de bases de SAFL baseou-se nas diretrizes propostas

em 1974, as quais vinham apresentando vrias diculdades e deci-

ncias, o que tornou necessria sua reviso.

22


A reviso levou elaborao de uma nova Sistemtica, proposta em

1981 na Tese de Doutoramento Pavimentos Econmicos, Novas Consi-

deraes defendida por Villibor (Villibor,1981) na EESCUSP, a qual

introduziu novos conceitos sobre o uso de bases de SAFL e apresen-

tou uma nova metodologia de ensaios, utilizando os conhecimentos

adquiridos at 1980. Essa metodologia, desenvolvida juntamente com

o Eng Job S. Nogami, usa corpos de prova (cp) de dimenses redu-

zidas e, entre outras inovaes, apresenta um novo critrio de estudo

tecnolgico para denir intervalos de valores empricos admissveis

das propriedades mecnicas e hdricas de um solo para ser usado em

bases e, tambm, recomendaes construtivas e de controle tecno-

lgico das mesmas.

A nova Sistemtica leva em conta, tambm, o fato de aquelas bases

serem reves-tidas por camadas betuminosas delgadas (do tipo trata-

mento supercial), com alguns centmetros de espessura, e trabalha-

rem expostas diretamente s intempries. Esses fatores exigem que

a parte superior da base, alm de resistir aos esforos de construo

do revestimento, esteja ligada intimamente a ele produzindo uma

interface, base-revestimento, capaz de evitar que ocorra escorrega-

mento do revestimento, devido aos esforos, verticais e horizontais,

criados pelo trfego. Como consequncia, foi proposta uma dosagem

adequada da imprimadura impermeabilizante e a melhoria do seu

processo construtivo.

Com o uso dessa Sistemtica, at o m de 2003, a extenso da rede de

rodovias do DER-SP, utilizando tal tipo de base, j havia ultrapassado

os 7.500 km equivalendo a, aproximadamente, 75% das vicinais do

Estado, o que atesta a aceitao tcnica dos pavimentos com base de

SAFL.

Em 1995 foi publicado por Nogami e Villibor o livro Pavimentao

de Baixo Custo com Solos Laterticos, que trouxe o estgio, at 1992,

do desenvolvimento do uso de SAFL em bases. Sua leitura, segundo

os autores, fundamental para a compreenso adequada do desen-

volvimento da tecnologia do uso de solos tropicais na pavimentao

rodoviria e urbana. Um dos seus enfoques foi apresentar a metodo-

logia MCT, fruto da losoa e do trabalho incessante do Eng Job S.

Nogami em parceria com Eng Douglas F. Villibor, com a proposio

de seus ensaios e de sua classicao de solos, alm de estudos apro-

fundados sobre as propriedades dos solos tropicais. O livro referido

apresenta, tambm, aplicaes prticas da metodologia MCT para

estudos geotcnicos dos solos tropicais, que permitiram o desenvol-

vimento de critrio para a escolha de materiais tropicais, visando

seu uso em bases de pavimento, alm de tcnicas construtivas para

as mesmas. Ainda constam, no livro, estudos das peculiaridades dos

23

1INTRODUO

solos tropicais e de sua erodibilidade para prevenir eroso nas faixas

marginais das rodovias. Ressalta-se que, devido ao ineditismo e

importncia cientca dos assuntos desenvolvidos, seu uso tem sido

intenso no meio acadmico como fonte de consulta e gerador de

temas para diversos trabalhos em nvel de Mestrado e Doutorado.

O presente livro apresenta o estgio, at 2007, do conhecimento

sobre o uso das bases de SAFL; embora muito do texto original do

Doutorado de Villibor (1981) tenha sido mantido, nele revisado e

atualizado o contedo daquela Tese, visando torn-lo mais adequa-

do aos tcnicos que militam na rea. Alm disso, incorpora novos

conceitos, pesquisas e informaes tcnicas que ocorreram aps 1981,

incluindo aquelas relatadas no livro de Nogami e Villibor (1995).

Para um melhor entendimento so apresentados, no Anexo I, em

forma de discusso de questes, os aspectos fundamentais para o uso

adequado das bases de SAFL e, no Anexo II, os mtodos de ensaios

da Sistemtica MCT cujo conhecimento, pouco divulgado, funda-

mental para os tcnicos envolvidos na rea de estudos geotcnicos

e de laboratrio.

1.2 COMPORTAMENTO DE TRECHOS EXECUTADOS COM SAFLA observao do comportamento dos pavimentos rodovirios com

base de SAFL, construdos no Estado de So Paulo, mostrou que essa soluo superou, em muito, as expectativas. Os primeiros trechos

pavimentados em estradas, projetados para vida til de 3 anos, apre-

sentaram, aps 6 anos de utilizao, comportamento altamente satis-

fatrio, sem terem sofrido recapeamento ou recuperao maior. H

trechos, inicialmente projetados como proteo terraplenagem

(entre eles, Cambaratiba-Borborema, Ibitinga-Itpolis e Itajobi-Novo

Horizonte) e construdos em 1974/75, que at meados da dcada de

oitenta funcionaram como estradas efetivamente pavimentadas, sem

apresentarem grandes problemas. Na realidade, ocorreram defeitos

inerentes ao tipo de revestimento adotado (tratamento supercial

delgado); entretanto, so percentualmente pequenos, considerando-

se a extenso total executada. Aqueles trechos, com esbeltos recape-

amentos executados posteriormente, ainda continuam em servio.

Tendo em vista o excelente comportamento apresentado nos trechos

experi-mentais, a base de SAFL comeou a ser empregada como parte

integrante da estrutura de pavimentos econmicos, em substituio

s bases convencionais, geralmente constitudas de material britado,

pedregulho ou solo cimento.

Desde ento, pavimentos com esse tipo de base vm sendo utili-

zados em vias urbanas, em pistas de aerdromos e em ptios de estacionamento. Dentre os trechos pioneiros de vias urbanas citam-

24


se os construdos em Araraquara, Barretos, Descalvado, Presidente

Prudente, So Carlos e, de pista de aerdromo, o da Base Area de

Pirassununga, do Ministrio da Aeronutica, todos no Estado de So

Paulo. Os pavimentos tm atendido, perfeitamente, aos objetivos

propostos, alm de serem econmicos por utilizarem, em suas bases,

materiais locais de baixo custo e revestimentos esbeltos de tratamen-

tos superciais.

1.2.1 Caractersticas GeraisA tabela 1.1 rene algumas caractersticas dos principais trechos

executados, ressaltando-se o excelente comportamento do trecho

experimental Pereira Barreto-Ilha Solteira, executado em 1968 e em

funcionamento at o presente, o qual, na inspeo de 1981, no havia

sofrido recapeamento e j tinha sido submetido a um trfego de

N>5 x 106 solicitaes do eixo padro de 80 kN, permanecendo com

sua base ntegra. Vrios outros trechos, com revestimento do tipo

tratamento superfcial de espessura inferior a 3 cm, construdos na

dcada de setenta, em 1981 j haviam sido submetidos a um trfego

superior a 106 solicitaes.

