Pavimentos de baixo custo para vias urbanas, Manuais, Projetos, Pesquisas de Geodésia e Cartografia
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manual de pavimentação
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Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas Bases Alternativas com Solos Lateríticos Gestão de Manutenção de Vias Urbanas Douglas Fadul Villibor Job Shuji Nogami José Roberto Cincerre Paulo Roberto Miranda Serra Alexandre Zuppolini Neto NC ARE ALELUIA ERUTORA, 2a Edição - Ampliada - 2009 O 2007 by Autores Direção Geral Henrique Villibor Flory Supervisão Geral de Editoração Benedita Aparecida Camargo Coordenação Editorial Rodrigo Silva Rojas Diagramação Rodrigo Silva Rojas Capa Wesley Silva Revisão Ortográfica Gelson da Costa Revisão Técnica Odilson Coimbra Fernandes e Débora Nogueira Targas Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Acácio José Santa Rosa (CRB - 8/157) Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas Douglas Fadul Villibor... [et al.) -- 22 edição , São Paulo: Arte & Ciência, 2009. 196 p.: il.; 23em Bibliografia Obra coletiva ISBN - 978-85-61165-29-1 1. Pavimentação urbana. 2. Pavimentos flexíveis - Aspectos econômicos. 3. Bases de Solos lateríticos - Tecnologia do uso - Pavimentação urbana. 4. Pavimentação - Emprego de solos lateríticos. 5. Cidades e bairros - Pavimentação alternativa. L. Villibor, Douglas Fadul. cDD - 625.8 - 625.85 - 388.11 Índices para catálogo sistemático 1. Pavimentação urbana 625.8 2. Pavimentos flexíveis: Emprego de base de solos lateríticos 625.85 3. Pavimentação: Vias urbanas: Tecnologia alternativa 625.85 4. Pavimentos: Construção: Aspectos econômicos 388.11 Proibida toda e qualquer reprodução desta edição por qualquer meio ou forma, seja ela eletrônica ou mecânica, fotocópia, gravação ou qualquer meio de reprodução, sem permissão expressa do editor. Todos os direitos desta edição, em língua portuguesa, reservados à Editora Arte & Ciência Editora Arte & Ciência Rua dos Franceses, 91 - Morro dos Ingleses São Paulo - SP - CEP 01329-010 Tel.: (011) 3258-3153 Na internet: http://www arteciencia.com.br Índice Capítulo 1 Introdução . Capítulo 2 Pavimentação Urbana: Histórico e Aspecto de seu Desenvolvimento ..... 15 Capítulo 3 Considerações sobre Solos Tropicais e Conceito de Pavimentos de Baixo Custo ...........s . 3.1. Considerações sobre solos tropicais 19 3.2. Conceito de pavimentos de baixo custo . 23 3.3. Considerações para a utilização de Pavimentos com Solos Lateríticos.. 23 Capítulo 4 Metodologia MCT e suas Aplicações Práticas 4.1. Apresentação da metodologia MCT .... 4.2. Apresentação da metodologia MCT ..... 4.3. Aplicações práticas da Metodologia MCT Capítulo 5 Tecnologia do Uso de Solos Lateríticos em Pavimentação ................... 45 5.1. Estudos geotécnicos.............iiseeeeaaeaaaaararaaaas 5.2. Aplicações da metodologia MCT em bases de pavimentos 5.3. Imprimaduras asfálticas e revestimentos betuminosos .. 8 Douglas F. Villibor e outros Capítulo 6 Dimensionamento e Estudo Econômico de Pavimentos de Baixo Custo . 103 6.1. Dimensionamento de pavimentos de baixo custo . 103 6.2. Pavimentos de baixo custo . . 115 Capítulo 7 Fundamentos para o Uso de Bases Alternativas ............istisies 119 7.1 Introdução .......... ste aassa anna arara aaaaa aeee aaaaaaaanasaraaaaana 119 7.2 Perguntas e respostas .............cccsesetasaneranaaaaanarantaaaanaaas 119 Capítulo 8 Gestão de Manutenção de Vias Urbanas . 167 8.1 Introdução ............ . 167 8.2 Conceitos sobre Gerência de Pavimentos....................... .168 8.3 Plano de Gestão de Manutenção de Pavimentos Urbanos . 