Aula 03 Estabilização Granulométrica. Eng. Civil Augusto Romanini (FACET Sinop) Sinop - MT 2017/1 V1.1

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS DE SINOP FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGIAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL TÉCNICAS DE MELHORAMENTO DE SOLOS Aula 03 Estabilização Granulométrica Eng. Civil Augusto Romanini (FACET Sinop) Sinop - MT 2017/1 V1.1

2 AULAS Aula 00 Apresentação/Introdução Parte IA Métodos Tradicionais Básicos Aula 02 Estabilização Mecânica Aula 04 Estabilização Solo Cimento Aula 06 Práticas de campo Aula 07 Estabilização Solo - Betume Aula 09 Estabilização Solo Bentonita Aula 10 Solo Reforçado com Fibras Parte I Métodos Tradicionais Básicos Aula 01 Solos Tropicais Aula 03 Estabilização Granulométrica Aula 05 Estabilização Solo - Cal Parte IB Métodos Tradicionais Básicos Aula 08 Estabilização Compostos orgânicos Parte II Métodos Especiais Aula 11 Estabilização de Solos moles 18/04/2017 Apresentação da disciplina 2

3 1 - Conceito inicial 2 - Tipos de estabilização granulométrica 3 - Dosagem

4 1 - Conceito inicial Comportamento do solo é função de sua distribuição granulométrica e da composição das suas partículas. 4

5 1 - Conceito inicial O que é a estabilização granulométrica? Quando o solo do local não tem estabilidade satisfatória, e por meio da mistura de um ou mais solos ou outros materiais cuja a granulometria poderá corrigir a instabilidade do solo local. O processo de estabilização granulométrica consiste na combinação e manipulação de solos em proporções adequadas. Processo de melhoria da capacidade resistente de materiais in natura ou mistura de materiais, mediante emprego de energia de compactação adequada, de forma a se obter um produto final com propriedades adequadas de estabilidade e durabilidade. (DNIT,2010) 5

6 Tipos de solos Quanto a Granulometria Solos com poucos finos Estabilidade a partir do contato grão a grão. Baixa densidade, permeabilidade elevada Trabalhabilidade difícil 6

7 1 - Conceito inicial Tipos de solos Quanto a Granulometria Solos com grande quantidade de finos Densidade baixa Praticamente impermeável Estabilidade afetada pelas condições hídricas. Material com boa trabalhabilidade 7

8 1 - Conceito inicial Tipos de solos Quanto a Granulometria Solos com finos suficientes para preencher os vazios: Estabilidade a partir do contato grão a grão. Densidade alta, permeabilidade baixa Moderada dificuldade de compactação Resistência ao cisalhamento relativamente alta 8

9 1 - Conceito inicial Tipos de solos Quanto a Granulometria Solos estabilizados naturalmente são os solos bem graduados, ou seja com granulometria continua. 9

10 1 - Conceito inicial Tipos de solos Quanto a Granulometria Granulometria Solos Brasileiros 10

11 Tipos de estabilização granulométrica Solo estabilizado granulometricamente - SEG Brita Corrida - BC Brita Graduada Simples - BGS Solo Brita - SB Resíduo de Construção e Demolição Reforço do Subleito Sub-base Base 11

12 Tipos de estabilização granulométrica Solo estabilizado granulometricamente - SEG Aspectos gerais 12

13 Tipos de estabilização granulométrica Solo estabilizado granulometricamente - SEG Aspectos gerais 13

14 Tipos de estabilização granulométrica Solo estabilizado granulometricamente - SEG Aspectos gerais Materiais componentes: Solos Água Lateríticos Saprolíticos 14

15 Tipos de estabilização granulométrica Brita Corrida (Bica corrida) Aspectos gerais Materiais componentes: Brita graduada Água Diâmetro máximo de 50,8 mm 3 faixas ou mais Finos entre 3% e 10%, passante na #200 Pó de Pedra Pedrisco Brita 0,1,2,3 e 4 15

16 Tipos de estabilização granulométrica Brita Corrida (Bica corrida) Tabela das Faixa Granulométricas CBR>100 Compra direta! Combinar com solo argiloso 16

