BASE GRANULAR TRADICIONAL OU SOLO ESTABILIZADO: ANÁLISE DE CUSTOS E ALTERNATIVAS DE PAVIMENTAÇÃO PARA O LITORAL SUL DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

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1 BASE GRANULAR TRADICIONAL OU SOLO ESTABILIZADO: ANÁLISE DE CUSTOS E ALTERNATIVAS DE PAVIMENTAÇÃO PARA O LITORAL SUL DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL Cesar Alberto Ruver Universidade Federal do Rio Grande - FURG Escola de Engenharia Cíntia Rodales Machado Universidade Federal do Rio Grande - FURG Escola de Engenharia RESUMO O subsolo do litoral sul do Estado do Rio Grande Sul é formado por camadas de sedimentos arenosos e argilosos que alcançam centenas de metros de profundidade. A camada mais superficial é formada por depósitos arenosos eólicos inconsolidados cujas propriedades geotécnicas não são adequadas para utilização como camadas de base de pavimentos. Dentre as diversas alternativas existentes para a composição da base, tradicionalmente é utilizada a base granular de pedra britada. Esta alternativa pode onerar consideravelmente os custos das obras de pavimentação, uma vez que as distâncias médias de transporte (DMT) na região podem chegar a 300 km. Uma alternativa é a estabilização dos solos locais com cimento e/ou cinza-cal, que reduz drasticamente os custos com transporte, porém traz custos adicionais com a aquisição de insumos (cimento e/ou cal) e armazenamento das cinzas e mistura dos insumos, além de custos extras com os serviços de espalhamento, compactação e ensaios de laboratório (dosagem, moldagem e ruptura de corpos-de-prova, etc.). Neste sentido, o objetivo deste trabalho é verificar qual alternativa (pedra britada ou solo estabilizado) é mais economicamente viável. A metodologia consistiu em (a) caracterizar o subleito (CBR) e o solo local a ser estabilizado (granulometria, limites de Atterberg, classificação, etc.), (b) definir as dosagens em laboratório do solo-cimento e solo-cinza-cal, de modo a obter as proporções de cada insumo, (c) realizar levantamento dos preços dos insumos (pedra britada, cimento, cal, etc.), (d) dimensionar um pavimento com revestimento betuminoso padrão e (e) definir e comparar o preço por unidade de área e volume de cada uma das alternativas. Palavras-chave: Base Granular x Solo Estabilizado, Análise de Custos, Dimensionamento de Pavimento Flexível. 1. INTRODUÇÃO O crescimento econômico vivido no litoral sul do estado do Rio Grande do Sul (indicado na Figura 1) trouxe como consequência aumento no volume de cargas transportadas e aumento da circulação de veículos, que demanda ampliação na malha viária atualmente existente. Além do trânsito e circulação de pessoas e de mercadorias, ocorre um significativo aumento populacional, que também demanda a ampliação da infraestrutura urbana, como por exemplo, a criação de novos bairros, que necessitam, por exemplo, a implantação de ruas internas e estradas de acesso. Estas obras rodoviárias trazem grandes desafios à Engenharia Geotécnica: buscar alternativas à inexistência de materiais de construção em jazidas locais com características técnicas adequadas para compor as camadas dos pavimentos. A geologia da região costeira do estado do Rio Grande do Sul é basicamente formada por

2 depósitos sedimentares inconsolidados (indicado na Figura 1). Essa característica não propicia materiais geotécnicos de construção rodoviária com características técnicas adequadas para emprego como camadas de base e sub-base de pavimentos. Para tanto, materiais naturais (britados ou não) para a construção rodoviária nessa região, são transportados de municípios vizinhos. Estes últimos integram a região geomorfológica denominada de Escudo Sul Rio- Grandense (indicado na Figura 1), formada basicamente por rochas graníticas e gnaisses. Embora estes municípios sejam limítrofes, as distâncias médias de transporte (DMT) podem chegar até 300 km, o que onera consideravelmente os custos das obras rodoviárias. Região do estudo Escuro (rochas graníticas e gnaisses) Planície costeira (sedimentos recentes) Figura 1. Mapa geomorfológico do estado do Rio Grande do Sul (adaptado de CPRM, 2006) Neste sentido, realizou-se uma pesquisa que visa avaliar a viabilidade técnica e econômica de estabilização das areias sedimentares, de origem eólica, com a adição de cimento Portland e cinza volante mais cal. Uma vez estabelecidas as dosagens para atingir a resistência mecânica requerida pelas especificações rodoviárias brasileiras, verificou-se se as areias tratadas são economicamente viáveis em comparação com a brita graduada, solução normalmente empregada. 