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Manual de Pavimentação

EQUIPE TÉCNICA (ENGESUR LTDA) Engº Albino Pereira Martins (Responsável Técnico) Engº Francisco José Robalinho de Barros (Responsável Técnico) Eng° José Luiz Mattos de Britto Pereira (Coordenador) Eng° Zomar Antonio Trinta (Supervisor)

COMISSÃO DE SUPERVISÃO (IPR) Eng° Gabriel de Lucena Stuckert (DNIT / DPP / IPR) Eng° Mirandir Dias da Silva (DNIT / DPP / IPR)

COLABORADORES TÉCNICOS Engº Salomão Pinto (DNIT / DPP / IPR) Eng° Jorge Bastos Costa (SISCON) Eng° Diêgo Pereira (SISCON)

2ª EDIÇÃO ? Rio de Janeiro, 1996 CONSULTORES RESPONSÁVEIS Engº Salomão Pinto Engº Ernesto Preussler Engº Clauber Santos Campello Engº Henrique Aléxis Ernesto Sanna

COMISSÃO DE REVISÃO TÉCNICA Engº Sílvio Figueiredo Mourão (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) Engº Abner Ávila Ramos (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) Engº Alberto Costa Mattos (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) Engº Jorge Nicolau Pedro (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) Engº Celito Manuel Brugnara (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) Engº Gervásio Rateke (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem) Engº Henrique Wainer (Associação Brasileira de Normas Técnicas) Eng° João Menescal Fabrício (Consultor) Tec° Felipe de Oliveira Martins (Técnico em Informática) Tec° Alexandre Martins Ramos (Técnico em Informática) Tec° Célia de Lima Moraes Rosa (Técnica em Informática)

Eng° José Carlos Martins Barbosa (DNIT / DPP / IPR) Eng° Elias Salomão Nigri (DNIT / DPP / IPR)

Eng° Fernando Wickert (BIDIM) Bibl. Tânia Bral Mendes (DNIT / DPP / IPR) Bibl. Heloisa Maria Moreira Monnerat (DNIT / DPP / IPR)

Engº Régis Martins Rodrigues Engº João Menescal Fabrício Engº Alayr Malta Falcão Engº Arjuna Sierra

Engº Guioberto Vieira Rezende (Associação Brasileira de Normas Técnicas) Engº Paulo José Guedes Pereira (Associação Brasileira de Normas Técnicas) Engº Galileo Antenor de Araújo (Associação Brasileira de Normas Técnicas) Engº Reynaldo Lobianco (Associação Brasileira de Normas Técnicas) Engº Belmiro Pereira Tavares Ferreira (Associação Brasileira de Normas Técnicas) Econ. Nilza Mizutani (Associação Brasileira de Normas Técnicas)

Brasil. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Manual de pavimentação. 3.ed. ? Rio de Janeiro, 274p. (IPR. Publ., 719).

MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E PESQUISA COORDENAÇÃO GERAL DE ESTUDOS E PESQUISA INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS

MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E PESQUISA COORDENAÇÃO GERAL DE ESTUDOS E PESQUISA INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS Rodovia Presidente Dutra, Km 163, Vigário Geral, Rio de Janeiro, 21240-000, RJ Tel/Fax: (21) 3371-5888 E-mail.: ipr@dnit.gov.br TÍTULO: MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO Primeira Edição: 1960 Segunda Edição: 1996

Revisão: DNIT / Engesur Contrato: DNIT / Engesur PG ? 157/2001-00 Aprovado pela Diretoria Colegiada do DNIT em 28/03/2006.