17 Tipos de estabilização granulométrica Brita Graduada Simples - BGS Aspectos gerais Materiais componentes: Brita graduada Água Diâmetro máximo de 38 mm Usual entre 25 mm ou 19 mm Finos entre 3% e 5%, passante na #200 17

18 Tipos de estabilização granulométrica Brita Graduada Simples - BGS Aspectos de Projeto Índice de Suporte Califórnia em geral maior que 60%. Para vias de tráfego médio, pesado ou muito pesado (N 10E6 para 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 DER/PR 18

19 Tipos de estabilização granulométrica Brita Graduada Simples - BGS Aspectos de Execução 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 CM-30 ou outro material com as mesmas atribuições 19

20 Tipos de estabilização granulométrica Brita Graduada Simples - BGS Aspectos de Execução 20

21 Tipos de estabilização granulométrica Solo Brita - SB Aspectos gerais Materiais componentes: Agregado Solo Água Brita Seixo Areia Cascalho 21

22 Tipos de estabilização granulométrica Solo Brita - SB 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 O Módulo de Resiliência destas misturas dependem da porcentagem de cada componente. Variam de 100 a 500 MPa em geral. 22

23 Tipos de estabilização granulométrica Solo Brita - SB Aspectos de Execução 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. 23

24 Tipos de estabilização granulométrica Solo Brita - SB Aspectos de Execução 24

25 Tipos de estabilização granulométrica Solo Brita - SB Aspectos de Execução 25

26 Solo Brita - SB Aspectos de Execução 26

27 Aspectos de Execução 27

28 Aspectos de Execução 28

29 Aspectos de Execução 29

30 Aspectos de Execução 30

31 Aspectos de Execução 31

32 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos gerais Os resíduos da construção e demolição são gerados pelas atividades de construção, reformas, reparos e demolições. Logo, na composição destes resíduos existem componentes inorgânicos e minerais, como concretos, argamassas e cerâmicas e componentes orgânicos como plásticos materiais betuminosos, etc. Motta e Leite, S.D 32

33 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos gerais As vantagens da utilização desse material são, segundo (Ângulo et al, 2003; Nunes et al, 1996; Motta et al, 2004; Fagury & Grande, 2007): Baixo custo, já que grande parte dos custos é relativa ao transporte e que, como são produzidos nas cidades, pode existir uma grande vantagem competitiva em relação aos agregados naturais; Redução da demanda dos agregados primários e consequente preservação das paisagens urbanas e das jazidas; Diminuição das áreas de aterro; Diminuição da atração de transmissores de doenças, do entupimento de bueiros e do assoreamento dos cursos d água e reservatório, implicando em aumento das enchentes e inundações nas estações chuvosas; Preservação ambiental, o que não é quantificado monetariamente. 33

34 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos gerais A mistura de cerâmica com solos lateríticos foi avaliada após a compactação, apresentando ganhos expressivos no valor do módulo de resiliência, chegando a atingir 288% acima do módulo do agregado natural, o que diminui a probabilidade de ruptura por fadiga (Dias & Agopyan, 2005). A partir de composições efetuadas em solo tropical, tipicamente laterítico, arenoso, nas proporções de 67% e 37% de resíduo e outra mistura de 50% de solo mais 50% de resíduo, indicaram um aumento expressivo no valor do CBR, comparando com amostras de solo puro; (Cavalcante et al., 2006). Classe A: reutilizáveis ou recicláveis como agregados, tais como: cerâmicos, tijolos, blocos, telhas, argamassa, concreto, etc; 34

35 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos de projeto NBR 15116:

36 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos de projeto NBR 15116:

37 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos de Execução Coleta e Separação Materiais indesejáveis Motta e Leite, S.D 37

38 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos de Execução Britagem e Peneiramento Remoção de Ferragens 38

39 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos de Execução Estoque Motta e Leite, S.D 39

40 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos de Execução Rachão Brita 3 e 2 Brita 1 Pedrisco Areia Bica corrida 40