2. METODOLOGIA 2.1. Justificativas Segundo Souza (1981), o pavimento flexível é formado por um conjunto de camadas, compostas por (a) revestimento, (b) base, (c) sub-base, (d) reforço de subleito, e (e) subleito. Esta última corresponde ao terreno de fundação. Conforme o autor, o dimensionamento de um pavimento deste tipo, significa definir as espessuras de cada camada, levando em consideração a capacidade de suporte dos materiais constituintes e o volume de trafego. Conforme a norma 142/2010 ES (DNIT, 2010c), a camada de base de um pavimento tem

3 como finalidade suportar os carregamentos verticais, oriundos da circulação dos veículos, distribuindo-os adequadamente à camadas inferiores (sub-base, reforço de subleito ou diretamente sobre o subleito). Souza (1981) divide os materiais constituintes da base em três categorias: (a) betuminosos, (b) granulares e (c) solos tratados com cimento ou cal. Segundo as especificações rodoviárias; números 098 (DNIT, 2007), 139 (DNIT, 2010a), 141 (DNIT, 2010b), 142 (DNIT, 2010c), 143 (DNIT, 2010b); a base pode ser composta (a) pela mistura de diferentes materiais, estabilizados granulometricamente, de origem natural (como solos de comportamento laterítico, solos saprolíticos ou rochas alteradas) ou oriunda da britagem de rochas sãs; (b) solo melhorado com cimento; ou (c) solo estabilizado com cimento (ou solocimento). Os materiais estabilizados granulometricamente devem possuir um Índice de Suporte Califórnia (CBR) igual ou maior a oitenta por cento (CBR 80%), para um número de operações equivalentes um eixo padrão de 82 kn (NT) superior a 5 x 10 6, sendo admitidos valores, iguais ou maiores a sessenta por centro (CBR 60%), para um NT 5 x 10 6 (DNIT, 2007; 2010a). Para o solo-cimento é exigido um teor de cimento, por meio de dosagem em laboratório, suficiente para uma resistência a compressão simples (RCS) igual ou superior a 2,1 MPa (DNIT, 2010d; ABNT, 1992). Apesar de Souza (1981) considerar a possibilidade de estabilização com cal, o procedimento ainda não possui normatização. Independentemente do tipo de solução adotada para a construção da base (ou mesmo, outra camada de pavimento) o desempenho mecânico deve ser o mesmo. Neste sentido, a escolha da solução vai depender, basicamente, de aspectos econômicos. Como os materiais in natura e disponíveis junto ao local da obra, são os mais convenientes, sempre se busca o emprego desses. O primeiro aspecto a ser analisado trata da verificação do atendimento quanto aos aspectos da capacidade suporte (CBR) e posterior análise da curva granulométrica. Como o subsolo da região de estudo, é formado por areias finas sedimentares, verifica-se que essas não atendem os critérios de resistência mecânica e granulometria. Nesse caso, pode-se (a) lançar mão da importação de matérias granulares de outras regiões geológicas ou (b) estabilizar quimicamente o solo local. Como o objetivo do trabalho é analisar a viabilidade da estabilização das areias, a primeira etapa do trabalho foi a definição da dosagem em laboratório. Num segundo momento foi feita a análise de viabilidade econômica para a utilização desses materiais Ensaios de caracterização Antes da execução do programa experimental para a definição das dosagens, foi necessária a execução da caracterização geotécnica de várias areias amostradas pelo município de Rio Grande/RS. A caracterização geotécnica, corresponde a determinação da granulometria e dos diversos parâmetros relacionadas como a distribuição granulométrica, bem como os pesos específicos reais dos grãos, índices de vazios máximos e mínimos, entre outras. A partir da caracterização foi feita a classificação geotécnica. Também foram realizados ensaios de compactação e CBR, na energia normal.