O subleito da maioria dos trechos constitudo de solos laterticos,

desde argilosos at arenosos. H, entretanto, subtrechos sobre sublei-

tos saprolticos de basalto ou arenito, nos quais o solo foi substitudo

numa espessura mnima de 30 cm. A melhoria do subleito, geralmen-

te, foi executada em todos os trechos numa espessura de 15 cm e com

os graus de compactao a uma energia 95% do Proctor Simples.

Apesar de somente terem sido executadas pequenas correes e reca-

peamentos (e/ou rejuvenescimentos) esbeltos, todos os trechos conti-

nuam em servio com comportamento altamente satisfatrio, o que

comprova a qualidade estrutural de suas bases.

As condies climticas das regies em que se situam os trechos considerados so:

Tipo Climtico (segundo Kppen): Cwa (quente com inverno tseco), Aw (tropical com inverno seco) e Cwb (temperado com

inverno seco).

Precipitao Anual: de 1.000 a 1.500 mm.t

A anlise dos dados da tabela 1.1 mostra:Reforo do Subleito:t a espessura mxima construda foi de 30 cm para os subleitos argilosos. Nos arenosos, geralmente, no foi

construda camada de reforo; no entanto, em alguns trechos

foi executada a melhoria do subleito a 95% da Massa Especca

Aparente Seca do Proctor Modicado (PM).

Base de SAFL:t na maioria dos casos tm sido utilizadas bases com espessura 15 cm, compactadas aproximadamente a 95% da Ener-

25

1INTRODUO

gia Modicada (por volta de 100% da Energia Intermediria). Nos

trechos em que o pavimento foi dimensionado (Mtodo DER-SP),

usou-se o coeciente estrutural da base igual a um.

Camada de Revestimento Betuminoso: t predomina a utiliza-o de tratamento supercial de penetrao invertida simples,

dupla ou tripla, mas com espessura inferior a 3 cm. Somente dois

trechos, Jaci-Mirassol e Potirendaba-Cedral, foram executados

com tratamento invertido duplo (1,5 cm) e premisturado a quente

Tabela 1.1 CARACTERSTICAS DE ALGUNS TRECHOS COM BASE DE SAFL NO ESTADO DE SO PAULO. DADOS LEVANTADOS AT 1981.

TrechoData

execuoExt. [km]

Larg. [m]

Reforoesp. [cm]

Baseesp. [cm]

RevestimentoVDM

NtTipoEsp.[cm]

Pereira Barreto Ilha Solteira (SP-310)

6/68 1 14 20 15 P.t. 31.212

5,0x106

SP-326 Terra Roxa(SP-353)

2/73 17,4 14 15 P.t. 3810

1,7x106

Cambaratiba Borborema (SP-304)

8/74 18,4 10,4 15 P.s. 0,51.180

2,6x106

Cndido Rodrigues SP-310 6/75 13,0 14 20 15 P.s. 3505

1,0x106

Boa Esperana do Sul Trabiju 7/75 8,2 12,4 20 P.t. 3100

1,0x106

Itpolis Ibitinga (SP-317) 7/75 24,9 14 15 - 30 P.d. 1,4958

2,2x106

SP-326 Viradouro (SP-351) 7/75 25,4 14 15 15 P.t. 31.179

2,9x106

Itajobi N. Horizonte (SP-321) 7/75 31,8 16,5 15 P.d. 1,41301

1,9x106

Acesso de Gavio Peixoto SP-331

5/76 13,5 10,4 20 P.t. 3500

1,0x106

N. Lusitnia Gasto Vidigal (SP-473)

5/76 11,9 9,2 0 - 15 15 P.d. 1,4279

8x106

Nova Aliana Bady Bassit (SP-355)

10/76 12 9,2 0 - 15 15P.d.C.A.

4,0356

1,1x106

Jaci Mirassol 1/77 8,6 9,2 0 - 15 15P.d.C.A.

4,5670

1,5x106

Potirendaba Cedral 1/77 21 9,2 0 - 15 15P.dCA

4,5670

1,5x106

Acesso Boracia 5/78 17,5 9,2 0 - 15 15 P.d. 1,4963

1,0x106

VDM e Nt volume dirio mdio e nmero total de solicitaes do eixo de 80 kN; C.A., P.s, P.d, P.t. Concreto Asfltico e Penetrao Invertida Simples, Dupla e Tripla.Em todos os trechos o reforo e a base foram compactados a > 95 % do Proctor Modicado

26


de 3 cm de espessura.

1.2.2 Apreciao do ComportamentoAs principais peculiaridades no comportamento dos pavimentos com

base de SAFL, no Estado de So Paulo, so:

Ausncia de Ruptura da Base:t a ruptura, caracterizada pela desa-gregao estrutural do revestimento, acompanhada de excessi-

va deformao da superfcie com expulso lateral do material

da base, somente tem ocorrido, excepcionalmente, onde o nvel

dgua est a menos de 1 m de profundidade e, em alguns locais,

nas bordas do pavimento, quando no existem acostamentos. Isto

mostra a alta capacidade de suporte da base de SAFL.

Pequena Deflexo:t as deflexes determinadas com a Viga Benkelman, apesar das esbeltas capas de rolamento utilizadas,

apresentaram valores baixos, geralmente dentro do intervalo

20 a 50 centsimos de mm, quando medidas pelo Mtodo de

Ensaio 024/94 do DNIT (similar ao da Canadian Good Roads

Association), sob ao da carga de 80 kN por eixo. As deexes

tm permanecido dentro daquele intervalo, ao longo do tempo,

mesmo em perodos de chuvas (vide guras 4.36 e 4.37).

Contribuio Estrutural da Base: t as bacias (ou linhas de inu-ncia) obtidas com o uso da Viga Benkelman tm acusado, com

certa frequncia, formas que indicam, teoricamente, um mdulo

de elasticidade maior das camadas superciais (valor da relao de

mdulos: cerca de 2 a 5). Outra peculiaridade de muitas bacias

a de apresentarem formas semelhantes s dos pavimentos com

base de solo-cimento (irregularidades de curvatura, deslocamento

do ponto de mxima deformao).

Mdulo de Resilincia:t determinaes laboratoriais preliminares, efetudas pelo IPT sobre amostras de SAFL em 1975 (Revista DER

n 124-Maio 1977), acusaram valores bastantes altos, na faixa de

230 a 560 MPa, para o Mdulo de Resilincia (MR). Alvares Neto

(1997), ultilizando o FWD (Falling Weight Deectometer), reali-

zou medidas das deexes recuperveis em diversos trechos com

base de SAFL e obteve, por retroanlise, valores ainda elevados

para o MR (na faixa de 210 a 340 MPa) que, embora inferiores

aos do IPT, so explicveis por incorporarem a inuncia do trin-

camento da estrutura da base. A revista citada mostra, tambm,

bases de brita com valores para o MR, na faixa de 105 a 246 MPa.

A comparao desses valores coloca as bases de SAFL em posio

privilegiada relativamente s de brita.