APRESENTAÇÃO O Instituto de Pesquisas Rodoviárias ? IPR, do Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes ? DNIT, dando prosseguimento ao Programa de Revisão e Atualização de Normas e Manuais Técnicos, apresenta à comunidade rodoviária a terceira edição do seu As obras de pavimentação rodoviária cresceram notadamente a partir dos anos 50, quando, em função de iniciativas de técnicos do antigo DNER, houve maciça transferência de tecnologia dos Estados Unidos da América. Essa transferência, por sua vez, levou à necessidade de normatizar e uniformizar as especificações de serviços e as técnicas de construção, dando origem, em 1960, ao Manual de Pavimentação, em sua Graças a intensivos programas de pavimentação em exercícios subseqüentes, o Manual foi amplamente utilizado, ajudando mesmo no estabelecimento de um setor de empresas A segunda edição ocorreu em 1996, ainda sob a coordenação do IPR/DNER, Passados praticamente dez anos dessa segunda edição, a presente atualização da publicação de 1996, ou seja, a terceira edição do Manual de Pavimentação, se respalda também no atendimento à resolução contida na Portaria no 166 ? DG/DNIT, de 03/02/2002, que impõe a adoção do chamado Padrão DNIT, configurado pelas Normas DNIT 001/2002 ? PRO: Elaboração e apresentação de normas do DNIT e DNIT 002/2002 Nessas condições, a presente terceira edição promoveu ajustamentos nos textos, nas figuras e nos quadros, bem como uma reordenação de diversos trechos que compunham o Manual, resultando num aprimoramento geral da forma e numa ênfase e num detalhamento de certas questões, sem, contudo, acarretar modificações conceituais Ciente da importância da presente obra e do interesse geral em mantê-la sempre em sintonia com o desenvolvimento das tecnologias de pavimentação, o IPR/DNIT acolhe quaisquer comentários, observações e críticas pertinentes de leitores e especialistas, que poderão subsidiar uma futura re-edição, tão breve quanto ela se revelar necessária.

Figura 1 Perfil resultante da decomposição das rochas ......................................... 18

Figura 2 Local de solos transportados ..................................................................... 19

Figura 3 As bases sucessivas de construção de rodovias na baixada .................... 21

Figura 4 Depósito de tálus ....................................................................................... 22

Figura 5 Índices físicos ............................................................................................ 26

Figura 6 Correlação entre os diversos índices físicos ............................................. 28

Figura 7 Resistência ao cisalhamento ..................................................................... 30

Figura 8 Dimensões das partículas ......................................................................... 33

Figura 9 Prensa para índice de Suporte Califórnia .................................................. 39

Figura 10 Curva pressão-penetração ........................................................................ 40

Figura 11 Curvas de massa específica ? umidade e CBR - umidade........................ 40

Figura 12 Gráfico de compactação ............................................................................ 42

Figura 13 Curvas de compactação para diferentes energias..................................... 43

Figura 14 Evolução de um solo compactado ao sofrer o efeito do tráfego ................ 47

Figura 15 Variação do módulo resiliente com a tensão-desvio.................................. 53

Figura 16 Esquema do equipamento para ensaios triaxiais dinâmicos ..................... 54

Figura 17 Gráfico de plasticidade .............................................................................. 60

Figura 18 Método auxiliar de identificação de plasticidade em laboratório ................ 61

Figura 19 Ábaco para classificação MCT .................................................................. 68

Figura 20 Classificação resiliente de solos granulares .............................................. 70

Figura 21 Classificação resiliente de solos finos ....................................................... 73

Figura 22 Variação da relação módulo CBR com classificação MCT ........................ 77

Figura 23 Gráfico CBR versus porcentagem de argila .............................................. 78

FIgura 24 Curva de granulometria de agregados ...................................................... 80

Figura 25 Curva de distribuição granulométrica ........................................................ 81

Figura 26 Classificação das bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas .................. 96

Figura 27 Classificação dos revestimentos................................................................ 98

Figura 28 Esquema da seção transversal do pavimento ........................................... 106

Figura 29 Raio de curva circular ................................................................................ 108

Figura 30 Determinação do LC .................................................................................. 109

Figura 31 Curva de transição..................................................................................... 114

Figura 32 Superelevação ........................................................................................... 117

Figura 33 Esquema de superelevação ...................................................................... 117

Figura 34 Croqui da marcação da nota (Trecho em tangente) .................................. 122

Figura 35 Croqui da marcação da nota (Trecho em curva) ....................................... 123

Figura 36 Convenção para representação dos materiais .......................................... 133

Figura 37 Perfil longitudinal com indicação dos grupos de solos............................... 134

Figura 38 Esquema de sondagem para prospecção de materiais............................. 135

Figura 39 Análise estatística dos resultados de sondagens ...................................... 139

Figura 40 Planta de situação das ocorrências ........................................................... 140