170 8.4Segmentos Experimentais..............isiseeeeeeeeerereenereaeera 182 8.5 Considerações Finais ......... sisters eeeeee sanear araras 187 Referências Bibliográficas ............... ssa 191 Sobre os Autores .................. is iiesseeeseesaaeananaaaaananenannana 195 Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas 9 Prefácio Este livro é uma reprodução de parte do trabalho técnico “Pavimentos com Solos Lateríticos e Gestão de Manutenção de Vias Urbanas”, apresentado na 102 Reunião Anual de Pavimentação Urbana da ABPv (Uberlândia - 2000). Foi suprimido o capítulo 7 original e foram feitas diversas atualizações com novas ilustrações e alguns exemplos. Além disso, foi inserido um novo capítulo, fundamental para um melhor entendimento do assunto. Esta versão não teve a participação do Engº Mauro Beligni, um dos autores do trabalho técnico referido. Para a sua concepção foram utilizados conceitos do livro “Pavimentação de Baixo Custo com Solos Lateríticos”, de autoria dos Professores Doutores Job Shuji Nogami e Douglas Fadul Villibor (1995), bem como publicações apresentadas em diversos congressos e seminários pelos autores. O avançado estágio atual dos estudos de solos tropicais para pavimentação só foi possível devido ao apoio institucional e permanente, por mais de duas décadas, do Departamento de Estradas e Rodagens do Estado de São Paulo (DER-SP) e das Escolas de Engenharia Politécnica e de São Carlos da Universidade de São Paulo (USP). Foram fundamentais, ainda, os estudos de muitos colegas, professores das referidas escolas e engenheiros do DER - SP. Em especial, do já falecido, Engº Fernando Custódio Correia, um dos precursores da pavimentação de baixo custo com solos tropicais, e do Engº Salvador de Almeida. Por suas relevantes contribuições ao desenvolvimento dos pavimentos de baixo custo, ambos são homenageados neste livro. São enfocados assuntos ligados ao desenvolvimento de uma tecnologia nacional, específica para solos lateríticos em ambientes tropicais, e suas 10 Douglas F. Villibor e outros aplicações práticas. Portanto, este trabalho tem como objetivo principal difundir, de uma maneira simplificada, a Metodologia MCT (Miniatura Compactada Tropical) em substituição às metodologias tradicionais de classificação de solos e escolha de materiais para uso em pavimentação. Outro objetivo é, também, apresentar os procedimentos construtivos e de controle tecnológico de bases executadas com solos lateríticos. Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas n Capitulo 1 Capítulo 1 Introdução O déficit de pavimentos urbanos é grande em quase todas as cidades brasileiras abrangendo desde vias principais de cidades de grande porte, até vias de circulação de distritos e conjuntos habitacionais. Citam-se no Estado de São Paulo, cidades altamente desenvolvidas como a cidade de São Paulo, com déficit de aproximadamente 20 milhões de m?, e o município de Guarulhos que, mesmo já tendo uma rede pavimentada de 2,7 milhões de m?, ainda necessita executar, pelo menos, mais 30% (800 mil m?). Em outras regiões do país, a situação, quanto ao déficit de pavimentos urbanos, é ainda mais grave. Isso demonstra, portanto, a necessidade e a importância do desenvolvimento de uma tecnologia de pavimentação que minimize os custos de implantação de pavimentos urbanos. A abordagem tradicional da pavimentação, acrescida das considerações mais recentes quanto à fadiga, tem se mostrado viável para execução dos pavimentos das vias de maior tráfego. Já para ruas de pequena intensidade de tráfego, como em conjuntos habitacionais, pequenas comunidades e bairros periféricos, a pavimentação tradicional pode, em muitos casos, ter um custo que a torna inviável. Em contraposição uma pavimentação alternativa, com o uso, por exemplo, de solos lateríticos, ou seja, pavimento de baixo custo com estrutura que admita ser reforçada no futuro, representa uma proposta muito interessante. O emprego da tecnologia de solos lateríticos em pavimentos urbanos, em regiões com ocorrência destes solos, vem crescendo nas últimas duas décadas, preponderantemente, para vias de tráfego de muito leve a médio. 