Universidade do Estado de Mato Grosso UNEMAT. Estradas 2

Transcrição

1 Universidade do Estado de Mato Grosso UNEMAT Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas FACET Curso: Bacharelado em Engenharia Civil Estradas 2 Prof. Me. Arnaldo Taveira Chioveto

2 ESTUDOS GEOTÉCNICOS

3 Os estudos geotécnicos para o Projeto de Pavimentação compreendem: a) Estudos do Subleito; b) Estudos de Ocorrências de Materiais para Pavimentação. Na execução dos estudos geotécnicos para o Projeto de Pavimentação são feitos os seguintes ensaios: a) Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2,0 mm (n 10) e de 0,075 mm (n 200); b) Limite de Liquidez; c) Limite de plasticidade; d) Limite de Construção em casos especiais de materiais do subleito; e) Compactação; f) Massa específica Aparente "in situ"; g) índice Suporte Califórnia (ISC); h) Expansibilidade no caso de solos lateríticos.

4 ESTUDO DO SUBLEITO O reconhecimento dos solos do subleito é feito em duas fases: 1) Sondagem no eixo e nos bordos da plataforma da rodovia para identificação dos diversos horizontes de solos (camadas) por intermédio de uma inspeção expedita do campo e coleta de amostras; 2) Realização dos ensaios já citados nas amostras das diversas camadas de solo para um posterior traçado dos perfis de solos. Para a identificação das diversas camadas de solo, pela inspeção expedita no campo, são feitas sondagens no eixo e nos bordos da estrada, devendo estas, de preferência, serem executadas a 3,50 m do eixo. Os furos de sondagem são realizados com trado ou pá e picareta.

5 O espaçamento máximo, entre dois furos de sondagem no sentido longitudinal, é de 100 m a 200 m, tanto em corte como em aterro, devendo reduzir-se, no caso de grande variação de tipos de solos. Nos pontos de passagem de corte para aterro devem ser realizados também furos de sondagem. A profundidade dos furos de sondagem será, de modo geral, de 0,60m a 1,00m abaixo do greide projetado para a regularização do subleito. Furos adicionais de sondagem com profundidade de até 1,50m abaixo do greide projetado para regularização poderão ser realizados próximos ao pé de talude de cortes, para verificação do nível do lençol de água (ver Projeto de Drenagem) e da profundidade de camadas rochosas.

6 Para os ensaios de caracterização (granulometria, LL e LP) é coletada, de cada camada, uma amostra representativa para cada 100 m ou 200 m de extensão longitudinal, podendo o espaçamento ser reduzido no caso de grande variação de tipos de solos. Para os ensaios de Índice Suporte Califórnia (I.S.C.) retira-se uma amostra representativa de cada camada, para cada 200 m de extensão longitudinal, podendo este número ser aumentado em função da variabilidade dos solos. Para materiais de subleito, o DNIT utiliza o ensaio de compactação AASHTO. normal, exigindo um grau mínimo de compactação de 100% em relação a este ensaio, sendo o I.S.C. determinado em corpos-deprova moldados nas condições de umidade ótima e densidade máxima correspondentes a este ensaio.

7 Em geral, o I.S.C. correspondente a estas condições é avaliado mediante a moldagem de 3 corpos-deprova com umidades próximas a umidade ótima. Para fins de estudos estatísticos dos resultados dos ensaios realizados nas amostras coletadas no subleito, as mesmas devem ser agrupadas em trechos com extensão de 20 km ou menos, desde que julgados homogêneos dos pontos de vista geológico e pedológico.

8 Boletim de sondagem

9 Resumo dos resultados dos ensaios

10 Perfil longitudinal dos solos

11 Convenção para representação dos materiais

12 Perfil longitudinal com Indicação dos grupos de solos

13 Esquema de sondagem para prospecção de materiais Nas ocorrências de materiais julgados aproveitáveis na inspeção de campo, procede-se de seguinte modo: a) Delimita-se, aproximadamente, a área onde existe a ocorrência do material; Faz-se 4 e 5 furos de sondagem na periferia e no interior da área delimitada, convenientemente localizados até à profundidade necessária, ou compatível com os métodos de extração a serem adotados; b) Coleta-se em cada furo e para cada camada, uma amostra suficiente para o atendimento dos ensaios. Anota-se as cotas de mudança de camadas, adotando-se uma denominação expedita que as caracterize. Assim, o material aparentemente imprestável, constituinte da camada superficial, será identificado com o nome genérico de capa ou expurgo. Os outros materiais próprios para o uso, serão identificados pela sua denominação corrente do lugar, como: cascalho, seixos, etc; c) Faz-se a amarração dos furos de sondagem, anotando-se as distâncias aproximadas entre os mesmos e a posição da ocorrência em relação à rodovia em estudo.

