GEOLOGIA APLICADA ÀS OBRAS VIÁRIAS
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- Luiz Eduardo Amarante Lage
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1 GEOLOGIA APLICADA ÀS OBRAS VIÁRIAS
2 Obras viárias: rodovias, ferrovias e dutovias. Obras de grande extensão que percorrem mais de um ambiente geológico e muitas vezes transpondo relevos adversos. Precisam grandes quantidades de materiais naturais (solos e rochas) para a suas construções. Quando enfrentam relevos adversos, exigem escavações (cortes) e aterros expressivos, lidando com potenciais movimentos de encostas.
3 Base (brita graduada) Reforço de sub-leito (solo compactado) Revestimento (CBUQ ou CCP) Sub-leito (terreno natural) Sub-lastro (brita graduada) Lastro (brita uniforme) Sub-leito (terreno natural)
4 Preparo do subleito
5 Base de brita graduada simples Compactação de base de BGS
6 Usina de beneficiamento de CBUQ Pavimentação rodoviária com CBUQ Espalhamento com vibração Compactação
7 Pavimentação rodoviária com CCP Concretagem com Extrusora Concretagem com vibração e acabamento, manual Base de brita graduada Base de concreto compactado a rolo
8 Pavimentação ferroviária Compactação de sublastro de BGS Compactação do lastro de brita Trilhos e dormentes
9 Aptidão das rochas para produção de revestimentos Rocha Características Rochas ígneas faneríticas Rocha ígneas afaníticas Gnaisses São britas pouco angulosas de boa resistência e que consomem menos cimento no CCP. As rochas ácidas (granitos e granodioritos) podem apresentar deficiência de adesividade no CBUQ. São britas angulosas de boa resistência e que consomem mais cimento no CCP, comparativamente às faneríticas. As rochas ácidas (riolitos) podem apresentar deficiência de adesividade no CBUQ. Britas que podem variar de resistência conforme a maior ou menor predominância de minerais ferro-magnesianos. Bandas ricas em quartzo e feldspato se comportam como ígneas faneríticas, bandas escuras (ricas em anfibólios e biotita) são lamelares e pouco resistentes. Xistos Quartzitos Mármores Pouco usadas devido à baixa resistência e ao formato lamelar. São agregados muito resistentes quando o quartzito é de alto grau de metamorfismo. Brita de dispendiosa extração, tem grande desempenho em CCP e deficiência severa de adesividade no CBUQ. Pode ser usada na produção de CCP, mas sua resistência é mais baixa, exigindo maior consumo de cimento.
10 Aptidão das rochas para produção de bases, lastros e sub-lastros Rocha Aptidão Rochas ígneas faneríticas Rocha ígneas afaníticas Gnaisses Xistos Quartzitos Mármores Arenitos e argilitos Calcários, filitos e ardósias Ótimas Ótimas Boa Ruim Ótima Razoável Não aproveitável Não aproveitável
11 Aptidão dos solos residuais para aterros e reforço de sub-leito Rocha Uso Horizonte B Horizonte C Rocha ígnea clara Rocha ígnea escura Gnaisse Xisto Quartzito Filito e ardósia Sedimentar arenosa Sedimentar argilosa Aterro ótimo ótimo Sub-leito ótimo ótimo Aterro bom bom Sub-leito bom bom Aterro bom razoável Sub-leito razoável razoável Aterro ruim razoável Sub-leito ruim ruim Aterro bom bom Sub-leito bom bom Aterro razoável a ruim ruim Sub-leito ruim ruim Aterro bom bom Sub-leito razoável razoável Aterro bom razoável Sub-leito razoável ruim
12 Aptidão dos solos transportados para pavimentação Rocha Areias fluviais extraídas da calha dos rios Areias fluviais de jazidas terrestres Areias eólicas Argilas fluviais ou lacustres Turfas Colúvios e tálus Seixos rolados fluviais Seixos rolados de leques aluviais Aptidão Ótimo reforço de sub-leito Bom reforço de sub-leito Apenas para aterros de menor responsabilidade Sem aplicação na pavimentação Sem aplicação na pavimentação Sem aplicação na pavimentação Depois de britado e peneirado pode ser útil para base e revestimento Depois de lavado, britado e peneirado pode ser útil para base e revestimento
13 Movimentos de massa em encostas
14 Estado Físico Natureza do movimento Rotacional Planar Sólida Translacional Basculamento Queda Viscosa Fluida Escoamentos Fluxos
15 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo BR116-SP: solo residual de xisto São típicos de solos homogêneos, sendo mais comuns em aterros. Em solos residuais, ocorrem quando as estruturas reliquiares foram apagadas pelo intemperismo avançado.
16 Solo residual de arenito Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Juiz de Fora - aterro Solo residual de filito
17 Movimento Rotacional Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo San Salvador, 2001: saprólito de rochas sedimentares clásticas
18 SC-456, 2010 BR-376/PR, 2008
19 Geralmente lentos, com diagnóstico precoce. Aceitam muitas alternativas de estabilização.
20 BR116 SP: solo residual de gnaisse Soluções que reduzem momentos instabilizantes.
21 BR-101/SC km 37 solo residual de gnaisse
22 Soluções de drenagem que aumentam a resistência do solo. BR116-PR: solo residual de xisto
23 RS486: colúvio espesso de basaltos Soluções de contrapeso
24 BR116-RS: colúvio espesso de basaltos/arenitos Crib-wall Gabiões RS486: colúvio espesso de basaltos
25 BR116-SP: migmatito muito alterado Soluções que reduzem o peso na crista com a introdução de reforços metálicos.
26 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Ocorrem em camadas permeáveis finas de solo, geralmente associadas às encostas íngremes
27 RS122: colúvio raso de basaltos Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Movimentos com drenagem paralela: colúvios rasos ou residuais insipientes.
28 BR-116: solo residual de migmatito Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo BR-376: solo residual de gnaisse
29 SP-125: Saprólito de xistos Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo BR-116: Basaltos
30 Movimento Rotacional Movimento Planar Deslizamento de granito Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Massas compartimentadas por fraturas e falhas
31 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Rochas metamórficas (foliadas e dobradas)
32 Reticulado de estacas raiz Camboriu, BR-116/RS
33 Reticulado de estacas raiz Nova Petrópolis,BR-116/RS
34 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Rochas ou saprólitos com descontinuidades subverticais: derrames ígneos e gnaisses xistosos
35 Caxias do Sul, 1998 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Saprólito de dacito
36 Palhoça-SC, 2010 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Camadas com resistência ao intemperismo distintas
37 Rede guarda-pedras
38 BR-116/SC KM105
39 Malha chumbada
40 BR-116/SC: arenitos e argilitos
41 Grampeamento e malhas chumbadas
42 BR-116/SC: malha chumbada e revestimento com concreto projetado
43 BR-116/SC: malha chumbada, revestimento com concreto projetado e gigantes
44 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Ocorrem em saibros de granitóides e migmatitos.
45 Barreiras flexíveis
46 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Escoamento de solos coluviais: Movimentos lentos e de estabilização difícil
47 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo RS-122: colúvio de basalto BR-101 SP: colúvio de gnaisse
48 BR116-RS: colúvio rastejante Chave granular
49 Garuva-SC, 2011
50 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo Ocorrem em talvegues relativamente íngremes cujas margens são acometidas de movimentos planares
51 Teresópolis, 2011
52 Armero, Colombia (1985), vítimas Timbé do Sul, Brasil (1995), 200 vítimas Vargas, Venezuela (1999), vítimas
53 Movimento Rotacional Movimento Planar Movimento Translacional Movimento de Basculamento Queda Escoamento Fluxo São Vendelino, Brasil (2000) Riodacitos e basaltos.
54 Sabo Works
55 Barreiras flexíveis: tendência mais recente
56 Relação entre movimentos e ambiente geológico Tipo de movimento Escorregamento rotacional Escorregamento planar Fluxo de detritos Escorregamento translacional Rastejos Rolamento de Matacões Queda de blocos Ambiente geológico mais favorável Aterros, escavações em solos transportados de grande espessura, escavações em solos residuais espessos de rochas sedimentares ou metamórficas de baixo grau (ardósias e filitos) Solos residuais pouco espessos sobre rocha ígnea extrusiva (basaltos) ou metamórficas de alto grau (xistos e gnaisses). Talvegues de arroios ou canais condicionados por falhas com margens favoráveis a escorregamentos planares. Qualquer região de solos residuais pouco desenvolvidos (saprólitos ou horizonte C) ou rochas. Maior freqüência em rochas metamórficas de alto grau (xistos e gnaisses) Colúvios argilosos, sendo mais freqüente em solos coluviais resultantes de rochas máficas (escuras), metamórficas de alto grau e sedimentares clásticas argilosas (lamitos). Solo residual de rochas ígneas plutônicas e gnaisses em locais íngremes. Qualquer região muito íngreme com pouca espessura de solo.
57 Geometrias de taludes de cortes Inclinação H:V H V
58 Geometrias de taludes de aterro Inclinação H:V fundação H V
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