1 Douglas F. Villibor e outros O interesse pelo emprego desse tipo de solo, nos últimos anos, na pavimentação urbana se deve, principalmente, ao seu baixo custo em relação aos materiais convencionalmente empregados e, também, à ocorrência de solos lateríticos em grande escala no território brasileiro. A grande maioria dos municípios de pequeno e médio porte executa pavimentos urbanos segundo a sua experiência, usando pequenas empresas, com poucos recursos para um controle tecnológico adequado e com algumas limitações quanto à execução de pavimentos diferenciados. As cidades de grande porte adotam conceitos, quanto ao dimensionamento e emprego de materiais, baseados em procedimentos tradicionais similares aos adotados em organismos rodoviários nacionais que, por sua vez, são fundamentados em normas de organismos internacionais, principalmente em normas americanas, como ASTM e AASHTO (American Society for Testing and Materials; American Association of State Highway and Transportation Officials). Segundo os princípios de dimensionamento de pavimentos norte americanos e europeus, as camadas da superestrutura do pavimento são executadas, quase que exclusivamente, com materiais pétreos devido à escassez de solos apropriados e às condições climáticas adversas — congelamento no inverno e descongelamento na primavera — mantendo o subleito com umidade superior à obtida em ensaios laboratoriais. Naqueles locais, a adoção de materiais pétreos artificiais ou naturais, com um controle rigoroso quanto ao limite de liquidez e índice de plasticidade dos finos (material que passa na peneira de abertura 0,42 mm), é justificada pela necessidade de garantir uma drenagem adequada do pavimento durante o degelo e para absorver a expansibilidade da água, durante o congelamento no inverno. No Brasil foram utilizados, até o final da década de 70, critérios similares aos desenvolvidos para países de clima frio e temperado, quanto aos procedimentos de estudo de materiais e dimensionamento de pavimentos. Os pavimentos assim projetados e executados, apesar de viáveis tecnicamente na maioria dos casos, podem acarretar custos mais elevados quando comparados com os não convencionais, que empregam camadas de solos lateríticos. Portanto, o desenvolvimento de pavimentos regionalizados e com tecnologia nacional, é de suma importância, devido à grande extensão Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas 13 Capitulo 1 territorial, aos diferentes tipos de solos que ocorrem no país, às condições climáticas típicas de ambientes tropicais, ao grande déficit de pavimentos a serem implantados e, principalmente, à falta de recursos financeiros. O objetivo desta obra é fornecer subsídios para o estudo de solos e materiais para a execução das diversas camadas de pavimentos de baixo custo com o emprego de solos lateríticos, incluindo técnicas construtivas das camadas de reforço, sub-base, base e revestimento. Para o estudo dos solos do subleito e camadas da estrutura do pavimento, serão adotados critérios de escolha e dosagem de acordo com a metodologia MCT, desenvolvida especialmente para solos tropicais. O dimensionamento da estrutura de pavimentos alternativos com o uso de solos lateríticos será baseado no método da Prefeitura Municipal de São Paulo (PMSP) para tráfego de muito leve a médio. Neste trabalho serão abordados os seguintes assuntos: - Pavimentação Urbana: Histórico e Aspectos do seu Desenvolvimento. - Considerações sobre Solos Tropicais e Conceito de Pavimentos de Baixo Custo. - Metodologia MCT e suas Aplicações Práticas. - Tecnologia do Uso de Solos Lateríticos em Pavimentação. - Dimensionamento e Estudo Econômico de Pavimentos de Baixo Custo. - Fundamentos para o Uso de Bases Alternativas. Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas 15 Cophulo2 Capítulo 2 Pavimentação Urbana: Histórico e Aspectos do seu Desenvolvimento O emprego da tecnologia de pavimentos alternativos em municípios de pequeno e médio porte, praticamente não se generalizou nas últimas décadas pelo fato de muitas das prefeituras não disporem de serviços de engenharia eficientes e das técnicas não convencionais serem pouco difundidas em âmbito nacional. A preferência pelo uso de procedimentos para a escolha de materiais e de dimensionamento de pavimentos baseados em experiências internacionais é grande no Brasil, visto que as escolas de engenharia adotam, em seus cursos, conceitos baseados principalmente em normas de organismos rodoviários norte-americanos. De maneira geral, as prefeituras vêm sempre executando pavimentos de um determinado tipo, com determinada técnica construtiva, demonstrando grande resistência à inovações, principalmente por falta de condições de adaptação tecnológica. Além dessa resistência à inovação, algumas prefeituras têm contratos previamente feitos com fornecedores de pedra britada e oferecem, consequentemente, resistência ao uso de outros materiais para a execução de bases. Nos municípios de pequeno e médio porte, normalmente, os pavimentos são construídos por pequenas empresas que têm poucas condições de 16 Douglas F. Villibor e outros adaptação à inovações tecnológicas em termos de processo construtivo e executam os pavimentos segundo sua experiência. Uma prática corrente consiste em jogar pedra britada sobre o subleito, rolar e completar o pavimento com pedra e asfalto. Já outras prefeituras com tecnologia mais apurada, constroem compactando o subleito, aplicando uma camada de pedra, uma bica corrida, ou macadame seco, e macadame betuminoso para travamento da superfície. Verifica-se que a qualidade dos serviços fica restrita ao maior ou menor cuidado quanto à escolha dos materiais, ao processo executivo e às condições de recebimento e controle dos serviços que normalmente são efetuados por profissionais que, em geral, não são engenheiros. Em muitos casos, a qualidade dos serviços fica restrita à experiência e ao zelo do encarregado da obra na condução dos serviços. Em centros urbanos maiores, o controle tecnológico das obras é mais eficiente; porém, não se utilizam adequadamente, recursos naturais disponíveis, tais como solos lateríticos para camadas de pavimentos. Este fato pode estar associado à comodidade do uso de materiais pétreos, em função de alguns interesses econômicos. O emprego de materiais pétreos é, entretanto, uma solução onerosa para vias urbanas de tráfego muito leve ou leve. Além do mencionado anteriormente, deve-se lembrar que é sempre mais fácil a justificativa do emprego de materiais cujo desempenho é garantido por normas e recomendações internacionais. Outro fato a ser considerado é o medo de reação contrária, por parte dos usuários e moradores, quando do emprego de outros materiais para a execução de pavimentos, porque eles poderiam ter a falsa impressão que os serviços não serão de boa qualidade. As estruturas de pavimentos utilizadas em países de clima frio e temperado, se adotadas para vias urbanas em clima tropical, seriam superdimensionadas em função do menor tráfego atuante, das diferentes condições ambientais e do tipo de solo do subleito. Levando-se em consideração a extensão do território brasileiro, o grande déficit de pavimentos e a pouca disponibilidade de material pétreo em algumas regiões, torna-se imprescindível a utilização de materiais locais. Como solução alternativa foram empregadas, durante algumas décadas, bases de solo- Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas 7 Copfulo2 cimento que são de elevado custo, para a realidade econômica brasileira. A falta de recursos financeiros associada à necessidade de implantação rápida e em grande escala de rodovias e pavimentos urbanos, levaram à busca de novas alternativas visando a uma considerável redução nos custos dos pavimentos. O