4 2.3. Moldagem e ruptura dos corpos-de-prova Nesta pesquisa a areia estudada foi estabilizada quimicamente com cimento Portland e mistura de cinza-cal. Empregou-se teores de 3%, 6%, 9% e 12% de cimento Portland, para que fosse possível, além de definir a dosagem, verificar qual a evolução da resistência com o aumento progressivo dos teores de cimento. Os corpos-de-prova foram rompidos com 7 e 28 dias de cura. A experiência do Laboratório de Geotecnia e Concreto da FURG, conforme Dias (1982 apud Dias, 1997), tem mostrado que os melhores resultados de resistência para areia-cinza-cal são obtidos para uma dosagem de 28 % de mistura de cal hidratada e cinza volante (entre 1:2,33 e 1:3) e 72% de areia, em termos de massa seca. Levando em consideração este aspecto, adotou-se essa dosagem no presente estudo, com proporção de 1:3 de cal e cinza volante. Apesar de Dias (1997) ter empregado cal hidratada em seu estudo, empregou-se cal hidráulica, por ser mais comumente encontrada no comércio e ser mais barata. Os corpos-deprova ensaiados, foram rompidos com idades entre 3 e 181 dias de cura. Os corpos-de-prova foram moldados em um molde de aço tripartido com diâmetro de 5 cm e altura de 10 cm (Figura 2). A moldagem foi realizada de forma dinâmica, por meio de golpes do soquete pequeno (idem ao utilizado em ensaios de compactação - massa de 2,5 kg e altura de queda de 30,5 cm) (Figura 2). A moldagem foi realizada em três camadas compactadas de igual altura (3,33 cm), com a aplicação de 5 golpes por camada. Esse procedimento, corresponde a energia normal também empregada nos ensaios de compactação como demostrado pela equação 1. onde: E Normal = energia normal de compactação; W = massa do soquete (kg); h = altura de queda (cm); N = número de golpes do soquete; n = número de camadas Para as misturas com cimento Portland, conforme as recomendações da NBR (ABNT, 2012), após a cura, os corpos-de-prova (batelada de cinco) eram colocados em imersão na água por 4 horas antes de serem rompidos. Já para as misturas de cinza volante mais cal, um dia antes do tempo de cura previsto (24 horas antes do ensaio de compressão simples), três corpos-de-prova eram imersos em água e os outros três eram ensaiados sem imersão. Os corpos-de-prova eram rompidos em uma prensa eletro-hidráulica com velocidade constante de 1,14 mm/min. A carga aplicada era medida por meio de um anel dinamométrico com capacidade de carga de 10 kn, com resolução de 5,7 N/ m. (1)

5 Figura 2. Molde no cilindro tripartido e soquete utilizado para a compactação 2.4. Análise econômica Uma vez realizados os ensaios de compressão simples, pôde-se definir quais as dosagens para garantir resistência mínima de 2,1 MPa. A análise de custos tem como objetivo verificar qual solução é mais econômica: (a) base granular ou (b) solo-cinza-cal ou (c) solo-cimento. A comparação dos custos foi feita por metro quadrado (m 2 ) e cúbico (m 3 ). Para a realização deste estudo, inicialmente teve que se realizar o dimensionamento (espessura da camada de base) com uma e outra solução. Após foi feita um levantamento de custos de insumos para a composição do custo final de execução da base, que inclui materiais, mão-de-obra e equipamentos para a os serviços de mistura/homogeneização, espalhamento e compactação. 3. MATERIAIS EMPREGADOS A caracterização da areia foi realizada a partir de diversas amostras de areia sedimentar, de origem eólica, do município de Rio Grande/RS. A figura 3 mostra a distribuição granulométrica e as principais propriedades geotécnicas médias de nove amostras coletadas entre o centro da cidade de Rio Grande, região portuária e da praia do Cassino. Analisando as características das areias é possível verificar que ocorrem pequenas diferenças na composição granulométrica, principalmente em relação a parcela de finos, que varia entre 0,7% e 9,1%. Embora possa haver um pequeno percentual de finos, esta quantidade não é suficiente para conferir plasticidade e liquidez a areia. Em termos de coloração (seca) verifica-se que a areia sem finos possui uma coloração amarelada passando para uma coloração mais acinzentada quando da presença de finos. De modo a verificar qual a composição da parcela de finos, foi realizado o ensaio de queima a 440º C (NBR ; ABNT, 1996), de modo a verificar qual o percentual de matéria orgânica presente nas amostras. Pelo ensaio verificou-se, por exemplo, que a amostra com maior percentual de finos (9,1%) possui um percentual muito pequeno de matéria orgânica, da ordem de 0,8%. Na média verifica-se que a areia é composta por 95% de areia e 5% de finos, sendo que dos 95%, 54% é de areia fina e 40% é de areia média. Conforme a NBR 6502 (ABNT, 1995) a areia é classificada como areia fina. Pelas classificações internacionais é classificada como A-3 (pela HRB) e SP (pela SUCS). O peso específico real dos grãos médio é de 25,9 kn/m 3.