Recalques:t em geral, o trfego tem causado pequenos recalques ao longo das rodeiras. Essas deformaes provocam um aumento da densidade nas rodeiras, permanecendo as regies contguas

27

1INTRODUO

com densidades inferiores. Esse fato, normalmente, no chega a produzir trincamento no revestimento, dada a sua esbeltez e exi-bilidade. A ocorrncia foi maior nos primeiros servios de prote-o terraplenagem e nos cortes, onde no se utilizava reforo do pavimento e, ainda, nos locais onde a base foi mal compactada. Atualmente, com a adoo de reforo e um controle mais rgido na compactao da camada de base, tem-se conseguido minimi-zar essas ocorrncias.

Trincas de Reexo:t o desenvolvimento de trincas em bases de SAFL uma constante e ocorre desde a fase de construo. A reexo dessas trincas na superfcie do tratamento supercial tem sido observada, com maior frequncia, nos tratamentos simples e, apenas excepcionalmente, nos duplos e triplos.

Susceptibilidade gua:t a eroso da borda do pavimento nos acostamentos tem ocorrido em alguns trechos, principalmente quando o SAFL apresenta elevada porcentagem de material (mais de 70%), passando na peneira de abertura 0,150 mm, devido grande susceptibilidade desses solos ao erosiva da gua. Tem-se constatado que as panelas crescem rapidamente devido, elevada susceptibilidade da base ao erosiva direta da gua em movimento, o qual causado pelo trnsito de veculos.

Recuperao:t Em 2007 o DER-SP, dentro do Programa de Recu-perao de Vicinais (Pr-Vicinais), levantou 8.000 km desse tipo

de rodovia e vericou que, aproximadamente 70% dos trechos

pavimentados nas regies centro, norte e oeste do Estado possu-

am base de SAFL. O levantamento conrmou tambm, atravs da

avaliao dos defeitos estruturais e de superfcie desses pavimen-

tos, o excepcional comportamento do pavimento nos trechos com

esse tipo de base. Um fato auspicioso, para a continuidade do uso

da base de SAFL, foi a constatao de que, embora muitos trechos

j estivessem com mais de 30 anos de uso, o custo da recupera-

o resultou muito abaixo do esperado. No Pr-Vicinais, a quase

totalidade do oramento para recuperao refere-se ao custo dos

recapeamentos para melhoria da superfcie e apenas um valor

residual, ao custo da recuperao da parte estrutural da base, tal

como ocorreu no Paran no seu Programa de Recuperao de

Vicinais com base de SAFL. Outra constatao importante foi que

a recuperao das vicinais, com outros tipos de bases estabiliza-

das granulometricamente (solo-brita, pedregulho, brita graduada,

bica corrida, etc.), apresentou custos iguais, ou superiores aos com

base de SAFL, para trfegos similares.

Cabe ressaltar que, para trfego pesado, j foi testado um pavimen-

to com base de SAFL e camada de revestimento de 10 cm (5 cm

binder e 5 cm de concreto asfltico) em 3 faixas adicionais da Via

28


W. Luiz. Essas faixas apresentaram, durante o perodo de teste de 7

anos, um comportamento excepcional. Aps esse perodo, a rodovia

Washington Luiz (SP 310) foi recapeada, duplicada e as faixas experi-

mentais transformadas em acostamentos. Visualmente, verica-se na

gura 1.1 o comportamento excepcional dessa base, com 20 cm, que

permaneceu ntegra e sem deformaes, mesmo sob essa condio

extrema de trfego.

Observe-se que a rgua metlica acha-se perfeitamente nivelada sobre a

camada de rolamento, mostrando a inexistncia de qualquer

deformao transversal nas rodeiras e ausncia de trincas no

revestimento. Tal constatao conrma a elevada capacidade

de suporte da base de SAFL, obtida tanto no campo como em

laboratrio, por meio dos resultados do ensaio de suporte (CBR

e Mini-CBR), assim como o elevado modulo de resilincia desse

tipo de base, que conrmado pelos dados obtidos por Nogami

e Villibor (1995). Isto justica a suma importncia de se dar

continuidade aos estudos para utilizao da base de SAFL, em

rodovias de trfego pesado.

A gura 1.1, mostra o Engenheiro Fernando Custdio Corra, j

falecido, vericando o comportamento da base da faixa adicio-

nal na SP 310. Fernando, a quem os autores prestam homena-

gem, foi um dos pioneiros na implantao de pavimentos com

base de solos nos laterticos, no Brasil.

1.3 OBJETIVOSEste livro tem por objetivos apresentar:

O Estudo geotcnico dos SAFL para bases de pavimentos, com o tuso de uma sistemtica no tradicional, denominada MCT.

Uma srie de recomendaes, construtivas e de controle tecno-tlgico, para bases de SAFL e suas imprimaduras, as quais resulta-

ram, em grande parte, dos estudos efetuados com a aplicao da

Sistemtica MCT.

Conceitos bsicos e estudo geotcnico para bases de solo later-ttico-agregado.

Para atingir os objetivos, foram desenvolvidos os seguintes assuntos:

Dificuldades e deficincias da sistemtica tradicional para o testudo tecnolgico das bases de SAFL.

Desenvolvimento da Sistemtica MCT para o estudo geotcnico tde solos.

Pesquisas desenvolvidas com o uso da Sistemtica MCT.tEstudo geotcnico de solos para bases de SAFL com o uso da tSistemtica MCT.

Figura 1.1 Faixa adicional do Km 219 da SP 310.

29

1INTRODUO

Recomendaes construtivas e de controle tecnolgico de base tde SAFL.

Conceitos bsicos e estudo geotcnico para bases de solo later-ttico-agregado.

Subsidiariamente so apresentados, no Anexo I, conceitos fundamen-

tais para a utilizao das bases em questo, por meio da discusso

de quesitos de suma importncia para o entendimento do assun-

to. Tambm, no Anexo II, enfocam-se caractersticas dos ensaios da

MCT, pouco difundidas no meio tcnico.

Os resultados das pesquisas desenvolvidas com a utilizao da Siste-

mtica MCT deram subsdios para a proposio dos estudos geotcni-

cos dos SAFL e dos solos latertico-agregados, tanto na fase de projeto,

como na elaborao das recomendaes construtivas e de controle

da base e sua imprimadura. Espera-se, tambm, que elas contribuam

para um melhor conhecimento do comportamento dos solos laterti-

cos em carter geral, mediante a obteno de resultados mais signi-

cativos das suas caractersticas geotcnicas. Isso permitir melhor

utilizao desses solos em pavimentos de rodovias com trnsito mais

intenso, e/ou pesado, e em obras similares.

Acredita-se que o uso da Sistemtica MCT contribuir para o desen-

volvimento de uma tecnologia nacional prpria, em pavimentao,

alm de aumentar o emprego dos SAFL em bases de pavimentos. Isto

proporcionar uma economia substancial na execuo de programas

de pavimentao de estradas secundrias (VDM 1.000 veculos), que

so de vital importncia para o desenvolvimento do Pas. Para maio-

res volumes de trfego pode-se usar base de solo latertico-agregado,

cujo estudo geotcnico apresentado no captulo 7.