melhor aproveitamento de solos locais em pavimentação aconteceu no Estado de São Paulo nos anos 50, quando foram constatados valores de capacidade de suporte (CBR) extremamente elevados para variedades argilo-arenosas e argilas. Esta observação estimulou o emprego de solos locais para as camadas de reforço, do subleito e sub-base. O comportamento altamente satisfatório destes pavimentos, levou à adoção daqueles materiais para bases de pavimentos, sendo executados gradativamente segmentos experimentais em rodovias e, no final da década de 60, em vias urbanas. Sobre a camada de base executada com solos locais, foram utilizados revestimentos delgados do tipo macadame betuminoso selado, na espessura de 4,0 cm, e tratamentos superficiais, reduzindo consideravelmente os custos de implantação. O desempenho do pavimento em vias urbanas tem sido plenamente satisfatório, apesar de envolver materiais e espessuras considerados inadequados pelos procedimentos tradicionais. No início da década de 70, diante do bom desempenho de bases executadas com solos locais, houve um incremento no emprego da tecnologia de pavimentação de baixo custo, por meio de um programa de estradas vicinais desenvolvido pelo DER/SP. Os solos locais utilizados para bases de pavimentos, muito frequentes em grande parte do interior do Estado de São Paulo, são solos arenosos lateríticos de granulação fina, denominados Solos Arenosos Finos Lateríticos (SAFL). O programa de estradas vicinais do DER/SP permitiu a observação in situ do desempenho destes pavimentos. Ao longo de alguns anos forneceu dados tecnológicos importantes para o desenvolvimento de uma tecnologia voltada para o emprego de solos tropicais, utilizando-se ensaios convencionais. As técnicas empregadas foram aprimoradas com o passar do tempo e resultaram na atual metodologia MCT, que já se encontra implantada em vários órgãos rodoviários e prefeituras. 18 Douglas F. Villibor e outros Atualmente, mais de 50 cidades paulistas e algumas cidades de outros Estados (Bahia, Paraná, Goiás, Mato Grosso do Sul e Acre), têm utilizado esta tecnologia de pavimentação urbana de baixo custo. Estima- se em mais de 15 milhões de metros quadrados de pavimentos urbanos e em aproximadamente 20 mil quilômetros de rodovias vicinais, em todo o território nacional, construídos com bases de solos lateríticos. A figura 1 apresenta a malha viária e os principais centros urbanos no Estado de São Paulo, que utilizam pavimentos com bases de SAFL. ESTRADAS VICINAIS COls EASE EAFL > NO ESTADO DE SÃO PAULO FIGURA 1: Malha Viária e os principais Centros Urbanos do Estado de São Paulo com Pavimentos Utilizando Bases de SAFL. Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas 19 Capítulo 3 Capítulo 3 Considerações sobre Solos Tropicais e Conceito de Pavimentos de Baixo Custo 3.1 Considerações Sobre Solos Tropicais Os solos das regiões tropicais apresentam uma série de peculiaridades decorrentes das condições ambientais sendo, portanto, necessário se conceituar os solos de Peculiaridades Tropicais, ou seja, os tipos genéticos de solos encontrados em regiões tropicais. Os seguintes solos são encontrados em regiões tropicais: lateríticos, saprolíticos e transportados. A figura 2 ilustra um perfil esquemático da ocorrência destes tipos de solos. SOLOS NEACÊNICOS CTTRCIARIOS: RN A E BOLOS TRANSPORTADOS HOLOCÊNICOS FIGURA 2: Perfil Esquemático de Ocorrência de Solos em Ambiente Tropical 20 Douglas F. Villibor e outros 3.1.1 Conceituação dos Solos Encontrados em Regiões Tropicais Solos são materiais naturais não consolidados, isto é, constituídos de grãos separáveis por processos mecânicos e hidráulicos, de fácil dispersão em água, e que podem ser escavados com equipamentos comuns de terraplenagem (pá carregadeira, motoescavotransportadora etc.). Geralmente, os materiais constituintes da parte superficial da crosta terrestre