6 D 10: 0,09 D 30: 0,14 D 60: 0,17 C u: 1,89 C c: 1,28 Granulometria Pedregulho: 0% Areia: 95% Grossa: 0% Média: 40% Fina: 54% Silte: 1% Argila: 5% Figura 3. Distribuição granulométrica e propriedades geotécnicas médias de nove amostras Para cada uma das nove amostras foram realizados ensaios de compactação na energia normal, sendo as curvas apresentadas na figura 4. Analisando a figura 4, verifica-se que o peso específico aparente seco médio varia entre 16,0 a 16,6 kn/m 3, enquanto que a umidade ótima varia entre 10% e 15%. Após a obtenção das curvas de compactação, realizou-se ensaios de CBR para os pesos específicos aparentes secos máximos. A tabela 1 apresenta os resultados dos CBR realizados em sete das amostras, para a energia normal. Analisando a tabela 1, verifica-se os valores de CBR variaram entre 13% e 33%, com um valor médio da ordem de 22%. Figura 4. Curva de compactação para a energia normal

7 Tabela 1. Resultados dos ensaios de CBR para a energia normal Amostra Peso específico aparente seco ( d) - kn/m 3 Umidade CBR AM 1 16,12 12,7% 19% AM 2 15,90 12,4% 23% AM 3 16,62 13,8% 19% AM 4 15,90 12,3% 13% AM 5 16,03 13,8% 24% AM 6 15,83 14,0% 26% AM 7 16,41 13,2% 33% Média 16,12 13,2% 22% Desvio Padrão 0,30 0,7% 6% Como materiais aglomerantes, utilizou-se o cimento Portland CP IV-32 e misturas de cinza volante com cal hidratada e cal hidráulica. A cinza volante utilizada é um resíduo gerado na queima do carvão mineral utilizado nas usinas termoelétricas no município de Candiota/RS (distância rodoviária de 211 km do centro de Rio Grande/RS). Quanto à cal, foram empregados dois tipos comerciais: (a) cal hidratada do tipo CH-II (somente para a composição dos custos) e (b) cal hidráulica (cal hidratada CH-II com adição de aproximadamente 35 % de cinza mineral) (para a realização dos ensaios e composição de custos). 4. RESULTADOS 4.1. Avaliação técnica Os resultados de resistência obtidos nos ensaios de resistência a compressão simples podem ser vistos na Figura 5, Tabela 2 e Tabela 3. Para os ensaios com cimento Portland, verifica-se um aumento exponencial da resistência com o teor de cimento, sendo maior com o tempo de cura. Para 7 dias de cura, verifica-se a resistência de 2,1 MPa é atingido para um teor de 10,4%. O aumento do tempo de cura, para 28 dias, proporciona um aumento médio na resistência de 34%, o que possibilitaria a redução do teor de cimento para 9,8%. Para os ensaios com cinza-cal, como já citado, adotou-se uma única dosagem (72% areia + 28% de mistura de cinza-cal, traço 1:3), sendo avaliado o aumento da resistência à compressão simples com o tempo de cura. Para os ensaios com cal hidráulica realizados neste trabalho, os corpos-de-prova foram rompidos para tempos de cura de 3, 7, 28, 48, 90 e 181 dias, com e sem imersão em água. Neste caso, verifica-se um aumento linear da resistência (coeficiente de determinação de 0,99) com o tempo de cura. Para a cal hidratada, na dosagem de 72% areia + 28% de mistura de cinza-cal, traço 1:3), Dias (1997) obteve os resultados sem imersão para somente para 3 e 90 dias, e supôs-se um aumento também linear com o tempo de cura. Neste sentido, verifica-se que a resistência de 2,1 MPa, ocorre para 120 dias, 114 dias e 28 dias de cura, para a cal hidráulica com imersão e sem imersão e cal hidratada sem imersão, respectivamente. Para os ensaios com cal hidráulica não se verifica significativa perda de