Alm disso, com pequenas adaptaes, essa Sistemtica poder ser

usada no estudo da pavimentao de aerdromos e vias urbanas,

com grande economia em relao aos pavimentos convencionais.

Para pavimentao urbana o livro Pavimentos de Baixo Custo para Vias

Urbanas de Villibor et al. (2007), j apresenta a tecnologia adaptada

para esse m, preconizado o uso de bases consttuidas de solos com

predominncia de nos laterticos.

30

2DIFICULDADES E DEFICINCIAS DA SISTEMTICA

31

2.1 GENERALIDADESAt o nal da dcada de setenta, o DER-SP utilizava, para o estudo geotcnico

dos SAFL para bases, praticamente a mesma sistemtica tradicio-nal sugerida na dissertao de Mestrado de Villibor (1974), a qual fundamentada no seguinte:

Determinao do comportamento latertico do solo, baseada em tinformaes pedolgicas.Obteno dos resultados de ensaios tradicionais de laboratrio: tGranulometria por peneiramento, Limites de Consistncia [Limite de Liquidez (LL) e Limite de Plasticidade (LP)] e CBR (ndice de suporte e Expanso). A partir dos valores de LL e LP, obtido o ndice de Plasticidade: IP = (LL - LP).

Para os resultados referentes a esses ensaios, eram recomendadosos seguintes intervalos de valores:

Granulometria por Peneiramentoa] Material que passa na peneira 0,42 mm .................85 a 100%Material que passa na peneira 0,075 mm .................25 a 45%

Limites de Consistnciab] Limite de Liquidez (LL .............................................20 a 30%ndice de Plasticidade (IP) ...........................................6 a 9 %

CBR (California Bearing Ratio)c]

Determinados na Massa Especca Aparente Seca mxima (MEAS

mx) e umidade tima (Ho) do Mtodo M-53-71, DER- SP, na energia Modicada (equivalente AASHTO T-180-59).

ndice de suporte California ........................................ 80 %Expanso .................................................................... 0,1 %

Quanto ao controle tecnolgico da execuo, exigia-se para seu recebimento:Grau de Compactao correspondente a, no mnimo, 95% da a] MEAS mx referente energia Modicada ou 100 % da energia Intermediria (M-53-71, DER-SP).Umidade de Compactao no intervalo de umidade tima Ho b] 0,10 Ho, ajustando-o aps os primeiros subtrechos, a m de conseguir-se o grau de compactao exigido.

A adoo da sistemtica t radicional apresenta vr ios problemas,entre os quais destacam-se:

Diculdades na determinao do comportamento geotcnico tlatertico dos SAFL.

32


Diculdades inerentes metodologia dos ensaios tradicionais.tDecincias na previso de importantes problemas, construtivos te de comportamento, nas bases de SAFL.

Apesar disso, at hoje a referida sistemtica adotada em especificaes

rodovirias para o estudo de bases de SAFL, inclusive ociais, como

a DER/PR ES-P08/5 (do Departamento de Estradas de Rodagem do

Estado do Paran), e por muitos tcnicos rodovirios. Esse fato justi-

ca uma anlise minuciosa dos problemas e decincias inerentes

sua utilizao. Esta anlise imprescindvel, tambm, para o enten-

dimento da evoluo da tecnologia do uso das bases de SAFL e das

vantagens da utilizao da Sistemtica MCT, ainda pouco divulgada

no meio tcnico, que est sendo apresentada neste livro.

2.2 DIFICULDADES NA DETERMINAO DO COMPORTAMENTO GEOTCNICO LATERTICO DOS SAFL

Cientificamente, os solos so considerados laterticos se apresentarem

uma srie de peculiaridades, tais como:

Resultam de um processo pedolgico inerente aos pers de solos tbem drenados, desenvolvidos em climas quentes e midos.

Permanncia da caolinita como argilo-mineral exclusivo, ou tpredominante, e frao argila caracterizada pela riqueza em

xidos hidratados de ferro e/ou alumnio. Associadas a essa

constituio qumica e mineralgica, os solos apresentam, ainda,

macroestrutura e microestrutura porosas caractersticas, sobretu-

do, em sua parte argilosa.

Morfologia peculiar dos pers naturais, caracterizada pela grande tespessura do horizonte pedolgico, camadas (horizontalizadas) cons-

tituintes pouco ntidas, cores tpicas, macrofbrica aglomerada.

O critrio pedolgico acima referido nada diz, especificamente, sobre o

comportamento geotcnico dos solos laterticos. Entretanto, na

dcada de setenta, no DER-SP, recorria-se identicao de campo

com base nos dados do Levantamento de Reconhecimento dos Solos

do Estado de So Paulo, 1960. Consideravam-se de comportamento

geotcnico latertico, para utilizao em bases, os solos integrantes

das classes pedolgicas discriminadas a seguir:

LEa: Latosol Vermelho Escuro Fase Arenosa

LVa: Latosol Vermelho Amarelo Fase Arenosa

PLn: Podzolizados Lins e Marlia Variao Lins

Pml: Podzolizados Lins e Marlia Variao Marlia

RPV-RLV: Regosol Intergrade para Podzlico Vermelho Amarelo

e Intergrade para Latosol Vermelho Amarelo.

33

2DIFICULDADES E DEFICINCIAS DA SISTEMTICA TRADICIONAL

A aplicao prtica desse procedimento apresentava srias diculdades pela subje-

tividade dos critrios adotados, pelo aumento crescente dos trechos

a estudar e por exigir, dos engenheiros e tcnicos, conhecimento

especializado em pedologia (no exigido no tipo de formao deles).

Atualmente, as referidas classes foram abandonadas e substitudas

por outras, conforme consta no Captulo 5.

Critrios, aparentemente menos subjetivos, tm sido propostos para a

determinao do comportamento geotcnico latertico, como: a

razo slica/sesquixidos, o grau de petricao segundo o Labora-

trio Nacional de Engenharia Civil de Lisboa (LNEC), a microfbrica

revelada pelo microscpio eletrnico de varredura e a anlise mine-

ralgica da frao argila. Esses critrios no se tm revelado adequa-

dos, ou por envolverem ensaios altamente especializados (difceis de

serem realizados em laboratrios geotcnicos rodovirios), ou por no

estarem diretamente relacionados com o comportamento dos solos

na estrutura do pavimento.

2.3 DIFICULDADES INERENTES METODOLOGIA DOS ENSAIOS TRADICIONAIS2.3.1 Limites de Consistncia

Dos limites de consistncia, so considerados relevantes, para a nalidade em vista,

o LL e o IP. Com a ampliao dos estudos, para atender uma grande

demanda por projeto e construo de pavimentos econmicos com

uso de bases de SAFL, caram patentes as decincias da utilizao

de LL e IP devido pequena reprodutibilidade dos resultados dos

ensaios, o que tem sido conrmado em relatos de diversos trabalhos

genricos sobre solos tropicais. Entre outros, podem ser citados:

Gidigasu (1976) em a] Lateritic Soil Engineering, no captulo 10,

pgina 32, cita: Outra fonte de diculdade na obteno da repro-

dutibilidade dos resultados dos ensaios de plasticidade de alguns

solos laterticos a tendncia de apresentarem aumento de plas-

ticidade com o grau de misturao ou moldagem da amostra,

antes do ensaio.