e que não se enquadram na condição de solo, são considerados rochas, mesmo que isso contrarie as conceituações adotadas em geologia e em pedologia. O solo pode, também, apresentar-se como estrutura natural ou artificial. Terá estrutura artificial quando transportado e/ou compactado mecanicamente, em aterros, barragens de terra, reforços do subleito de pavimentos etc. Dentro da classificação dos solos, aqueles que apresentam propriedades peculiares e de comportamento, são denominados de solos tropicais em decorrência da atuação de processo geológico e/ou pedológico típicos das regiões tropicais úmidas. Dentre os solos tropicais destacam-se duas grandes classes: os solos lateríticos e os solos saprolíticos. Os solos lateríticos (later, do latim: tijolo) são solos superficiais, típicos das partes bem drenadas das regiões tropicais úmidas, resultantes de uma transformação da parte superior do subsolo pela atuação do intemperismo, por processo denominado laterização. Várias peculiaridades associam-se ao processo de laterização sendo, as mais importantes do ponto de vista tecnológico, o enriquecimento no solo de óxidos hidratados de ferro e/ou alumínio e a permanência da caulinita como argilo-mineral predominante e quase sempre exclusivo. Estes minerais conferem aos solos de comportamento laterítico coloração típica: vermelho, amarelo, marrom e alaranjado. Os solos saprolíticos (sapro, do grego: podre) são aqueles que resultam da decomposição e/ou desagregação in situ da rocha matriz pela ação das intempéries (chuvas, insolação, geadas) e mantêm, de maneira nítida, a estrutura da rocha que lhe deu origem. São genuinamente residuais, isto é, derivam de uma rocha matriz, e as partículas que o constituem permanecem no mesmo lugar em que se encontravam em estado pétreo. Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas a Capítulo 3 Os solos saprolíticos constituem, portanto, a parte subjacente à camada de solo superficial laterítico (ou, eventualmente, de outro tipo de solo) aparecendo, na superfície do terreno, somente por causa de obras executadas pelo homem ou erosões. Estes solos são mais heterogêneos e constituídos por uma mineralogia complexa contendo minerais ainda em fase de decomposição. São designados também de solos residuais jovens, em contraste com os solos superficiais lateríticos, maduros. Uma feição muito comum no horizonte superficial, ou no seu limite, é a presença de uma linha de seixos de espessuras variáveis (desde alguns centímetros até 1,5 m), delimitando o horizonte laterítico do saprolítico. As figuras 3 e 4 ilustram a ocorrência de solos lateríticos e saprolíticos. Micro-estrutura do Solo Laterítico Solo Saprolítico Micro-estrutura do Solo Saprolítico FIGURA 3: Corte Rodoviário, com Camada Laterítica Sobrejacente a uma Camada Saprolítica de Origem Sedimentar, com as Correspondentes Microfábricas as Douglas F. Villibor e outros FIGURA 4: Perfil de Solo Saprolítico de Folhelho A figura 4 ilustra a ocorrência de um perfil de Solo Saprolítico em um corte rodoviário. BRASÍLIA RIO DE cn = JANEIRO me ne são rato: = | comportamento Larenírico RBRNQUANA: SOLOS ARGILOSOS DE Eae COMPORTAMENTO LATERÍTICO FIGURA 5: Ocorrência de Solos de Comportamento Laterítico no Território Brasileiro Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas as Copítulo 3 3.2 Conceito de Pavimentos de Baixo Custo Um pavimento é considerado do tipo Baixo Custo, quando: - Utiliza bases constituídas de solos locais in natura, ou em misturas, com custos substancialmente inferiores às bases convencionais tais como: brita graduada, solo-cimento, macadame hidráulico ou macadame betuminoso; - Utiliza revestimento betuminoso esbelto do tipo tratamento superficial ou concreto betuminoso usinado a quente, com espessura de, no máximo, 3,0 cm; - É dimensionado para atender os tráfegos: - Urbano, de muito leve a leve, de acordo com a classificação de vias apresentada no Capítulo 6; - Rodoviário, com VDM inferior a 1500 veículos, com no máximo 30% de veículos comerciais, e com N < 5 x 10º solicitações do eixo simples padrão de 80 kN -> sistema SI. Nos pavimentos rodoviários há experiências com volumes superiores ao máximo especificado; no entanto, o uso dessas bases para rodovias de tráfego pesado somente poderá ser recomendado a partir dos resultados das pistas experimentais (faixas adicionais), já implantadas em alguns sub- trechos de rodovias paulistas. 