Figura 41 Perfis de sondagens típicas....................................................................... 141

Figura 42 Fatores de equivalência de operação ........................................................ 144

Figura 43 Determinação de espessuras do pavimento.............................................. 149

Figura 44 Dimensionamento do pavimento ............................................................... 149

Figura 45 Distribuição de tensões no ensaio com FWD ............................................ 153

Figura 46 Fases do trincamento ................................................................................ 155

Figura 47 Pavimento invertido ................................................................................... 157

áreas de contribuição ................................................................................ 161

Figura 49 Nomograma para solução da equação de Manning .................................. 163

Figura 50 ?Impluvium? correspondente à largura do acostamento............................. 164

Figura 52 Drenos profundos em corte ....................................................................... 167

Figura 53 Alguns tipos de drenos utilizados em projetos de rodovias ....................... 167

Figura 54 Curvas granulométricas ............................................................................. 169

Figura 55 Trecho em curva (Contribuição de toda a plataforma)............................... 170

(CAP 25 m3/h)............................................................................................ 202

(CAP 50 m3/h)............................................................................................ 203

(CAP 100 m3/h).......................................................................................... 204

Figura 59 Representação do alimentador frio ............................................................ 206

Figura 60 Posições da chapa oscilante ..................................................................... 206

Figura 61 Relações: abertura e vazão do agregado .................................................. 207

Figura 62 Secador - corte A ? A ............................................................................... 208

Figura 63 Usina com três silos frios e dois silos quentes .......................................... 214

Figura 64 Agregado do secador para silos quentes .................................................. 216

Figura 65 Folha de ensaio ......................................................................................... 217

Figura 66 Determinação dos valores mímimos para aceitação de produtos ............. 237

Tabela 1 Decomposição de rochas .......................................................................... 17

Tabela 2 Granulometria ............................................................................................ 32

Tabela 4 Classificação dos solos (Transportation Research Board) ........................ 56

Tabela 5 Sistema unificado de classificação de solos .............................................. 59

Tabela 6 Escala granulométrica utilizada pelos SUCS............................................. 62

Tabela 7 Terminologia usada no SUCS ................................................................... 62

Tabela 8 Grupo de solos .......................................................................................... 63

Tabela 9 Classicação MCT....................................................................................... 69

Tabela 10 Classificação dos solos finos (Método indireto) ......................................... 72

Tabela 11 Interrelações entre a classificação TRB e a unificada .............................. 74

Tabela 12 Interrelações entre a classificação unificada e TRB .................................. 74

Tabela 13 Valores prováveis de CBR para os grupos de SUCS ................................ 75

Tabela 14 Valores prováveis de CRB para grupos de classificação TRB .................. 75

Tabela 15 Interrelação entre a classificação MCT e a resiliente ................................ 75

Tabela 16 Relação módulo ? CBR ............................................................................. 77

Tabela 17 Parâmetros da composição da cal hidráulica ............................................ 84

Tabela 18 Resistência à compressão......................................................................... 85

construídas ................................................................................................ 110

Tabela 20 Estradas de classe II e III ? comprimento de transição ............................. 111

Tabela 21 Valores para super largura ........................................................................ 113

Tabela 22 Determinação da distância em curvas de PI inacessível........................... 115

Tabela 23 Valores de superelevação ......................................................................... 116

Tabela 24 Caderneta ?tipo (Exemplo) ........................................................................ 121

Tabela 25 Boletim de sondagem ................................................................................ 127

Tabela 26 Resumo dos resultados dos ensaios ......................................................... 130

Tabela 27 Perfil longitudinal dos solos ....................................................................... 132

Tabela 28 Granulometria dos materiais ...................................................................... 136

Tabela 29 Granulometria para bases granular ........................................................... 143

Tabela 30 Determinação do fator de operações......................................................... 145

Tabela 31 Coeficientes de equivalência estrutural ..................................................... 146

Tabela 32 Espessura mínima de revestimento betuminoso ....................................... 147

Tabela 33 Coeficientes de escoamento usuais em rodovias ...................................... 162

Tabela 34 Coeficientes de rugosidade (Manning) ...................................................... 163

Tabela 35 Requisitos básicos das mantas geotêxteis ................................................ 168

licenciamento ............................................................................................. 181