Programa Interlaboratorial Brasileiro desenvolvido pelo IPT-SP. b]

Alguns dos resultados obtidos pelo programa, para 3 amostras,

esto apresentados na gura 2.1. Sua anlise revela a grande varia-

o dos valores de LL e IP, obtidos por diversos laboratrios, em

ensaios executados segundo as NBR 6459/84 e 7180/84 da Asso-

ciao Brasileira de Normas Tcnicas (ABNT).

Comparao de Resultados de LL e IP obtidos pelo DER-SP e IPT, c]

para SAFL, em ensaios executados conforme as normas acima. A

tabela 2.1 mostra a grande variao dos resultados, de 5 amos-

34


tras de SAFL utilizados em bases, conrmando

o que havia sido constatado no programa do

IPT.

No que se refere aos SAFL, as diculdades cam

aumentadas pois os valores limites considera-

dos na especicao proposta correspondem a

valores bastante baixos, prximos do limite

de exequibilidade dos ensaios envolvidos.

Devido a esses fatos, tm surgido vrios proble-

mas, tanto na fase de projeto como na cons-

trutiva. No projeto, vrias jazidas de SAFL,

satisfatrias por um laboratrio, podem no

ser consideradas como tais por outros, gerando

srias controvrsias. Na construo, vrias jazi-

das aceitas como satisfatrias no projeto tm

sido abandonadas por no serem aceitas pelo

laboratrio de controle, onerando de maneira

imprevista o custo das obras, pelo aumento da

distncia de transporte.

2.3.2 Ensaio de CBR A ava l iao da capac idade de supor-

te e da expanso do solo para base reali-

zada, em geral, pelo CBR tradicional. Os valores

do ndice de suporte 80% e expanso 0,1%

recomendados correspondem aos encontrados

nos solos das pistas experimentais, constru-

das pelo DER-SP, que apresentaram comporta-

mento satisfatrio. Esses valores correspondem,

tambm, aos limites fixados pelo DNIT para

bases estabilizadas granulometricamente. A utili-

zao do ensaio CBR tradicional apresenta uma

srie de problemas, destacando-se:

Grande Disperso de Resultadosa]

Essa disperso foi motivo de consideraes em vrios trabalhos:

Peltier (1953), Souza Pinto e outros (1964) e Nogami (1972). Um

resumo dos resultados obtidos nesses trabalhos apresentado na

tabela 2.2, a qual mostra que o valor mximo obtido nos ensaios,

para uma mesma amostra, chega a ser de 2 a 3 vezes maior que

o mnimo.

Para os SAFL, a disperso ainda maior devido grande varia-

o do ndice de suporte com o teor de umidade de moldagem

dos corpos de prova. Variao de 1% de umidade em torno da

Tabela 2.1 COMPARAO DE RESULTADOS DE LL, LP E IP (%) EM ENSAIOS DE 5 AMOSTRAS DE SAFL.

Laboratrio Amostra

IPT-SPDER-SP

(Araraquara)LL LP IP LL LP IP

A 24 16 8 19 14 5B 37 19 18 30 22 8C 26 15 11 20 15 5D 34 20 14 24 17 7E 28 16 12 27 21 6

Figura 2.1 Programa Interlaboratorial: valores de LL e IP de 3 amostras.

35


tima pode ocasionar, em certos solos, uma diminuio de 50%

ou mais no valor do ndice de suporte (Villibor, 1974). Assim,

o ensaio de CBR em um nico corpo de prova, moldado para o

teor de umidade correspondente tima, no confivel; isto

porque no apenas difcil acertar o teor de umidade de molda-

gem com a necessria preciso, como tambm esse teor no fica

bem caracterizado na curva de compactao.

Necessidade de uma Grande Quantidade de Material b]

Como visto acima, apesar de o CBR ser exigido apenas nas condi-

es de Massa Especca Aparente Seca mxima e Umidade tima,

tal exigncia difcil de ser satisfeita com apenas um corpo de

prova. H necessidade de se construir a curva de variao do CBR

em funo de vrios teores de umidade diferentes, com a molda-

gem de, pelo menos, 3 corpos de prova com teores de umidade

em torno da tima. Na prtica, devido disperso dos resulta-

dos, sempre desejvel aumentar para 5 o nmero de corpos de prova. Esse procedimento encarece consideravelmente os custos

da amostragem do material, de seu transporte e dos ensaios neces-

srios.

2.4 DEFICINCIAS NA PREVISO DE PROBLEMAS CONSTRUTIVOS E DE DESEMPENHO NAS BASES DE SAFL

Na fase de construo e na etapa seguinte (relativa ao desempenho do pavimento

em servio), surgiram problemas especcos das bases de SAFL, impos-

sveis de serem previstos com a sistemtica tradicional, a saber:

Diculdades encontradas, em alguns tipos de SAFL para a obten-a]

o do grau de compactao exigido no projeto.

Amolecimento da borda do pavimento, durante e aps sua cons-b]

truo, devido penetrao dgua, resultando excessiva defor-

mao e eventual rompimento do revestimento e, ainda, intensa

eroso na borda do pavimento.

Tabela 2.2 VARIAO DO CBR SEGUNDO PELTIER, SOUZA PINTO E NOGAMI.

Trabalho Normas de ensaio Amostra N de

ensaiosValor CBR [%] Desvio

padroMin. Mx. Med.Peltier (53) Mtodo Americano Areia argilosa 21 10,5 33,0 17,8 6,20Souza PintoABPv (64)

DPT-M-48-64 (DNER) Energia Intermediaria

DE

1212

26,417,3

38,645,8

29,534,6

6,559,40

Nogami (72)M-53-71 (DER-SP) Energia Normal

SP-310 km 254 8 11 28 17,3 6,28

36


Trincamento excessivo da base, por contrao provocada pela c]

perda de umidade, reetindo, em alguns casos, na camada de

revestimento, com consequente reduo da vida til do pavimen-

to e da sua serventia.

Comportamento inadequado da imprimadura betuminosa, que d]

d origem ao escorregamento do revestimento, e exsudao do

asfalto na superfcie do mesmo.

Discrepncia entre a capacidade de suporte pretendida e a real, e]

nas condies tropicais e com base na referida sistemtica, o que

pode ocasionar rejeio de jazidas mais prximas, onerando o

custo do pavimento.

As pesquisas realizadas para a elaborao da Sistemtica MCT, apresentada

neste livro, permitiram agrupar as principais causas das decin-

cias da sistemtica tradicional, a saber:

GranulometriatA considerao de apenas duas peneiras (0,42 mm e 0,075 mm)

no permite distinguir, de maneira adequada, os solos que apre-

sentam os problemas citados em itens a] e c]. H necessidade,

como ser visto mais adiante, da incluso da peneira de 0,150

mm e, em alguns casos, da determinao da frao argila (dime-

tro equivalente dos gros inferior a 5 m). Sabe-se, atualmente,

que essa decincia pode ser detectada pelo uso da Classicao

Geotcnica MCT, principalmente pelas peculiaridades da curva

de deformabilidade na compactao laboratorial.

Capacidade de SuportetO conhecimento de dados de bases de trechos, j submetidos

ao do trfego, mostra a inconvenincia de se adotar as condi-

es estabelecidas na sistemtica tradicional para a avaliao da

capacidade de suporte em termos de CBR, ou seja, suporte obtido

aps imerso por 4 dias. Os dados obtidos em bases de trechos

em uso por vrios anos mostraram ser mais condizente com a

realidade a utilizao de novas condies para determinao da

capacidade de suporte, como ser enfocado posteriormente.

Propriedades HdricastOs problemas citados no subitem b] esto intimamente ligados s

propriedades hdricas das bases estudadas, no tratadas na siste-

mtica tradicional.

ContraotOs problemas relacionados com o trincamento referido no item c]

esto relacionados com a contrao da base, devido, sobretudo,

perda do teor de umidade. Essa propriedade no era considerada

na sistemtica tradicional.

37


Efeito da Imprimadura BetuminosatOs problemas relacionados em d] so devidos ao complexo fen-meno de interrelacionamento entre a base compactada e o mate-rial betuminoso usado na imprimadura. A sistemtica tradicional no considerava nenhum dos aspectos relacionados com esse fenmeno, de vital importncia, como ser enfocado no Cap-tulo 4.

2.5 CONSIDERAES COMPLEMENTARESAs diculdades e decncias apresentadas e comentadas, quanto utilizao

da sistemtica tradicional para o estudo tecnolgico das bases de

SAFL, esto presentes no meio rodovirio, at hoje, para o estudo

tecnolgico de outros tipos de base. Assim, bases granulares (elevada

porcentagem retida na # 2,0 mm) de solos-agregados, ou de materiais

naturais (lateritas, pedregulhos, etc.), utilizam os ensaios tradicio-

nais para a obteno dos limites de consistncia (LL e LP), que so

determinativos para a aceitao de um material para sua execuo;

isso conduz, frequentemente, a um aumento do custo das mesmas,

pelos motivos:

Escolha inadequada desses materiais para base, causando proble-tmas de comportamento.

Abandono de materiais de alta qualidade que ocorrem nos trpi-tcos e no atendem os limites de consistncia preconizados.

Para contornar as decincias referidas, uma linha promissora aplicar a meto-

dologia MCT, sobre a frao que passa na # 2,00 mm, para obter suas

propriedades mecnicas e hdricas e vericar se elas esto dentro

de intervalos admissveis que a qualiquem para a nalidade em

vista; alm disso, usar o ensaio de suporte CBR tradicional e requi-

sitos granulomtricos sobre o material integral. A conjuno desses

procedimentos permite propor especicaes mais adequadas para os

materiais constituintes desses tipos de base, conforme preconizado

por Nogami e Villibor em (1995) e (2007).

38

3DESENVOLVIMENTO DA SISTEMTICA MCTPARA ESTUDO GEOTCNICO

39

3.1 CONSIDERAES INICIAISDetectadas as diculdades e decincias da sistemtica vigente na dcada de 70

no DER-SP, a Tese de Doutoramento de Villibor (1981) veio trazer

solues com a apresentao de uma nova sistemtica para o estudo

tecnolgico dos SAFL. A mesma baseada numa diretriz que tornou

possvel a obteno de dados esclarecedores sobre as propriedades de

maior interesse para o desempenho deste tipo de solo como base de

pavimentos, nas condies climticas brasileiras. Embora o enfoque

principal da pesquisa tenha sido o SAFL, o desenvolvimento da nova

Sistemtica (MCT) permitiu um amplo estudo geotcnico dos solos

nos (100% passando na peneira de 2,00 mm), que so de interesse

para diversas aplicaes rodovirias.

Aps 1981, ocorreram alteraes tanto na designao dos ensaios como na

sua tcnica executiva; por essa razo, julgou-se til apresent-los de

acordo com os procedimentos agora recomendados e utilizando a

terminologia vigente. Alm disso, esto sendo introduzidos novos

ensaios objetivando, sobretudo, a Classicao Geotcnica MCT.

Alterou-se, tambm, a forma de redao para proporcionar uma

melhor idia dos objetivos dos ensaios.

Ressalta-se que as referidas alteraes so compatveis com o contedo

do livro Pavimentao de Baixo Custo com Solos Laterticos (Nogami

e Villibor,1995) e que foram, ainda, introduzidas novas alteraes

sugeridas por informaes obtidas aps sua publicao.A srie de ensaios da nova Sistemtica, que engloba os ensaios classicatrios da

MCT (M5, M8 e M9), constitui o elenco de Ensaios da Sistemtica

MCT, a saber:

M1 Ensaio de Compactao Mini-Proctor

M2 Ensaio Mini-CBR e Expanso

M3 Ensaio de Contrao

M4 Ensaios de Inltrabilidade e Permeabilidade

M5 Ensaio de Compactao Mini-MCV

M6 Ensaio de Penetrao da Imprimadura Betuminosa

M7 Ensaio Mini-CBR de Campo - Procedimento Dinmico

M8 Ensaio da Perda de Massa por Imerso

M9 Classicao Geotcnica MCT.

40


As propriedades mecnicas e hdricas da base de SAFL, consideradasna metodologia MCT, esto diretamente relacionadas com o desem-

penho do pavimento que utiliza este tipo de base. Muitos dos defei-

tos dos pavimentos podem ser atribudos a valores inadequados

de uma ou mais de suas propriedades, e/ou a problemas na tcnica

construtiva da base. A tabela 3.1 mostra os ensaios e determinaes

da Sistemtica MCT e, tambm, suas associaes com as propriedades

fsicas das bases de SAFL e com os principais problemas e defeitos

construtivos das mesmas.

Ressalta-se que essa filosofia, de procurar ensaios que retratem de perto

as propriedades e o comportamento do pavimento, representa um

passo avante quando comparada com a abordagem tradicional, base-

ada na granulometria e nos limites de liquidez (LL) e ndice de plas-

ticidade (IP), cujas limitaes foram comentadas no Captulo 2.