41 Tipos de estabilização granulométrica Resíduos de Construção e Demolição Aspectos de Execução Motta e Leite, S.D 41

42 Dosagem Métodos de dosagem 42

43 Dosagem Métodos de dosagem 43

44 Dosagem Métodos de dosagem 44

45 Dosagem Métodos de dosagem Por tentativa Por Gráficos Mais usuais! Algébricos 45

46 Dosagem Métodos de dosagem Algébricos Sendo os agregados(solos) A,B,C,... Com x%,y%,z%,...,passam numa série de peneiras e desejamos projetar uma mistura M com m1%,m2%,m3%, passando na mesma série de peneiras, pode-se sempre estabelecer um sistema de equações de N, equações, em que uma delas será: E as outras N-1 equações são do tipo: x% + y% + z% = 100 x 100 A n + y 100 B n + z 100 C n = m n Onde: x,y,z são as porcentagens de cada material A,B,C que entrará na mistura para se obter o material M n A n, B n, C n são as porcentagens passante nas n peneiras de uma série. m n são as porcentagens passantes,requeridas pela especificação, para n peneiras. n é o número de peneiras de uma série. 46

47 Dosagem Métodos de dosagem Algébricos Exemplo 01 Para uma situação hipotética, solicita-se executar uma mistura utilizando 3 materiais, denominados como M1,M2 e M3 de modo a satisfazer a especificação solicitada na Tabela. Os dados do material também estão na Tabela. Utilize o ponto médio da especificação Peneiras Pol mm Material 1 Material 2 Material 3 Especificação 1" 25, ,00 3/4" 19, ,00 90,00 1/2" 12, ,00 95,00 3/8" 9, ,00 80,00 nº4 4, ,00 60,00 nº ,00 45,00 nº40 0, ,00 32,00 nº80 0, ,00 20,00 nº200 0, ,00 8,00 Ponto Médio 47

48 Dosagem Métodos de dosagem Por tentativa Exemplo 02 Para uma situação hipotética anterior, solicita-se executar uma mistura utilizando 3 materiais, denominados como M1,M2 e M3 de modo a satisfazer a especificação solicitada na Tabela. Os dados do material também estão na Tabela. Utilize o ponto médio da especificação. Resolva por tentativa Peneiras Material 1 %Tentativa Material 2 %Tentativa Material 3 %Tentativa Especificação Pol mm 1" 25, ,00 3/4" 19, ,00 90,00 1/2" 12, ,00 95,00 3/8" 9, ,00 80,00 nº4 4, ,00 60,00 nº ,00 45,00 nº40 0, ,00 32,00 nº80 0, ,00 20,00 nº200 0, ,00 8,00 48

49 Porcentagem que passa Estabilização Granulométrica Métodos de dosagem Dosagem Por Gráficos ,074 0,25 0,60 2,00 4,80 Diâmetro da partícula (mm) 49

50 Dosagem Métodos de dosagem Por Gráficos 50

51 Dosagem Métodos de dosagem Situação prática Situação Hipotética Em um determinado estudo geométrico foi determinado o eixo de uma rodovia e através dos estudos preliminares foi realizada a identificação das jazidas que forneceriam solo, areia e brita. Nas jazidas coletou-se amostras que foram levadas ao laboratório e submetidas aos ensaios de caracterização. Outra informação importante foi a determinação do DMT das jazidas para a execução do trecho. Há um interesse de realizar o procedimento de estabilização granulométrica no solo que será utilizado para a construção da base da rodovia. Para a camada de sub-base pretende-se utilizar toda jazida 02 ;foi registrado que para atender a cota do greide,haverá a necessidade de remover uma quantidade significativa do material do subleito. Este material deverá ser armazenado (em um bota-espera) e sabendo do uso da técnica de estabilização espera-se que ele possa ser utilizado. O britador já produziu bica corrida, em determinado período, que se enquadrava na faixa II. Outros materiais disponíveis são apresentados nas Tabelas a seguir com respectiva classificação granulométrica e informações pertinentes,. Visto que a estabilização pode viabilizar a utilização do material e ainda reduzir custos e impactos ambientais, deseja-se saber quais as misturas podem ser realizadas que atendam a Classe C do DNIT para misturas granulométricas para N de Projeto 10E+6 e economicamente definiu-se como parâmetro de custos duas condicionantes, a primeira que soma as DMT dos materiais e a segunda que quantifica peso para o valor do material: DMT total 25,00 km Valor total 0,00 até 4,50 Ótimo Valor total 4,51 até 6,00 Razoável Valor total 6,51 Mudar de técnica Apresente quais misturas podem ser submetidas aos Ensaios de ISC para que possa se obter o dimensionamento da camada de base, levando em conta a DMT e o valor total final. Apresente as porcentagens das misturas viáveis para que o laboratório realize os ensaios. 51