8 carga pelo efeito da imersão. A diferença entre as resistência entre a cal hidráulica e hidratada, ocorre porque a primeira já é uma mistura de cal mais cinza, já a segunda é cal pura. (a) (b) Figura 5. Resistência a compressão simples pelo (a) teor de cimento em dois tempos de cura e (b) tempo de cura para as duas cais Tabela 2. Resultado dos ensaios de solo-cimento Cimento (%) Tensão (Resistência a compressão simples) (MPa) Cura 7 dias 28 dias Aumento (7 para 28 dias) 0% 0,000 0,000 0,0% 3% 0,164 0,253 54,9% 6% 0,579 0,742 28,0% 9% 1,471 1,690 14,9% 12% 2,597 3,319 27,8% Cimento para RCS de 2,1 MPa 10,4% 9,8% -5,8% Tabela 3. Resultado dos ensaios de solo-cinza-cal Tipo de Cal Tempo de cura (dias) Hidráulica Hidratada (ref. [2]) Com Imersão Sem Imersão Resistência à Compressão Simples RCS (MPa) 7 0,038 0,081 0, ,333 0, ,602 0, , ,458 1,516 6, ,365 3, Tempo para RCS de 2,1 MPa 120 dias 114 dias 28 dias 4.2. Dimensionamento do pavimento Para poder realizar a análise econômica dimensionou-se um pavimento padrão. O dimensionamento do pavimento foi realizado conforme a metodologia para pavimentos

9 flexíveis apresenta por Souza (1981). Segundo o autor, o método leva em consideração a experiência do Corpo de Engenheiros do Exército dos Estados Unidos, e considera a capacidade suporte (CBR) dos materiais geotécnicos empregados nas diferentes camadas e as condições de tráfego. A metodologia permite o emprego do CBR do subleito de forma direta ou a utilização de um valor corrigido (menor), chamado de IS, em função do índice de grupo (IG) do solo. Considerando-se um valor de CBR médio a 22% para o subleito, e empregandose a forma corrigida (IS), chega-se a um valor de 21%, determinado pela equação 2. IS = (CBR+CBR IG )/2 = (22%+20%)/2 = 21% (2) onde: IS = CBR corrigido; CBR = valor da capacidade suporte obtido pela NBR 9895 (ABNT, 1987); CBR IG = valor obtido em função do IG (para o solo estudado, IG = 0, obtém-se um valor de CBR IG = 20%) Em termos de tráfego considerou-se para um número de operações equivalentes um eixo padrão de 82 kn igual a (NT) 5 x 10 6, por se tratar de uma via média. Nesse caso, a base pode apresentar um CBR 60%. Apesar do revestimento do pavimento não ser o escopo deste trabalho, a definição do tipo e sua espessura é fundamental para definir a espessura da base. O tipo e a espessura do revestimento é função do tráfego. Nesse caso, considerando um NT = 5 x 10 6, pode-se utilizar um revestimento betuminoso com espessura de 5 cm. A definição da espessura da base é realizada pela solução da inequação 3. O valor de H 20 é obtido pelo ábaco da Figura 6, que neste caso corresponde a 26 cm. No caso da base granular (brita graduada), obtém-se uma espessura mínima de 17,5 cm [B (26-5.1,7)/1,0]. No caso de base de areia estabilizada chega-se a uma espessura mínima de 14,58 cm [B (26-5.1,7)/1,2], sendo adotado 15 cm. Figura 6. Ábaco para dimensionamento de pavimento (Souza, 1981) R.K R +B.K B H 20 B (H 20 - R.K R )/K B (3) onde: R = espessura do revestimento, B = espessura da base, H 20 = espessura total do revestimento +

10 base, K = coeficientes de equivalência estrutural (revestimento pré-misturado a quente de graduação densa = 1,70; material granular = 1,00; solo-cimento com RCS = 2,1 MPa em 7 dias de cura = 1,20; e solo-cal = 1,20) 4.3. Avaliação dos custos Como o escopo deste trabalho visa estudar a areia sedimentar estabilizada quimicamente (a) com teor mínimo 10,4% de cimento Portland (Figura 5a e Tabela 2) para sete dias de cura ou (b) com 28% de mistura de cinza volante de cal hidratada ou hidráulica para tempos de cura elevados (28 dias e 120 dias, respectivamente) a análise econômica visa verificar qual técnica de estabilização oferecerá um menor custo de execução entre as soluções adotadas, bem como verificar se os custos de estabilização são competitivos com materiais pétreos, neste caso, a brita graduada comercializada na região de estudo. Para a compilação dos custos foram utilizados os valores (insumos) comerciais médios praticados por empresas de terraplenagem e de construção rodoviária e lojas de materiais de construção, para o mês de setembro/2012, com entrega dos insumos no centro da cidade de Rio Grande/RS. O custo da carga de 12 m 3 de areia era de R$ 372,00 (R$ 31,00/m 3 ), já contemplando os custos dos serviços de escavação, carga, transporte e descarga, bem como licenças, impostos e taxas. Os aglomerantes apresentaram os seguintes valores médios: (a) cimento Portland CP IV 32 R$ 22,30 por embalagem de 50 kg (R$ 0,446/kg); (b) cal hidratada CH-II R$ 9,95 por embalagem de 20 kg (R$ 0,498/kg); (c) cal hidráulica R$ 8,05 por embalagem de 20 kg (R$ 0,403/kg). Já a brita graduada é comercializada à R$ 91,00/m 3. A cinza volante por ser um resíduo industrial, não foi considerado seu custo de aquisição, sendo somente considerado o custo de transporte (R$ 0,091/kg, como demonstrado na equação 4). Cc = ct.dmt = R$ 0,43/t.km.211km = R$ 0,091/kg (4) onde: cc = custo do transporte da cinza volante (R$/kg); ct = custo do serviço de transporte comercial com caminhão basculante com capacidade de 10m 3 em rodovia pavimentada (código SICRO2 do DNIT: 2 S ) para construção rodoviária, referente ao mês setembro/2012 (DNIT, 2012) (R$/ton.km); DMT = distância rodoviária média de transporte em rodovia entre a usina termoelétrica localizada em Candiota/RS até o centro de Rio Grande/RS (km) O custo da areia estabilizada contempla a execução da base (incluindo os materiais, equipamentos, ferramentas e mão de obra, de todos os serviços, por exemplo: mistura em usina, espalhamento e compactação). De modo a comparar os custos do material estabilizado com a brita graduada, expressou-se o custo daqueles por m 2 e m 3. A equação 5 mostra como foi feito o cálculo do custo do material estabilizado, considerando os valores unitários apresentados anteriormente. Para a compilação dos custos com os serviços de execução da execução da base foram considerando os serviços do Sistema de Custos Rodoviários

11 (SICRO2) (DNIT, 2012) de setembro/2012 para o Estado do Rio Grande do Sul, sendo que os valores médios (em nível estadual) dos materiais (solo, cimento, cal e brita graduada) adotados pelo SICRO2 foram substituídos pelos valores médios dos materiais da cidade de Rio Grande/RS. A tabela 4 apresenta os valores do serviço de execução da base estabilização, computando os custos com os materiais obtidos pela equação 5, acrescido do custo dos serviços de execução no valor de R$ 15,86/m 3 (DNIT, 2012). No caso da base granular, também foi adotado o custo apresentado pelo SICRO2, porém o valor da brita foi substituído pelo valor médio de Rio Grande (R$ 91,00/m 3 ), com isso verifica-se que o custo desse atinge um valor de R$ 102,87/m 3. (5) onde: CAE = custo da areia tratada (R$/m 3 ); = massa específica aparente da mistura não compactada, sendo adotado kg/m 3 ; A% = proporção de areia (89,6% ou 72%) na mistura; ca = custo da areia (R$ 31,00/m 3 ); E% = proporção de cimento Portland (10,4%) ou cal hidráulica (7%) ou cal hidratada (8,41%) ou cinza (21% ou 19,59%) na mistura; ce = custo do cimento Portland (R$ 0,446/kg), da cal hidráulica (R$ 0,403/kg), da