Tabela 37 Matriz de correlação de impactos ambientais de obras rodoviárias .......... 183

Tabela 39 Avaliação de impactos ambientais de obras rodoviárias .......................... 185

Tabela 40 Avaliação de impactos ambientais em operações rodoviárias .................. 187

Tabela 41 Definição dos valores das aberturas dos silos........................................... 205

Tabela 42 Massas acumuladas em t. min .................................................................. 217

Tabela 43 Equipamentos utilizados ............................................................................ 225

Tabela 44 Produção dos equipamentos ..................................................................... 229

Tabela 45 Determinação da probabilidade de ocorrência de z................................... 235

Tabela 46 Escala salarial de mão-de-obra ................................................................. 259

Tabela 47 Pesquisa de mercado ? materiais.............................................................. 260

Tabela 48 Pesquisa de mercado ? equipamentos...................................................... 261

Tabela 49 Custo horário de utilização de equipamentos ............................................ 263

Tabela 50 Produção de equipamentos ....................................................................... 266

Tabela 51 Fluxograma da composição dos custos unitários ...................................... 268

Tabela 52 Custo horário de equipamento .................................................................. 270

APRESENTAÇÃO .......................................................................................................... 3

LISTA DE ILUSTRAÇÕES.............................................................................................. 7

1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 11

2 MATERIAIS INCORPORADOS AS OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO ....................... 15

2.1. Materiais Terrosos ......................................................................................... 17

2.2. Materiais Pétreos ........................................................................................... 79

2.3. Materiais Diversos ......................................................................................... 84

3 MODALIDADES E CONSTITUIÇÃO DE PAVIMENTOS ....................................... 93

3.1. Generalidades................................................................................................ 95

3.2. Classificação dos Pavimentos ....................................................................... 95

3.3. Bases e Sub-Bases Flexíveis e Semi-Rígidos ............................................... 95

3.4. Bases e Sub-Bases Rígidas .......................................................................... 97

3.5. Revestimentos ............................................................................................... 98

4 PROJETO DE ENGENHARIA RODOVIÁRIA ........................................................ 101

4.1. Considerações Gerais ................................................................................... 103

4.2. Projeto Geométrico ........................................................................................ 105

4.3. Projeto de Pavimentação ............................................................................... 124

4.4. Projeto de Drenagem ..................................................................................... 158

5 INTERFERÊNCIAS COM O MEIO AMBIENTE...................................................... 173

5.1. Generalidades................................................................................................ 175

5.2. Estudos de Impacto Ambiental ...................................................................... 176

5.3. Procedimentos Administrativos da AIA .......................................................... 177

5.4. Impactos Ambientais de Obras Rodoviárias .................................................. 180

6 CANTEIRO DE SERVIÇOS E INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS .............................. 189

6.1. Canteiro de Serviços...................................................................................... 191

6.2. Instalações de Pedreira e Esquemas de Britagem ........................................ 194

6.3. Exploração de Pedreira ................................................................................. 198

6.4. Usinas de Asfalto ........................................................................................... 205

6.5. Usina de Solos ............................................................................................... 220

7 EQUIPAMENTOS .................................................................................................. 223

7.3. Operação do Equipamento ............................................................................ 227

7.4. Produção dos Equipamentos ......................................................................... 227

7.5. Constituição das Equipes .............................................................................. 228

8 CONTROLE DA QUALIDADE ............................................................................... 231

8.1. Considerações Gerais ................................................................................... 233

8.2. Análise Estatística.......................................................................................... 233

9 RECEBIMENTO E ACEITAÇÃO DE OBRAS......................................................... 239

9.1. Introdução ...................................................................................................... 241

9.2. Recebimento da Obra .................................................................................... 241

10 MANUTENÇÃO DO PAVIMENTO ......................................................................... 243

10.1. Considerações Iniciais ................................................................................... 245

11 ESTIMATIVA DE CUSTOS DAS OBRAS .............................................................. 257

11.1. Estudo Preliminar........................................................................................... 259

11.2. Pesquisa de Mercado .................................................................................... 259

11.3. Custos Diretos e Custos Indiretos.................................................................. 262

11.4. Produção das Equipes ................................................................................... 264

11.5. Custo dos Transportes................................................................................... 265

11.6. Fluxograma Geral .......................................................................................... 267

11.7. Custos Unitários de Serviços ......................................................................... 270

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................................... 271