14 IDENTIFICAÇÃO DE MATERIAIS DA JAZIDA

15 JAZIDA Uma ocorrência será considerada satisfatória para a prospecção definitiva, quando os materiais coletados e ensaiados quanto a: a) Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2,0 mm (n 10) e de 0,075 mm (n 200); b) Limite de Liquidez LL.; c) Limite de plasticidade LP; d) Equivalente de Areia; e) Compactação; f) Índice Suporte Califórnia - ISC; ou pelo menos, parte dos materiais existentes satisfizerem as especificações vigentes, ou quando houver a possibilidade de correção, por mistura, com materiais de outras ocorrências.

16 JAZIDA As exigências para os materiais de reforço do subleito, sub-base e base estabilizada, são as seguintes: Para reforço do subleito: características geotécnicas superiores a do subleito, demonstrados pelos ensaios de ISC. e de caracterização (Granulometria, LL, LP). Para sub-base granulometricamente estabilizada: ISC 20 e índice do Grupo IG = O para qualquer tipo de tráfego. Para base estabilizada granulometricamente: a) Limite de Liquidez máximo 25%; b) Índice de plasticidade máximo: 6% c) Equivalente de Areia mínimo: 30%

17 JAZIDA Caso o LL > 25% e/ou IP >6, poderá o solo ser usado em base estabilizada, desde que apresente - Equivalente de Areia EA > 30%, satisfaça as condições de ISC e se enquadre nas faixas granulométricas. Deverá ser o ISC 60 para qualquer tipo de tráfego; a expansão máxima deverá ser 0,5%. Poderá ser adotado um ISC até 40, quando economicamente justificado, em face da carência de materiais e prevendo-se a complementação da estrutura do pavimento pedida pelo dimensionamento pela construção de outras camadas betuminosas. Quanto à granulometria, deverá estar enquadrada em uma das faixas das especificações.

18 PEDREIRAS A prospecção preliminar das pedreiras é realizada mediante as indicações geológicas, procurando-se avaliar no local por meio de sondagens e de levantamento expeditos. Uma vez verificada a possibilidade de aproveitamento técnico-econômico de uma ocorrência, com base nos ensaios de laboratório - realizados nas amostras coletadas nos furos feitos de acordo com a prospecção preliminar, será, então, feito o estudo definitivo da mesma e sua cubagem. As quantidades mínimas de materiais de ocorrência a serem reconhecidas, para cada quilometro de pavimento de estrada, são aproximadamente as seguintes: Regularização e reforço do subleito m³ Sub-base m³ Base m³ Areia m³ Revestimento (Pedreiras) 500m³

19 Análise estatística dos resultados de sondagem

20 Planta de situação das ocorrências

21 Perfis de sondagens típicas

22 MATERIAIS BETUMINOSOS

23 MATERIAIS BETUMINOSOS Associações de hidrocarbonetos solúveis em bissulfeto de carbono, dividindo-se em: Diluente ASFALTOS: obtidos da destilação de petróleo; ALCATRÕES: são obtidos da refinação de alcatrões brutos, que por sua vez são originados a partir da destilação de carvão para obtenção de gás. Os asfaltos dividem-se em: Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP); Asfaltos Diluídos de Petróleo (ADP); Emulsões Asfálticas de Petróleo (EAP); Asfaltos Modificados por Polímero AMP ou por borracha de pneus AMB; e outros.

24 Fonte: Senço (2007)

25 CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO Produto básico da destilação do petróleo, sendo semi-sólidos à temperatura ambiente, necessitando de aquecimento para adquirir consistência adequada para utilização. ANP em 2005, divide o CAP em:

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27 CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO ASFALTOS DILUÍDOS DE PETRÓLEO (ADP) Utilizados quando deseja-se eliminar o aquecimento ou utilizá-lo moderadamente. Diluentes: Gasolina, querosene, nafta. CR - Asfalto Diluído de Cura Rápida solvente: gasolina ou nafta; CM - Asfalto Diluído de Cura Média solvente: querosene CL - Asfalto Diluído de Cura Lenta A escolha de um tipo de asfalto diluído dependerá do tempo de cura e susceptibilidade à temperatura associada a consistência do resíduo final. O CM30, CM70 e CR30 apresentam facilidade de aplicação devido a baixa temperatura que exige. Todavia, não correspondem economicamente devido o diluente (Senço, 2008,p.306).