3.2 SISTEMTICA MCT Esta Sistemtica, cujos mtodos de ensaio so apresentados no anexo II,

caracteriza-se pela utilizao de corpos de prova (cp) cilndricos, de

dimenses reduzidas, com dimetro de 50 mm e de altura igual ou

prxima dessa medida; por isso foram designados de Miniatura,

com abreviao (M). Como, basicamente, so obtidos em laboratrio

por compactao (C) e a Sistemtica foi desenvolvida para solos tropi-

cais (T), isso justica o uso da abreviatura MCT. Esses cp tambm

podem ser indeformados ou executados no campo in situ.A Sistemtica MCT recomendada para o estudo de solos tropicais que passam

integralmente, ou tm pequena frao retida (menos de 10%), na

peneira de malha quadrada de abertura 2,00 mm. Os solos predomi-

nantes no Estado de So Paulo, e em outras reas das regies tropi-

cais, em sua quase totalidade satisfazem essa condio. Isso contrasta

com a abundncia de solos de granulao grosseira, no hemisfrio

Norte, de onde provm os ensaios considerados tradicionais.A compactao dos corpos de prova feita de acordo com o procedimento

desenvolvido na Iowa State University (Laeur et al; 1956) e no

DER-SP (Nogami,1972), que utiliza basicamente o processo dinmi-

co. A determinao da capacidade de suporte e expanso , tambm,

baseada no procedimento desenvolvido pela referida Instituio. Vrias modicaes foram introduzidas nos detalhes executivos e, alm disso,

foram desenvolvidos mtodos de ensaios apropriados, com cp espe-

ccos, para determinao dos valores de outras propriedades como:

inltrabilidade dgua, permeabilidade, contrao por secagem, pene-

trao da imprimadura betuminosa, etc. Cabe ressaltar que alguns dos

ensaios, ora apresentados, foram utilizados por Nogami e Villibor com

outras nalidades como em: Mapeamento Geotcnico (Villibor e

41

3DESENVOLVIMENTO DA SISTEMTICA MCT

Nogami, 1979), Diferenas de Propriedades entre Solos Laterticos e

Saprolticos Compactados (Nogami e Villibor, 1979) e Caracteriza-

o e Classicao Gerais de Solos (Nogami e Villibor, 1980).

Tabela 3.1 ENSAIOS DA MCT E FENMENOS FSICOS CORRELACIONADOS - ASSOCIAO COM OS DEFEITOS CONSTRUTIVOS NA BASE.

42


No Anexo II so apresentados os mtodos para realizao dos ensaios, devidamente

atualizados e acrescidos de novos mtodos, que constituem a Siste-

mtica MCT. Alguns desses novos diferem, em detalhes, daqueles

originalmente utilizados por Villibor (Villibor,1981) no desenvolvi-

mento das pesquisas constantes deste livro, executadas na segunda

metade da dcada de setenta. Sendo os ensaios bsicos da Sistemtica MCT ainda pouco conhecidos no meio

rodovirio brasileiro, seus aspectos essenciais sero expostos nos subi-tens a seguir. Para a compactao dos corpos de prova e determina-o da capacidade de suporte e expanso, ser dada maior nfase s adies e alteraes efetuadas relativamente metodologia original de Iowa. Ressalta-se que toda citao de energia Normal (EN) ou de energia Intermediria (EI) refere-se s dos ensaios do Mini-Proctor da Sistemtica MCT. Alm dos aspectos expostos, so encontrados no Anexo II os mtodos de ensaios detalhados (M1 a M9) da Sistemtica MCT.

3.2.1 Ensaio de Compactao Mini-Proctor (M1)Utiliza-se somente a frao do solo que passa na peneira de 2,00 mm. Todas

as amostras devem ser secadas previamente ao ar. Utilizam-se, sempre,

amostras virgens para cada ponto da curva de compactao. A unifor-

mizao do teor de umidade de compactao, atravs da misturao

e homogeinizao, feita aps a adio da gua em cada alquota de

solo; antes de iniciar a compactao, conserva-se a mesma em repou-

so, pelo menos por 12 horas, em recipiente hermtico. Para a compactao usam-se dois tipos de soquete: o leve (2,27 kg) e o pesado

(4,50 kg). Para reproduzir as condies prximas da energia dita

Normal (ASTM-D-698 ou AASHTO-99), aplicam-se 5 golpes de cada

lado do corpo de prova, com soquete leve, em apenas uma camada

e, para a energia conhecida como Intermediria adotada no Brasil

(DNER-ME-129-94), aplicam-se 6 golpes de cada lado, com soquete

pesado. Foi necessria a xao do nmero de golpes, em cada ener-

gia, para possibilitar a obteno de curvas de compactao (designa-

da Mini-Proctor), prximas s obtidas pelos mtodos que se deseja

reproduzir; na prtica, as discrepncias encontradas tm sido pouco

signicativas.Os corpos de prova so moldados de maneira que sua altura atinja 50

1 mm, sem arrasamento. Tal exigncia implica em que se despreze

pelo menos um corpo de prova, para se conseguir a altura requerida.

Para a obteno da altura de cada corpo de prova, utiliza-se um dispo-

sitivo que fornece seu valor com aproximao de 0,1 mm.

Cabe acrescentar que o uso de anis de vedao metlicos, no processo de

compactao ora recomendado (Anexo II), no foi obedecido nas

43


pesquisas efetuadas; porm os resultados obtidos no diferiram sensi-

velmente, porquanto procurou-se, sempre, obedecer rigorosamente a

folga recomendada entre os dimetros do p do soquete e do pisto

inferior e o dimetro interno dos moldes utilizados. A gura 3.1

apresenta fotos ilustrativas e croqui do ensaio.

3.2.2 Ensaio Mini-CBR e Expanso (M2) O equipamento e procedimentos bsicos so os desenvolvidos na Iowa State

University (Laeur et al., 1956), onde o valor da capacidade de supor-

te denominado Iowa Bearing Value. Em 1972, Nogami, introdu-

ziu modicaes no equipamento e nos procedimentos bsicos para

adapt-los aos objetivos propostos, e denominou Mini-CBR o valor

do suporte. Os cp compactados so obtidos de acordo com a meto-

dologia referida no item anterior. O valor do suporte tambm pode

ser obtido em amostras indeformadas e em camadas in situ.

As principais alteraes introduzidas na determinao da capacidade de suporte

e expanso, relativamente ao procedimento original de Iowa, so as

seguintes:

Utilizao da Correlao com o CBR Tradicionala]

As correlaes (I) e (II) foram desenvolvidas por Nogami (1972), com

o uso do metodo CBR do DER-SP, M 53-71, para solos tpicos do

Estado de So Paulo. Os valores obtidos por essas correlaes foram

designados de Mini-CBR. As penetraes de 2,5 e 5,0 mm no corpo

Figura 3.1 Fotos ilustrativas e croqui do ensaio.

44


de prova do CBR correspondem s de 2,0 e 2,5 mm no Mini-CBR.

Para o valor do Mini-CBR, adota-se o maior dos valores obtidos pelas

expresses:

para penetrao de 2,0 mm:tlog (Mini-CBR)=0,896 x log C1 0,254 (I)

para penetrao de 2,5 mmtlog (Mini-CBR)=0,937 x log C2 0,356 (II)

onde C1 e C2 [kgf] so as cargas correspondentes s penetraes de

2,0 e 2,5 mm, obtidas no ensaio Mini-CBR.

Essas correlaes foram inicialmente desenvolvidas para a umidade tima

de compactao Ho, e nas seguintes condies: energia de compac-

tao Normal, com imerso e sobrecarga padro.

A gura 3.2 mostra as retas correspondentes s expresses I e II e as retas

geradas por Villibor (1981) com o uso de uma srie de resultados,

indicados na gura referida, obtidos com SAFL compactados segundo

o procedimento correspondente, para as condies de Ho da ener-

gia Intermediria, com imerso e sobrecarga padro. Verica-se que,

tambm para essas condies, as correlaes propostas so aceitveis

(a favor da segurana). Na gura 3.3 esto representados os valo-

res da umidade tima e os valores das respectivas Massa Especca

Aparente Seca mximas (designadas MEASmx), obtidos por Villibor

nos ensaios CBR tradicional e Mini-CBR, na energia Intermediria.