Manual de Pavimentação 11

Manual de Pavimentação 13 1 INTRODUÇÃO A pavimentação rodoviária no Brasil já foi objeto de estudos e práticas de construção desde longa data, quando experientes técnicos do então DNER formularam normas e procedimentos que se tornaram, com suas sucessivas atualizações, o estado da arte na A partir dos anos 50, as técnicas de pavimentação tiveram um grande desenvolvimento graças ao intercâmbio entre Brasil e Estados Unidos nessa área. A conseqüência foi a necessidade de uniformizar e normalizar as especificações de serviço e as técnicas de construção, o que, em função do esforço coletivo de técnicos do DNER, deu origem à A segunda edição do Manual foi lançada em 1996, incorporando todo o progresso tecnológico acumulado durante o período, incluindo modificações nos materiais, nos Essa segunda edição foi objeto de revisão e atualização, resultando na presente e terceira edição, ocorrida já no âmbito do DNIT, que também foi motivada pela necessidade de ajustar o Manual ao padrão DNIT e de promover mudanças no formato e na ordenação dos capítulos, sem acarretar substanciais modificações conceituais. Assim, observam-se entre o Manual de Pavimentação do DNER (2a edição) e o Manual de Pavimentação do DNIT (3a edição) as seguintes modificações básicas, partindo das mais gerais para as mais específicas: c) Reajustes na montagem de figuras e tabelas, incluindo elementos técnicos adicionais, e) Eliminação do Capítulo 2 ? Normas e Documentos de Consulta e sua conseqüente g) Incorporação ao item 4.3 do Capítulo 4 ? Projeto de Engenharia Rodoviária do tema h) Introdução dos novos conceitos de Projeto Básico e Projeto Executivo de Engenharia no item 4.1 do Capítulo 4 ? Projeto de Engenharia Rodoviária, em substituição aos conceitos de anteprojeto e projeto, constantes do antigo Capítulo 7. i) Exclusão de referência à Reciclagem do Pavimento, tema que vai constar, com mais propriedade, do Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, atualmente em É de ressaltar que o presente Manual é um documento de caráter orientador no âmbito da Engenharia Rodoviária, relacionada com a área de pavimentos asfálticos.

Manual de Pavimentação 15

Manual de Pavimentação 17 2 MATERIAIS INCORPORADOS ÀS OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO 2.1 MATERIAIS TERROSOS 2.1.1 INTRODUÇÃO Solo, do latim solum, o material da crosta terrestre, não consolidado, que ordinariamente se distingue das rochas, de cuja decomposição em geral provêm, por serem suas partículas desagregáveis pela simples agitação dentro da água [Holanda, A. Buarque de]. Geologicamente, define-se solo como o material resultante da decomposição das rochas No âmbito da engenharia rodoviária, considera-se solo todo tipo de material orgânico ou inorgânico, inconsolidado ou parcialmente cimentado, encontrado na superfície da terra. Em outras palavras, considera-se como solo qualquer material que possa ser escavado com pá, picareta, escavadeiras, etc., sem necessidade de explosivos.

2.1.2 ORIGEM DOS SOLOS Com base na origem dos seus constituintes, os solos podem ser divididos em dois grandes grupos: solo residual, se os produtos da rocha intemperizada permanecem ainda no local em que se deu a transformação; solo transportado, quando os produtos de alteração foram transportados por um agente qualquer, para local diferente ao da transformação.

2.1.2.1 SOLOS RESIDUAIS Os solos residuais são bastante comuns no Brasil, principalmente na região Centro-Sul, Todos os tipos de rocha formam solo residual. Sua composição depende do tipo e da composição mineralógica da rocha original que lhe deu origem. Por exemplo, a decomposição de basaltos forma um solo típico conhecido como terra-roxa, de cor marrom-chocolate e composição argilo-arenosa. Já a desintegração e a decomposição de arenitos ou quartzitos irão formar solos arenosos constituídos de quartzo. Rochas metamórficas do tipo filito (constituído de micas) irão formar um solo de composição argilosa e bastante plástico. A Tabela 1 abaixo apresenta alguns exemplos.

