TT 051 PAVIMENTAÇÃO BASES SUB-BASES

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1 TT 051 PAVIMENTAÇÃO BASES SUB-BASES Eng. Mário Henrique Furtado Andrade

2 TT PAVIMENTAÇÃO BASES / SUB-BASES 5 ESCOPO 1. Classificação 2. Camadas estabilizadas granulometricamente 3. Camadas Flexíveis 4. Camadas Rígidas

3 BASES / SUB-BASES DEFINIÇÕES Camadas constituídas por: Materiais estabilizados granulometricamente Materiais estabilizados com aditivos Principal finalidade: Resistir e distribuir esforços verticais BASES E SUB-BASES / 3

4 BASES / SUB-BASES CLASSIFICAÇÃO (a) Flexíveis Camadas estabilizadas granulometricamente Camadas estabilizadas com asfalto (b) Rígidos Camadas estabilizadas com cimento Camadas estabilizadas com cal BASES E SUB-BASES / 4

5 Materiais de Camadas de Pavimento Os materiais de base, de sub-base e do reforço do subleito são classificados segundo sua natureza e seu comportamento aos esforços: Materiais granulares e solos Trabalham principalmente aos esforços de compressão. Os solos com fração de finos (silte + argila) exibem coesão, mas resistem fracamente à tração Materiais com adição de asfalto Materiais que possuem suas partículas de agregados ou de solo unidas por ligantes asfálticos que conferem aumento de resistência à compressão e à tração com relação ao material de origem Materiais cimentados ou estabilizados quimicamente Materiais que recebem a adição de cimento, cal ou estabilizantes que aumentem expressivamente a coesão e a rigidez em relação ao material de origem, aumentando a resistência à compressão e à tração BASES E SUB-BASES / 5

6 BASES / SUB-BASES CLASSIFICAÇÃO - FLEXÍVEIS Solo estabilizado granulometricamente (SEG) ESTABILIZAÇÃO GRANULOMETRICA Brita graduada simples (BGS) Brita corrida (BC) Solo-brita (SB) Solo arenoso fino laterítico (SAFL) ESTABILIZAÇÃO COM ASFALTO Solo-Betume (S.Bet) Macadame betuminoso (MB) TIPO MACADAME Macadame hidráulico (MH) Macadame seco (MS) BASES E SUB-BASES / 6

7 BASES / SUB-BASES CLASSIFICAÇÃO - RÍGIDOS ESTABILIZAÇÃO COM CIMENTO Brita graduada e tratada com cimento (BGTC) Concreto compactado com rolo (CCR) Solo cimento (S.Cim) ESTABILIZAÇÃO COM CAL Solo Cal (S.Cal) BASES E SUB-BASES / 7

8 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE DEFINIÇÃO Camada de material constituído por solo, mistura de vários tipos de solos, mistura de solo e materiais pétreos ou produtos totais de britagem que atendem determinadas faixas granulométricas e demais parâmetros preconizados nas especificações. BASES E SUB-BASES / 8

9 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE MATERIAIS / ESPECIFICAÇÕES SUB-BASE ISC 30% intermediária modificada Expansão 0,5% max 2 IG = 0 BASES E SUB-BASES / 9

10 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE MATERIAIS / ESPECIFICAÇÕES BASE % Material PASSA 200 2/3 Material PASSA 40 Material RETIDO 10 Abrasão 55% LL 25% IP 6% ISC N 5 x % intermediária modificada N 5 x % BASES E SUB-BASES / 10

11 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE FAIXAS GRANULOMÉTRICAS I II III IV / BASES E SUB-BASES / 11

12 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE EQUIPAMENTOS Extração: Trator de esteira (TE), Carregador frontal (CF) Britagem: Conjunto de britagem Usinagem: Usina de solos (U.S) Transporte: Caminhão basculante (CB) Pista: Motoniveladora (MN), Distribuidor de Agregados (DA), Rolo compactador (RC), Caminhão pipa (CP), Grade de disco (GD), Pulvimisturador (PM) BASES E SUB-BASES / 12