3.3 Considerações para a Utilização de Pavimentos com Solos Lateríticos A condição para o uso de solos lateríticos de granulação fina como material para bases in natura, ou com misturas com agregados, é a sua ocorrência em área próxima às obras e condições ambientais adequadas. Segundo dados geológicos, pedológicos e climáticos disponíveis, essa condição ocorre em regiões de quase todos os estados brasileiros, conforme indicado na figura 5. A grande maioria dos pavimentos executados com bases de solos lateríticos apresenta comportamento altamente satisfatório e localizam-se em regiões com os seguintes tipos climáticos, segundo Kôppen: au Douglas F. Villibor e outros - Cwa (quente com inverno seco). - AW (tropical com inverno seco). - Cwb (temperado com inverno seco). A precipitação pluviométrica anual nestas regiões situa-se entre 1000 e 1800 mm, com temperatura média anual superior a 20 º C. Algumas vias urbanas foram executadas com sucesso em regiões de clima equatorial com volume anual de chuvas superior a 2000 mm, por exemplo, na pavimentação de vias da cidade de Rio Branco - AC. Nesse caso, o pavimento acha-se confinado por guias e sarjetas e com revestimento constituído por concreto betuminoso usinado a quente executado sobre uma camada de proteção anticravamento de tratamento superficial simples. Para o emprego de solos lateríticos em pavimentos urbanos, tanto o projeto geométrico quanto o de drenagem devem atender às características técnicas apresentadas a seguir: - Obrigatoriedade de execução de guias e sarjetas. - Perfil longitudinal com declividade mínima de 1% e máxima de 8%. - Seção transversal com declividade entre 3 a 4%. - Exigência de execução do passeio, preferencialmente com revestimento em concreto, para evitar infiltração d'água por trás das guias e sarjetas. - Execução de um sistema eficiente de captação de águas pluviais e servidas, evitando o acúmulo de água em pontos baixos. - Execução de drenagem profunda para rebaixamento do lençol freático a, pelo menos, 1,50 m em relação à cota final de terraplenagem (CFT). Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas as Coptulo 4 Capítulo 4 Metodologia MCT e Suas Aplicações Práticas 4.1 Considerações Iniciais A metodologia tradicional apresenta uma série de limitações e deficiências para o estudo do uso de solos na pavimentação, desde os aspectos de classificação geotécnicas de solos até os critérios de escolha e dosagem de materiais para o emprego em bases. Duas classificações tradicionais têm sido mais usadas para obras viárias: a HRB (Highway Research Board) - AASHTO (também adotada pela ASTM) e a USCS (“Unified Soil Classification System”). Estas classificações consideram fundamentais a granulometria, o limite de liquidez (LL) e o índice de plasticidade (IP). A classificação de solos HRB-AASHTO é a mais utilizada no meio rodoviário; porém classifica e hierarquiza os solos tropicais de maneira inapropriada. Assim, os solos que se classificam no grupo A-7-5, quando adequadamente compactados, podem se comportar como um ótimo subleito, caso laterítico, ou um péssimo subleito, caso saprolítico (baixa capacidade de suporte elevada resiliência e elevada expansão). Outro exemplo são os solos do grupo A-4 com comportamento laterítico, utilizados com sucesso em bases de pavimentos. Em contrapartida, ocorrem frequentemente muitos