52 Dosagem Métodos de dosagem Situação prática Situação Hipotética Solos Peneiras Solo 01 Solo 02 Solo 03 Solo 04 Solo 05 Pol mm %Passante 1" 25,4 100,00 100,00 89,90 94,90 100,00 3/8" 9,5 88,00 73,00 60,40 74,30 100,00 nº4 4,8 67,80 59,00 37,20 56,50 100,00 nº ,95 45,00 29,25 49,40 100,00 nº40 0,42 31,50 21,00 27,50 44,40 91,90 nº200 0,074 14,50 8,00 9,90 17,50 61,20 Jazida Material Fator Custo Material DMT (km) Fator Custo DMT Informações Espessura Média Utilizável (m) Material Granular Peneiras Brita 01 Pedrisco Pó de pedra Pol mm %Passante 1" 25,4 100,00 100,00 100,00 3/8" 9,5 21,00 85,00 100,00 nº4 4,8 5,00 68,00 85,00 nº10 2 2,00 17,00 58,00 nº40 0,42 1,50 3,00 32,00 nº200 0,074 1,00 4,00 12,00 Área(m²) Estaca Lado Distância do Eixo(m) J-1 Solo 01 1,00 15,00 1,50 1, , LE 100 J-2 Solo 02 1,00 6,00 0,60 3, , LD 350 J-3 Solo 03 1,25 16,00 1,60 3, , LE 2500 Solo 04 1,25 16,00 1,60 2, , LE 2100 Subleito Solo 05 0,50 0,00 0,20 0, ,00 Eixo Eixo Eixo Brita 01 2,00 7,00 0,70 15, , LD 1750 Pedreira Pedrisco 2,00 7,00 0,70 15, , LD 1750 Pó de pedra 1,25 7,00 0,70 15, , LD 1750 *Para a utilização de brita corrida considerar o fator custo igual 2,00 para custo de material e 0,70 para DMT/ Área disponível do subleito é referente a extensão do trecho 52

53 Referências ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7181: Solo Análise granulométrica. Rio de Janeiro, NBR 15115: Agregados reciclados de resíduos sólidos da construção civil - Execução de camadas de pavimentação Procedimentos. Rio de Janeiro, AGOPYAN, V.;JONH,V.; Reciclagem de Resíduos da Construção. In: Seminário de Resíduos Sólidos Domésticos. São Paulo-SP BERNUCCI, L. L. B., LEITE, F. C., MOTTA, R. S. Aplicação de agregado reciclado de RCD em pavimentação: sistema viário da USP-Leste. In: SEMINÁRIO GESTÃO E RECICLAGEM DE RESÍDUOS DE CONSTRUÇÃO E DEMOLIÇÃO AVANÇOS E DESAFIOS, São Paulo, São Paulo, CARNEIRO, A. P., BURGOS, P. C., ALBERTE, E. P. V. Uso do agregado reciclado em camadas de base e subbase de pavimentos. Projeto Entulho Bom. Salvador: EDUFBA / Caixa Econômica Federal, p MOTTA, R. S. Estudo laboratorial de agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil para aplicação em pavimentação de baixo volume de tráfego. Dissertação (Mestrado). Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. São Paulo, PREFEITURA DO MUNICÍPIO DE SÃO PAULO. São Paulo PMSP/SP ETS 001/2003 Camadas de reforço do subleito, sub-base e base mista de pavimento com agregado reciclado de resíduos sólidos da construção civil. Disponível em: < spets pdf>. Acesso em 20 de fev

54 Obrigado pela atenção. Perguntas? 54