13 BASES / SUB- BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE TRANSPORTE BASES E SUB-BASES / 13

14 BASES / SUB- BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE EQUIPAMENTOS BASES E SUB-BASES / 14

15 BASES / SUB- BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE EQUIPAMENTOS BASES E SUB-BASES / 15

16 Alguns equipamentos usados na construção das camadas de base e sub-base BASES E SUB-BASES / 16

17 Alguns equipamentos usados na construção das camadas de base e sub-base Rolo pé de carneiro BASES E SUB-BASES / 17

18 Alguns equipamentos usados na construção das camadas de base e sub-base Rolo Liso Vibratório BASES E SUB-BASES / 18

19 Alguns equipamentos usados na construção das camadas de solo Rolo de Pneus BASES E SUB-BASES / 19

20 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE EXECUÇÃO Transporte (jazida, usina) CB Mistura (prévia, pista) Esparrame (espessura de 15 a 20 cm) MN, DA Homogeneização MN e GD (ação combinada) DM (material fino) Regularização da camada solta (segregação) BASES E SUB-BASES / 20

21 CEG - EXECUÇÃO BASES / SUB-BASES BASES E SUB-BASES / 21

24 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE EXECUÇÃO Compressão Rolo pé-de-carneiro (estático ou vibratório) Rolo liso vibratório Rolo pneumático Regularização final (corte) BASES E SUB-BASES / 24

27 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE OBSERVAÇÕES Distribuição granulométrica contínua, bem graduada (curva de Talbot) Bases de pavimentos recomendam-se faixas A e B Solos preparados em usina mais recomendados menor homogeneidade BASES E SUB-BASES / 27

28 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL e s = espessura do material solto e c = espessura prevista no projeto (após a compactação) s = densidade do material solto c = densidade prevista no projeto BASES E SUB-BASES / 28

29 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL O peso de material por unidade de área, não varia. m = e c.δ s = e c.δ c e s = e c. δ c δ s BASES E SUB-BASES / 29

30 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL O volume do material solto importado será: Vs = volume do solo solto B = largura da pista L = extensão do trecho BASES E SUB-BASES / 30

31 BASES / SUB-BASES CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL N.º de viagens necessária (N) N = Vs q q = capacidade de cada caminhão Espaçamento para descarga de caminhões (d): d = L N BASES E SUB-BASES / 31

32 Brita Graduada Simples Materiais componentes: brita graduada simples (faixa especificada) água Graduação: bem-graduados, com diâmetro nominal de no máximo 38mm. Mais usuais com diâmetros nominais menores (25,0mm ou 19,0mm) Poucos finos passantes na peneira 200 (0,075mm): em geral entre 3 e 9% Índice de Suporte Califórnia em geral maior que 60%. Para vias de tráfego médio, pesado ou muito pesado (N 10 6 repetições do eixo padrão de 80kN), o ISC deve ser superior a 80%. Expansão nula ou muito baixa Módulo de Resiliência em geral entre 100 e 400MPa BASES E SUB-BASES / 32

33 Brita Graduada Simples Frações de agregados dosados e homogeneizados com água em usina Transportada por caminhões basculantes A distribuição do material é feita preferencialmente por vibroacabadora, embora possa ser realizada por motoniveladora A compactação é feita por rolos de pneus e/ou lisos, com vibração ou não, seguida de pneus; deve ser realizada logo após espalhamento Quando é base de pavimento, emprega-se uma imprimação impermeabilizante de asfalto diluído tipo CM30 ou outro material com as mesmas atribuições BASES E SUB-BASES / 33

34 Brita Graduada Simples Brita graduada simples (sigla: BGS) Bica corrida (material granular similar à BGS, com menor controle de graduação) BASES E SUB-BASES / 34