cal hidratada (R$ 498/kg) ou da cinza volante (R$ 0,091/kg) Pelos custos apresentados na Tabela 4 é possível verificar que o custo por metro cúbico para os três tipos de estabilização é superior a base granular (1,4% a 18,3%). Agora fazendo-se uma análise de custo por metro quadrado de pavimento, considerando a espessura das camadas obtidas no dimensionamento, verifica-se que a estabilização se torna mais econômica com cimento Portland (-9,5%) e cinza mais cal hidráulica (-%13,1), sendo que esta apresentou uma menor valor que aquela. Porém para a estabilização com cal hidráulica é necessário um tempo de 4 meses para atingir a resistência requerida, enquanto que com cimento a resistência é atingida com 7 dias. Em termos do uso da cal, a hidratada reduz o tempo de cura para 28 dias, no entanto o custo fica acima do valor da base granular (+1,4%). Material Tabela 4. Dosagens e custos envolvidos Custo Executivo da Base Brita Graduada R$ 102,87/m 3 R$ 18,00/m 2 89,6%*A+10,4%*CP R$ 108,57/m 3 ( 5,5%) R$ 16,29/m 2 ( -9,5%) 72%*A+(7%*CHu+21%*CV) R$ 104,31/m 3 ( 1,4%) R$ 15,65/m 2 ( -13,1%) 72%*A+(8,41%*CHa+19,59%*CV) R$ 121,66/m 3 ( 18,3%) R$ 18,25/m 2 ( 1,4%) 72%*A+(4,56%*CHa+23,44%*CV) R$ 99,71/m 3 ( -3,1%) R$ 14,96/m 2 ( -16,9%) Onde: A = areia, CP = cimento Portland, CV = cinza volante, CHu = cal hidráulica, CHa = cal hidratada CH-II A título de exemplo, realizou-se um estudo comparativo entre a utilização com cal hidráulica

12 e com a cal hidratada. Como a cal hidráulica é uma mistura de cal hidratada (~65%) e cinza volante (~35%), foi simulado qual seria o custo da estabilização, se ao invés de utilizar 7% de cal hidráulica e 21% de cinza, fosse utilizado 4,56% de cal hidratada e 23,44% de cinza volante, de modo a manter a mesma proporção (ou traço) utilizada neste trabalho. Como se manteve a mesma proporção é de se esperar que o desempenho (resistência à compressão simples x tempo de cura) seja o mesmo. Neste caso, o custo de R$ 121,66/m 3 baixaria para R$ 99,71/m 3, gerando de custo menor em 3,1% em relação à brita graduada, embora a cura permanecendo em torno de 4 meses. Agora, em termos de custos por metro quadrado, o custo de 18,25/m 2 (superior a brita graduada) baixa para R$ 14,96/m 2 (menor que a brita graduada). 5. CONCLUSÕES Este estudo mostrou que é possível, tecnicamente, a estabilização da areia sedimentar, predominante no subsolo (primeiros metros) na região litoral sul do Rio Grande do Sul, para emprego como camada de base de pavimentos. Com o uso do cimento Portland verifica-se um crescimento exponencial da resistência a compressão simples com o aumento do teor de cimento, para os tempos de cura de 7 dias e 28 dias. A resistência aumenta numa média de 35% com o tempo de cura de 7 dias para 28 dias, para um mesmo teor de cimento. Para a estabilização (solo-cimento) é exigido um teor mínimo de 10,4%, para que num tempo de cura de 7 dias, para que sejam atendidas as normativas. Para as cais, com uso de 28% de mistura de cal hidratada e cal hidráulica mais cinza volante, nas proporções de 1:2,33 e 1:3, respectivamente, as exigências de resistência (mínima de 2,1 MPa) são atingidas para tempos de cura, respectivamente, de 28 dias e de 120 dias. Do ponto de vista econômico, a concorrência da areia estabilizada com materiais convencionais (base granular), quando se compara o custo por m 3, a base granular apresentase é mais barata, exceto para a proporção de 1:5,14 (cal hidratada e cinza volante), para um tempo de cura de 120 dias. Em temos de custo por m 2 