Tabela 1 - Decomposição de rochas Tipo de rocha Composição mineral Tipo de solo Composição basalto plagioclásio piroxênios argiloso (pouca areia) argila quartzito quartzo arenoso quartzo filitos micas (sericita) argiloso argila

Manual de Pavimentação 18 Tipo de rocha Composição mineral Tipo de solo Composição granito quartzo feldspato mica areno-argiloso (micáceo) quartzo e argila (micáceo) calcário calcita argila Não existe um contato ou limite direto e brusco entre o solo e a rocha que o originou. A passagem entre eles é gradativa e permite a separação de pelo menos duas faixas distintas; aquela logo abaixo do solo propriamente dito, que é chamada de solo de alteração de rocha, e uma outra acima da rocha, chamada de rocha alterada ou rocha decomposta (Figura 1).

Figura 1 - Perfil resultante da decomposição das rochas A SOLO RESIDUAL B SOLO DE ALTERAÇÃO DE ROCHA C ROCHA ALTERADA D ROCHA SÃ O solo residual é subdividido em maduro e jovem, segundo o grau de decomposição dos O solo residual é um material que não mostra nenhuma relação com a rocha que lhe deu origem. Não se consegue observar restos da estrutura da rocha nem de seus minerais. O solo de alteração de rocha já mostra alguns elementos da rocha-matriz, como linhas A rocha alterada é um material que lembra a rocha no aspecto, preservando parte da sua estrutura e de seus minerais, porém com um estágio de dureza ou resistência inferior ao As espessuras das quatro faixas descritas são variáveis e dependem das condições A ação intensa do intemperismo químico nas áreas de climas quentes e úmidos provoca a decomposição profunda das rochas com a formação de solos residuais, cujas propriedades dependem fundamentalmente da composição e tipo de rocha existente na área. Basicamente, numa região de granito e gnaisse distinguem-se três zonas distintas de material decomposto. Próximo à superfície, ocorre um horizonte de características silto-arenosas e finalmente aparece uma faixa de rocha parcialmente decomposta

Manual de Pavimentação 19 (também chamada de solo de alteração de rocha), na qual se pode distinguir ainda a textura e estrutura da rocha original. Esse horizonte corresponde a um estágio intermediário entre solo e rocha. Abaixo desta faixa, a rocha aparece ligeiramente Não se deve imaginar que ocorra sempre uma decomposição contínua, homogênea e total na faixa de solo (regolito). Isso porque em certas áreas das rochas pode haver minerais mais resistentes à decomposição, fazendo com que essas áreas permaneçam como blocos isolados, englobados no solo. Esses blocos, às vezes de grandes dimensões, são conhecidos como matacões e são bastante comuns nas áreas de granitos, gnaisse e basaltos. Exemplos dessas ocorrências aparecem na Serra do Mar.

2.1.2.2 SOLOS TRANSPORTADOS Os solos transportados formam geralmente depósitos mais inconsolidados e fofos que os residuais, e com profundidade variável. Nos solos transportados, distingue-se uma variedade especial que é o solo orgânico, no qual o material transportado está misturado com quantidades variáveis de matéria orgânica decomposta, que em quantidades apreciáveis, forma as turfeiras. Como exemplo, tem-se o trecho da Via Dutra, próximo a De um modo geral, o solo residual é mais homogêneo do que o transportado no modo de ocorrer, principalmente se a rocha matriz for homogênea. Por exemplo, uma área de granito dará um solo de composição areno-siltosa, enquanto uma área de gnaisses e xistos poderá exibir solos areno-siltosos e argilo-siltosos, respectivamente. O solo transportado, de acordo com a capacidade do agente transportador, pode exibir grandes variações laterais e verticais na sua composição. Por exemplo: um riacho que carregue areia fina e argila para uma bacia poderá, em períodos de enxurrada, transportar também cascalho, provocando a presença desses materiais intercalados no depósito. A Figura 2 ilustra um local de solos transportados.