solos saprolíticos do mesmo grupo, que constituem péssimos subleitos. Na condição ótima de compactação da energia normal, eles 26 Douglas F. Villibor e outros podem apresentar um valor de CBR da ordem de 3%, quando saprolíticos e podem atingir valores de CBR superior a 30% (na mesma condição de compactação) e superior a 80% na energia intermediária, quando lateríticos. Tendo em vista, entre outras, as dificuldades e deficiências apontadas no uso das classificações tradicionais desenvolvidas para solos de clima frio e temperado, quando empregadas em solos de ambientes tropicais, Nogami e Villibor desenvolveram uma metodologia designada MCT, específica para solos compactados tropicais. A mesma baseia-se numa série de ensaios e procedimentos cujos resultados reproduzem as condições reais de camadas compactadas de solos tropicais, quando usadas em pavimentos, através das propriedades geotécnicas que espelham o comportamento in situ dessas camadas. A metodologia, desenvolvida por Nogami e Villibor a partir da década de 70, deve-se principalmente aos seguintes fatores: - Limitações dos procedimentos tradicionais para caracterizar e classificar os solos com base na granulometria e limites físicos (LL e IP). Tais índices são incapazes e insuficientes para distinguir os principais tipos de solos tropicais, de propriedades diversas, conhecidos como lateríticos e saprolíticos, inadequadamente designados em outros países, de “residuais”; - Constatação experimental do bom desempenho de bases constituídas por solos lateríticos de granulação fina e por solo agregado com grande porcentagem de finos (passando, quase que integralmente na peneira de 0,42 mm de abertura), apesar de serem considerados inapropriados para base de pavimentos pelas sistemáticas tradicionais. 4.2 Apresentação da Metodologia MCT A designação MCT (Miniatura Compactado Tropical) é proveniente da utilização, nos ensaios, de corpos de prova de dimensões reduzidas (corpos de prova com 50 mm de diâmetro) em solos tropicais compactados. Esta Metodologia abrange dois grupos de ensaios a saber: - Mini-CBR e associados; - Mini-MCV e associados. Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas 27 Coptulo 4 A partir dos ensaios de Mini-CBR e associados, pode-se obter as características dos solos apropriados para bases de pavimentos. Geralmente após a compactação dos corpos de prova, determina-se uma série de propriedades, tais como: capacidade de suporte (Mini-CBR), expansão, contração, infiltrabilidade, permeabilidade, etc. Os ensaios Mini-MCV e associados fornecem parâmetros para a determinação dos coeficientes c'e e” que, por sua vez, permitem a classificação dos solos de acordo com a metodologia MCT, além de permitirem a determinação de todas as propriedades referidas nos ensaios Mini-CBR e associados. As propriedades obtidas com uso do grupo de ensaios Mini-CBR e associados são determinadas em corpos de prova compactados com energia constante (normal ou intermediária), para vários teores de umidade. Com relação ao grupo de ensaios Mini-MCV e associados, com exceção do ensaio de perda de massa por imersão, as demais propriedades são obtidas na Massa Específica Aparente sua máxima (MEAS, ..) para vários teores de umidade (variação da energia de compactação). O fluxograma 1 ilustra os diferentes grupos de ensaios da Metodologia MCT. METODOLOGIA MCT GRUPO DEENSAIOS GRUPO DEENSAIOS GRUPO DE ENSAIOS. Mini-CBR e MinkCve Ensaios Associados Associados in situ ENSAODE ENSAIO DE (ComPACTAÇÃO COMPACTAÇÃO Mini-CBR Mini-CBR Miniicy com Controlede MiniProctor MiniMCy Penetrômeno Convencional Umidade ENSAIO DE PERDA DE MASSA POR IMERSÃO —— ENSAIOS ASSOCIADOS. Capacidade de Suporte Mini-CBR, Expansão, Contração Infitabilidade, Permeabilidade Penetração de Imprimadura FLUXOGRAMA 01: Grupos de Ensaios da Metodologia MCT
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