35 Solo-Agregado (Solo-brita) Materiais componentes: agregados (brita, seixo, laterita, cascalho, areia, escória etc.) solo água Em geral, misturas de solo:agregado na proporção de 20%:80%, 30%:70% ou até 50%:50% em peso. O solo deve ser de comportamento laterítico L na classificação de Nogami e Villibor O Módulo de Resiliência destas misturas dependem da porcentagem de cada componente. Variam de 100 a 500 MPa em geral. BASES E SUB-BASES / 35

36 Solo-Agregado Materiais podem ser misturados em usinas, ou em pista com pá carregadeira, e homogeneizados com arados ou grade de discos. Compactados por rolo liso ou pé-de-carneiro, dependendo do tipo de solo e de sua porcentagem na mistura. Pilhas de britas para serem adicionadas a solo em pista BASES E SUB-BASES / 36

37 Solo-Agregado Mistura em pista Solo-areia Foto: Paulo Serra Solo-brita BASES E SUB-BASES / 37

38 Solo-Agregado Base de solo-brita tipo (c) BASES E SUB-BASES / 38

39 Solo Arenoso Fino Laterítico Materiais componentes: solo natural de classificação L (comportamento laterítico) na classificação MCT (Nogami e Villibor, 1981); água. Solo é distribuído, acrescentada água com caminhão pipa, se necessário, destorroado com grade de discos e homogeneizado; em seguida compactado com rolo pé-de-carneiro, liso ou pneumáticos, dependendo do tipo de material. Se umidade for elevada, aguardase a perda de umidade, e usa-se grade de discos para homogeneizar e compacta-se em seguida. Índice de Suporte Califórnia muito variável e dependente do tipo de graduação. Módulo de Resiliência varia geralmente em torno de 100 a 500 MPa. BASES E SUB-BASES / 39

40 Solo Arenoso Fino Laterítico LA LA LG Camadas compactadas de solos Lateríticos: perda de umidade causa trincamento Quanto mais argiloso, camadas mais trincadas Fotos: Douglas Villibor BASES E SUB-BASES / 40

41 Outros Materiais Granulares Rachão são agregados de grande dimensão empregados principalmente como recurso de aumento da capacidade de suporte de subleitos. Rachão BASES E SUB-BASES / 41

42 Outros Materiais Granulares Os agregados reciclados de resíduo sólido de construção civil são materiais resultantes da seleção e britagem de entulho da construção e demolição. Podem ser empregados como camada de reforço do subleito, subbase e em algumas situações como base de pavimentos. Agregados reciclados BASES E SUB-BASES / 42

43 Outros Materiais Granulares Escória são resíduos da fabricação do ferro (escória de alto-forno) ou do aço (escória de aciaria). Podem ser empregados como agregados, sendo que as de aciaria podem ser expansivas, dependendo do tempo de estocagem deste materiais. Escória de aciaria BASES E SUB-BASES / 43

44 Macadame Hidráulico Materiais componentes: agregado graúdo agregado miúdo (material de enchimento) água Agregados graúdos nominais de grande dimensão: 100, 75 ou 63mm. Escolha depende da espessura da camada. Um dos materiais tradicionais da construção rodoviária brasileira, que foi substituído por materiais granulares de maior eficiência construtiva como a Brita Graduada Simples a partir da década de 60. Ainda utilizado em obras de menor porte e em obras municipais onde não há usinas para as BGS. BASES E SUB-BASES / 44

45 Macadame Hidráulico Materiais distribuídos em pista, sendo depositados os agregados graúdos em primeiro lugar, seguidos de compactação ou compressão por rolo liso. Preenchimento dos vazios pelos agregados miúdos, seguido de compressão. Preenchimento dos vazios restantes pelos agregados miúdos com auxílio de água, seguido de compressão. Os agregados miúdos e a água se infiltram nos vazios e travam o esqueleto sólido. BASES E SUB-BASES / 45