de pavimento, os solos estabilizados mostraram-se mais econômicos em relação a base granular, nas seguintes dosagens e tempos de cura: (a) 72% de areia + 28% de mistura, com proporção de 1:5,14 de cinza volante e cal hidratada (custo menor em 16,9%) e cura de 120 dias (b) 72% de areia + 28% de mistura, com proporção de 1:3 de cinza volante e cal hidráulica (custo menor em 13,1%) e cura de 120 dias; (c) 89,6% de areia + 10,4% de cimento Portland CP-IV 32 (custo menor em 9,5%) e cura de 7 dias. Vale lembrar que o estudo econômico foi realizada especificamente para a cidade de Rio Grande/RS, para o mês de setembro de 2012, cuja demanda e a distância entre os fornecedores de insumos causa elevação dos custos destes em relação à média estadual praticada (DNIT, 2012). Vale ainda observar que os valores dos insumos utilizados neste trabalho correspondem a valores médios de varejo, e que custos reais da estabilização poderão ser menores se houver negociação direta com os fabricantes, o que também dependerá da extensão da obra.

13 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Norma ABNT NBR 6502: Solos e Rochas. Rio de Janeiro/RJ, 1992, 18p.; ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Norma ABNT NBR : Solo-cimento Dosagem para emprego como camada de pavimento. Rio de Janeiro/RJ, 1992, 4p.; ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Norma ABNT NBR : Solo-cimento - Ensaio de compressão simples de corpos-de-prova cilíndricos. Rio de Janeiro/RJ, 2012, 2p.; ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS (ABNT). Norma ABNT NBR : Solo Determinação do teor de matéria orgânica por queima a 440º C. Rio de Janeiro/RJ, 1996, 2p.; COMPANHIA DE PESQUIDA DE RECURSOS MINERAIS (CPRM). Mapa geológico do estado do Rio Grande do Sul. Porto Alegre/RS, 2006; DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). Norma DNIT 098/2007 ES: Pavimentação base estabilizada granulometricamente com utilização e solo laterítico Especificação de serviço. Rio de Janeiro/RJ, 2007, 7p.; DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). Norma DNIT 139/2010 ES: Pavimentação Sub-base estabilizada granulometricamente - Especificação de serviço. Rio de Janeiro/RJ, 2010a, 8p.; DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). Norma DNIT 141/2010 ES: Pavimentação Base estabilizada granulometricamente - Especificação de serviço. Rio de Janeiro/RJ, 2010b, 9p.; DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). Norma DNIT 142/2010 ES: Pavimentação Base de solo melhorado com cimento - Especificação de serviço. Rio de Janeiro/RJ, 2010c, 9p.; DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). Norma DNIT 143/2010 ES: Pavimentação Base de solo-cimento - Especificação de serviço. Rio de Janeiro/RJ, 2010d, 10p.; DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES (DNIT). SICRO2 Sistema de Custos Rodoviários. Estado: Rio Grande do Sul. Referencial: Setembro/2012. Rio de Janeiro/RJ, 2012; DIAS, C. R. R. Estudo da Utilização da Cinza de Carvão Mineral na Construção Civil. Relatório Técnico. Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul (FAPERGS), Rio Grande/RS, 1997, 135p.; SOUZA, M. L. de. Método de projeto de pavimentos flexíveis. 3ª Edição. DNER/IPR: Rio de Janeiro/RJ, 1981, 34p. Laboratório de Geotecnia e Concreto, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande FURG Av. Itália, km-08, Rio Grande/RS, Caixa Postal 474, CEP: , Fone: (53) ou s: cesar.ruver@gmail.com, cintiarodales@hotmail.com

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