Nestas representaes verica-se que as umidades timas, pelos dois

processos, so praticamente iguais e as MEASmx, obtidas no ensaio

de Mini-CBR, so ligeiramente menores que as do ensaio de CBR

tradicional.Nas pesquisas efetuadas, os valores da capacidade de Suporte Mini-CBR

foram obtidos com o uso das expresses I e II, referidas acima, para

todas as condies de ensaio mencionadas no subitem c.3 adiante,

Figura 3.2 Correlaes na EI: CBR x carga Mini-CBR .

45


tanto para a energia de compactao Normal, como para a Interme-

diria (vide Mtodo M2 para o clculo do Mini-CBR com base em

cargas padro). A tabela 3.2 mostra as caractersticas do mtodo CBR tradicional do DER-SP, M53-71,

e do Mini-CBR; a gura 3.4 ilustra os corpos de prova e seus moldes

de compactao.

Determinao da Expanso no ensaio Mini-CBRb]

A frmula para o clculo da Expanso a mesma da expresso do

ensaio de CBR tradicional, a saber:

Figura 3.3 Valores da Ho e da MEASmx no CBR e Mini-CBR.

Tabela 3.2 DADOS DO CBR E DO MINI-CBR.

Dados dos Ensaios CBR Mini-CBR

Moldes dimetrovolume do corpo de prova

152 mm 2116 ml

50 mm 100 ml

Amostras massa aproximada para 1 cpdimetro mximo dos gros

5000 g 19 mm

250 g 2 mm

Compactao

Normal: massa do soquetealtura de quedagolpes (total)

2,5 kg 348 mm

168

2,27 kg 305 mm

10

Intermediria: massa do soquetealtura de quedagolpes (total)

4,5 kg 457 mm

130

4,5 kg 305 mm

12

Sobrecarga padro 4540 g 490 g

Pisto de Penetrao: dimetro 49,5 mm 16,0 mm

Prensa para penetrao: capacidade 44,5 kN 49 kN

Tempo de imerso padro 96 h 24 h

46


onde:E = ExpansoLi e Lf = Leitura inicial e nal do cp.Lo = Altura inicial do cp.Os valores da Expanso E so designados Ec e Es, conforme as condies de sobre-carga e de imerso do cp.

Variaes das Condies de Ensaioc] c.1) Teor de umidade de compactaoForam usados vrios teores de umidade, diferindo entre si de maneira aproxima-damente igual, para traar a curva de

compactao. Nos casos usuais foram necessrios, no mnimo, 4 valores para cada energia de compactao adotada.

c.2) Energia de compactaoDependendo da nalidade, pode-se usar a energia correspondente Normal ou Intermediria. Quando se pretende utilizar o solo para bases ou sub-bases, deve ser usada a energia Intermediria.

c.3) Condies de imerso e sobrecargaPara cada teor de umidade de compactao podem-se obter os valores da Expanso e, utilizando-se as correlaes apresentadas nas expres-ses I e II, podem ser determinados os valores da capacidade de suporte para as seguintes condies:

1a) Sem imerso com uso da sobrecarga-padro de 490 g na penetrao e com teor de umidade de moldagem Hm. O ndice de suporte assim obtido, designado Mini-CBRHm, o Mini-CBR na umidade de moldagem. Quando a penetrao feita na umidade tima Ho, designado Mini-CBRHo.

2a) Com imerso por 24 horas e uso da sobrecarga-padro de 490g, no perodo de imerso e na penetrao. O ndice de suporte assim obtido designado Mini-CBRic e a Expanso Ec, Expanso com sobrecarga.

3a) Com imerso por 24 horas, sem sobrecarga no perodo de imerso e na penetrao. O ndice de suporte assim obtido designado Mini-CBRis e a Expanso, Es, Expanso sem sobre-carga.

As guras 3.5 e 3.6 mostram as fotos ilustrativas e o croqui do ensaio de Expan-

so e do suporte Mini-CBR.

Figura 3.4 Moldes e corpos de prova do CBR e Mini-CBR, com extensomtros para expanso.

47


Figura 3.6 Fotos ilustrativas e croqui da penetrao Mini-CBR.

Figura 3.5 Fotos ilustrativas da montagem e croqui do ensaio.

48


Para vericar a disperso dos resultados do ensaio Mini-CBR, foram ensaiados 9 corpos de prova de uma mesma amostra de solo, cujos resultados esto na tabela 3.3.

Nota-se que os valores do ensaio Mini-CBR apresentam disperso consi-

deravelmente menor do que os do CBR tradicional (vide tabela 2.2).

Para o Mini-CBR o maior valor chega a ser de, no mximo, 1,5 vezes

o mnimo, enquanto para o CBR tradicional, essa relao chega a 3.

3.2.3 Ensaio de Contrao (M3)O ensaio efetuado medindo-se, diretamente, a Contrao axial (Ct)

dos corpos de prova por secagem lenta ao ar (vide gura 3.7). O

ensaio utiliza corpos de prova no imersos previamente em gua, e

para o clculo da Contrao, usa-se a frmula:

onde:

Ct = Contrao axial.

Li e Lf = Leitura inicial e nal do cp.

Lo = Comprimento inicial do cp.

3.2.4 Ensaios de Inltrabilidade e Permeabilidade (M4) Inltrabilidadea]

O ensaio realizado em corpos de prova obtidos logo aps a compac-

tao, ou em corpos de prova secos ao ar, ou seja, em condies

de baixssimo grau de saturao. O corpo de prova absorve a gua

por meio de uma placa porosa ligada a um tubo de vidro graduado,

disposto horizontalmente, cheio de gua. Os volumes de gua absor-

vidos pelo corpo de prova q [cm3], obtidos por meio da medida do

deslocamento do menisco de gua no tubo, so lanados em grcos,

Tabela 3.3 DADOS DA DISPERSO DOS VALORES DO ENSAIO MINI-CBR.

Suporte Nmero da AmostraValores do Mini-

CBR [%]Desvio Padro

[%] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Mn Md Mx

Mini-CBRHo 70 83 70 83 67 76 79 84 80 67 76 84 2,37

Mini-CBRic 48 54 48 44 53 55 50 65 66 44 55 66 2,71

Mini-CBRis 40 47 44 42 46 49 43 55 59 40 50 59 2,43

49


em funo de t (t em minutos). Da parte retilnea da curva obtm-se

o coeciente de soro s, pela frmula:

onde:

Sp=rea da seo do corpo de prova [cm2].

Este valor utilizado para avaliar o efeito da penetrao da gua na

camada compactada, pela sua superfcie, na construo e aps sua

cobertura pelas camadas betuminosas. O mesmo dispositivo e procedimento podem ser utilizados para deter-

minar o coeciente de soro da gua, aps a secagem do corpo de

prova e, tambm, a velocidade de deslocamento da frente de umida-

de. No caso de corpos de prova secos ao ar

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