46 MACADAME HIDRÁULICO BASES / SUB-BASES BASES E SUB-BASES / 46

47 Macadame Hidráulico Distribuição da primeira camada Foto: Job S. Nogami BASES E SUB-BASES / 47

50 Macadame Seco Materiais similares ao macadame hidráulico, porém sem o uso da água. BASES E SUB-BASES / 50

51 Materiais com adição de asfalto Solo-asfalto Macadame betuminoso Base asfáltica de elevado módulo - Solo-asfalto ou solo-emulsão é um recurso pouco utilizado no Brasil. Pode ser misturado em usina ou pista. Em geral empregado como base de vias de baixo-volume de tráfego. O Macadame Betuminoso é mais empregado em obras municipais, servindo como revestimento asfáltico em geral, passando a constituir base após recebimento de camada de revestimento asfáltico. É uma base feita em pista, com adição de ligante asfáltico diretamente nos agregados. As bases asfálticas de elevado módulo são muito empregadas para tráfego pesado na Europa e recentemente nos Estados Unidos. São bases com graduação muito bem-graduada e uso de ligante asfáltico duro, resultando em módulo de resiliência elevado. BASES E SUB-BASES / 51

52 Solo -asfalto Base de pavimento de solo- emulsão após mais de 20 anos de uso, revestido de TS estrada estadual RJ BASES E SUB-BASES / 52

53 Materiais Cimentados ou rígidos ou estabilizados quimicamente Brita graduada tratada com cimento Solo-cimento Solo-cal Solo-cal-cimento Solo-brita com cimento Concreto rolado (concreto compactado a rolo) BASES E SUB-BASES / 53

54 Brita Graduada Tratada com Cimento Materiais componentes: brita graduada simples (faixa especificada) cimento: 3 a 5% em relação ao peso seco água Dosados e homogeneizados em usina. A distribuição do material é feita preferencialmente por vibroacabadora. A compactação é feita por rolos liso, com vibração ou não, seguida de pneus; deve ser realizada logo após espalhamento. Cura com pintura de asfalto diluído tipo CM30 (tem-se preferencialmente substituído por emulsão RR). Módulo de Resiliência entre a MPa BASES E SUB-BASES / 54

55 Brita graduada tratada com cimento (BGTC) Brita graduada simples (BGS) BASES E SUB-BASES / 55

56 Brita Graduada Tratada com Cimento Pavimento invertido semi-rígido Revestimento asfáltico BGS BGTC Solo Arenoso Fino Laterítico BASES E SUB-BASES / 56

57 Solo-Cimento Materiais componentes: solo (de preferência mais arenoso tipo A2 ou solo com fração de finos passantes na peneira 200 menor que 35%) cimento: em geral superior a 5% em relação ao peso seco Água Dosados e homogeneizados preferencialmente em usina ou em pista. A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados (espessura e largura adequadas). A compactação é feita por rolos pé-de-carneiro ou lisos, devendo ser realizada logo após espalhamento devido à rapidez de reação de hidratação do cimento. Em geral são necessárias duas semanas de cura antes da camada ser sujeita ao tráfego. BASES E SUB-BASES / 57

58 Solo-Cimento Solo-cimento BASES E SUB-BASES / 58

59 BASES / SUB-BASES SOLO CIMENTO BASES E SUB-BASES / 59

60 BASES / SUB-BASES SOLO CIMENTO BASES E SUB-BASES / 60

61 SOLO CIMENTO BASES / SUB-BASES BASES E SUB-BASES / 61

65 Solo-Cal Materiais componentes: solo areno-argiloso ou silto-argiloso, de preferência cal hidratada: em geral superior a 4% em relação ao peso seco água Solos argilosos são tratados com cal para melhorar sua trabalhabilidade. Dosados e homogeneizados em usina, preferencialmente, ou em pista. A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados (espessura e largura adequadas); A compactação é feita por rolos lisos; deve ser realizada após espalhamento. BASES E SUB-BASES / 65

66 Solo Arenoso Fino com Cal Mistura de cal a solo em pista Base de solo-cal trincada pela retração BASES E SUB-BASES / 66