28 CIMENTOS ASFÁLTICOS DE PETRÓLEO EMULSÕES ASFÁLTICAS DE PETRÓLEO (EAP) Emulsões são obtidos da combinação de asfalto aquecido com água, em meio intensamente agitado e na presença de agentes emulsificantes. RR - ruptura rápida, ± 4 minutos após aplicação; RM - ruptura média, ± 2 horas após aplicação; RL - ruptura lenta, ± 4 horas após aplicação; Emulsões são obtidos da combinação de asfalto aquecido com água, em meio intensamente agitado e na presença de agentes emulsificantes.

29 Fonte: BERNUCCI (2006)

30 As principais utilizações das emulsões asfálticas são: pintura de ligação: RR-1C, RR-2C, RM-1C, RM-2C e RL-1C; tratamentos superficiais simples, duplos e triplos: RR-1C e RR-2C; macadame betuminoso: RR-1C e RR-2C; pré-misturado a frio: RM-1C, RM-2C e RL-1C; areias-asfalto a frio: RM-1C, RM-2C e RL-1C; road mixes: RM-1C, RM-2C e RL-1C; solo betume frio: RL-1C, LA-1C e LA-2C; lama asfáltica: LA-1C e LA-2C;

31 ASFALTO ESPUMA

32 Técnica de espumação especial do asfalto consiste em se promover o aumento de volume do CAP por choque térmico pela injeção de um pequeno volume de água à temperatura ambiente. A técnica foi originalmente proposta e usada no estado de Iowa nos Estados Unidos, entre 1957 e Depois foi aperfeiçoada na Austrália em 1968, difundiu-se pela Europa, e foi introduzida no Brasil no final da década de Seu uso está cada dia mais frequente no Brasil e no mundo. Fonte: BERNUCCI (2006)

33 ASFALTO BORRACHA

34 Forma alternativa de se incorporar os benefícios de um polímero ao ligante asfáltico, e ao mesmo tempo reduzir problemas ambientais, é utilizar a borracha de pneus inservíveis em misturas asfálticas. São dois os métodos de incorporação da borracha triturada de pneus às misturas asfálticas: o processo úmido (wet process) e o processo seco (dry process). Fonte: BERNUCCI (2006)

35 O asfalto-borracha pode ser utilizado em serviços de pavimentação, como: concreto asfáltico (CA), Stone Matrix Asphalt ou Stone Mastic Asphalt (SMA), Camada Porosa de Atrito (CPA), tratamentos superficiais (TS), selagem de trincas e de juntas. Fonte: BERNUCCI (2006)

36 REFERENCIAS SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. Vol. 1. 2ª ed. ampl. São Paulo: PINI, 2007, 761p. SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. Vol. 2. 1ª ed. São Paulo: PINI, 2001, 671p. DNIT DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de pavimentação. 3ª ed. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas Rodoviárias, p. (Publicação IPR-719). BRASIL. Ministério da Defesa. Exército Brasileiro. Diretoria de Obras de cooperação Disponível em: < QUIRINO, M.E.P. Recuperação de Pavimentos Flexíveis em Áreas de Taxiamento de Aeronaves - Um Estudo de caso da pista Fox - 2 do Aeroporto Internacional Tancredo Neves - MG. Monografia de Especialização Escola de Engenharia da UFMG. Belo Horizonte. Disponível em: < DE BEER, M. Stress in Motion (SIM) A New Tool for Road Infrastructure Protection 5 th International Sympósium on Weigh-in-Motion HV Paris Proceeding CD, Paris. MOMM, Leto, et al. Pesagem em movimento e o pavimento em concreto asfálticos. Brazilian - International WIM Seminar: Weigh-in-motion. Florianópolis - Santa Catarina - Brazil. 2011

37 REFERENCIAS BERNUCCI, L.B. et al.. Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: PETROBRAS: ABEDA, 2006 GRECO, J. A. S. Notas de Aula Conceitos Básicos sobre Pavimentação. UFMG, PARANA. Secretaria de Infraestrutura e Logística. Departamento de Estradas de Rodagem Curitiba PR. Disponível em: < Fonte: