1/31 Construção e Manutenção de Infra-estruturas de Transportes Aula T4 Terraplenagens Sumário da aula Fundação e leito do pavimento Tratamento de materiais 2/31 Terminologia 3/31 Pavimento Fundação Terraplenagem Plataforma de apoio do pavimento 1 m 1 2 3 1 Pavimento 2 Leito do pavimento 3 Parte superior da terraplenagem (escavação ou aterro) Total de páginas: 11 1
Fundação do pavimento A fundação do pavimento é constituída pelo produto final das terraplenagens. Funções: 1. Superfície regular e desempenada 2. Capacidade de suporte (curto e longo prazo) 3. Circulação do equipamento para a construção do pavimento 4/31 Leito do pavimento Objectivos a curto prazo 1. Melhorar a regularidade geométrica da plataforma 2. Permitir o tráfego do equipamento para a construção do pavimento 3. Assegurar a capacidade de suporte para a construção das camadas do pavimento 4. Protecção do solo subjacente contra as intempéries 5/31 6/31 Leito do pavimento Objectivos a longo prazo 1. Homogeneização da capacidade de suporte da fundação e assegurar a compatibilidade com o dimensionamento do pavimento 2. Protecção térmica no caso de plataformas com solos susceptíveis à acção do gelo 3. Assegurar a drenagem da água percolando através do pavimento Total de páginas: 11 2
Leito do pavimento Características dos materiais: Insensibilidade à água Dimensão máxima dos materiais mais grosseiros Resistência sob a circulação do tráfego de obra Resistência ao gelo Tipos de materiais: Solos Solos tratados com cal e/ou cimento Materiais granulares britados 7/31 8/31 Tratamento de solos Melhoramento Modificação imediata das propriedades geotécnicas do solo, mesmo que temporariamente, afim de ser possível a traficabilidade e a compactação com os equipamentos tradicionais de terraplenagens Aterros e leito do pavimento Estabilização Modificação a médio e a longo prazo das características mecânicas e de sensibilidade à água do solo, de forma a que a mistura possa desempenhar a função de material estrutural Camadas de base e sub-base do pavimento Tratamento de solos Tipos de ligantes: Cal Cimento Cal hidratada Cal viva Leite de cal Cal e cimento 9/31 Total de páginas: 11 3
10/31 Tratamento de solos Principais reacções físico-quimicas Permuta iónica e floculação Alteração do estado hídrico Cimentação Carbonatação Factores com influência no tratamento Natureza e tipo de solo Tipo e quantidade de ligante Teor em água Mistura e compactação Condições de cura Aditivos químicos Acção Acção imediata Teor Teor em em água água natural natural Granulometria Granulometria Plasticidade Plasticidade Compactação Compactação Resistência Resistência imediata imediata Acção Acção prolongada Resistência Resistência Deformabilidade Permeabilidade Permeabilidade e e sensibilidade sensibilidade à à água água Tratamento de solos Métodos construtivos: Estudo laboratorial Armazenamento do ligante Trecho experimental Preparação da superfície Humidificação Espalhamento Mistura e homogeneização Compactação Acabamento de superfície Rega de cura Mistura do do ligante: Em Em central In-situ 11/31 12/31 Exemplo 20 cm Solo-cal Solo Pavimento Leito do pavimento Total de páginas: 11 4
13/31 Percentagem de material que passa 120 80 60 40 20 Estudo laboratorial solo-cal (4% cal hidratada) Granulometria 0 0,01 0,1 1 10 Diâmetro das partículas (mm) 0% 2,5% 3% 4% 6% Teor em água (%) Estudo laboratorial solo-cal (4% cal hidratada) Limites de consistência 50 40 41 37 37 36 36 30 27 27 29 29 20 21 20 10 10 10 7 7 0 0 1 2 3 4 5 6 7 Lime content (%) Limite de liquidez Limite de plasticidade Indice de plasticidade 14/31 15/31 baridade baridade seca seca (g/cm (g/cm 3 ) 3 ) 2,00 2,00 S=% S=% para para G=2,80 G=2,80 Compactação 1,80 1,80 1,60 1,60 1,40 1,40 Estudo laboratorial solo-cal (4% cal hidratada) 0% 0% 4% 4% 1,20 1,20 16 16 18 18 20 20 22 22 24 24 26 26 28 28 30 30 32 32 teor teor em em água água (%) (%) 4 horas horas de de cura cura 24 24 horas horas de de cura cura Total de páginas: 11 5
Espalhamento 16/31 Espalhamento 17/31 Mistura e homogeneização 18/31 Total de páginas: 11 6
19/31 Mistura e homogeneização Mistura e homogeneização 20/31 Mistura e homogeneização 21/31 Total de páginas: 11 7
Rega de cura Compactação 22/31 Rega de cura 23/31 Rega de cura 24/31 Total de páginas: 11 8
25/31 Controlo de produto acabado ( à priori ): técnica usada no controlo de execução de aterros em solos, comparando o valor da baridade obtida no campo com a baridade máxima obtida pelo ensaio de compactação em laboratório (Proctor) Controlo de procedimento ( à posteriori ): técnica utilizada no controlo de aterros de enrocamento ou misturas de solo-enrocamento, dada a dificuldade de obter valores de referência Aterros experimentais espessuras das camadas condições de execução da compactação (número de passagens 1,70 e tipo de cilindros) baridade seca (g/cm 3 ) 1,65 1,60 1,55 1,50 0 2 4 6 8 10 12 14 16 número de passagens do cilindro 26/31 27/31 Baridade seca (g/cm 3 ) Baridade seca máxima E1 Curva de saturação E2 E3 Ramo seco A Energia de de compactação: Teor em água óptimo E1 E1 > E2 E2 > E3 E3 B Teor em água (%) Ramo húmido g in situ G C = % g d, máx e max - e in situ D r % = e max - e min Total de páginas: 11 9
28/31 Controlo da compactação Ensaios: Teor em água Método da estufa Método do speedy Método radioactivo Massa volúmica seca Método da garrafa de areia Método do balão Macro-ensaio Método radioactivo 29/31 Método radioactivo Método daestufa 0.32 0.30 0.28 0.26 0.24 Teor em água volumétrico (g/cm 3 ) y = x - 0,03 R 2 = 0,97 0.22 0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 0.32 Método Radioactivo Especificações LNEC E 242 Execução de terraplenagens de estradas Classificação AASHTO A-1 A-3 A-2-4; A -2-5 A-2-6; A -2-7 A-4; A -5; A-6; A-7 h 15 m 90 90 Compactação relativa (G c (%)) Aterros h> 15 m (estudo prévio) (estudo prévio) Leito do pavimento 30/31 Total de páginas: 11 10
Variação da resistência dos solos compactados 31/31 (Milton Vargas, 1978) Total de páginas: 11 11