Figura 2 - Local de solos transportados FURO 1 FURO 2

CASCALH O AREI A ARGILA Entre os solos transportados, é necessário destacar-se, de acordo com o agente transportador, os seguintes tipos ainda: coluviais, de aluvião, eólicos (dunas costeiras). Não serão considerados os glaciais, tão comuns da Europa, América do Norte, etc. e a variação eólica (loess), uma vez que ambos não ocorrem no Brasil.

Manual de Pavimentação 20 O solo residual é mais comum e de ocorrência generalizada, enquanto que o transportado ocorre somente em áreas mais restritas.

2.1.2.2.1 SOLOS DE ALUVIÃO Os materiais sólidos que são transportados e arrastados pelas águas e depositados nos momentos em que a corrente sofre uma diminuição na sua velocidade constituem os solos aluvionares ou aluviões. É claro que ocorre, ao longo de um curso d'água qualquer, uma seleção natural do material, segundo a sua granulometria e dessa maneira deve ser encontrado, próximo às cabeceiras de um curso d'água, material grosseiro, na forma de blocos e fragmentos, sendo que o material mais fino, como as argilas, é levado a grandes distâncias, mesmo após a diminuição da capacidade de transporte do curso d'água. Porém, de acordo com a variação do regime do rio, há a possibilidade de os depósitos de aluviões aparecerem bastante heterogêneos, no que diz respeito à granulometria do Os depósitos de aluvião podem aparecer de duas formas distintas: em terraços, ao longo do próprio vale do rio, ou na forma de depósitos mais extensos, constituindo as planícies de inundação. Estas últimas são bastante freqüentes ao longo dos rios. São exemplos os rios Tietê, Paraná, etc. São os banhados, várzeas e baixadas de inundação. Como exemplos de depósitos de aluvião, citam-se os depósitos de argila cerâmica nos banhados da área de Avanhandava, Rio Tietê em São Paulo, e os de cascalho, usados como agregado natural para concreto, encontrados ao longo do Rio Paraná, e sendo bastante utilizados como agregado. A melhor fonte de indicação de áreas de aluvião, de várzeas e planícies de inundação é a fotografia aérea. Embora os solos que constituem os aluviões sejam, via de regra, fonte de materiais de construções, são, por outro lado, péssimos materiais de fundações.

2.1.2.2.2 SOLOS ORGÂNICOS Os locais de ocorrência de solos orgânicos são em áreas topográficas e geograficamente bem caracterizadas: em bacias e depressões continentais, nas baixadas marginais dos rios e nas baixadas litorâneas. Como exemplo dessas ocorrências, tem-se no estado de São Paulo a faixa ao longo dos rios Tietê e Pinheiros, dentro da cidade de São Paulo. Neste caso, a urbanização da cidade mascarou parte da extensa faixa de solo de aluvião orgânico. Exemplo de ocorrências de solos de origem orgânica em baixadas litorâneas são encontrados nas cidades de Santos e do Rio de Janeiro e na Baixada do Rio Ribeira, em São Paulo. Para a abertura da Linha Vermelha no Rio de Janeiro, que atravessa região de manguesais com grandes espessuras de argila orgânica, foi necessário a construção de uma laje de concreto apoiada em estacas para servir de infra-estrutura ao pavimento. Uma sondagem na Av. Presidente Vargas, no Rio de Janeiro, mostra a partir da superfície, 10 m de areia média a fina, compacta, arenosa dura e rija. Na Figura 3, é apresentado um exemplo de processo construtivo de rodovia sobre solos orgânicos.

Manual de Pavimentação 21 Figura 3 - As bases sucessivas da construção de rodovia na baixada

2.1.2.2.3 SOLOS COLUVIAIS Os depósitos de coluvião, também conhecidos por depósitos de tálus, são aqueles solos cujo transporte deve exclusivamente à ação da gravidade (Figura 4). São de ocorrência localizada, situando-se, via de regra, ao pé de elevações e encostas, etc. Os depósitos de tálus são comuns ao longo de rodovias na Serra do Mar, no Vale do Paraíba, etc. A composição desses depósitos depende do tipo de rocha existente nas partes mais elevadas. A existência desses solos normalmente é desvantajosa para projetos de engenharia, pois são materiais inconsolidados, permeáveis, sujeitos a escorregamentos, etc.

Manual de Pavimentação 22 Figura 4 - Depósitos de tálus TÁLUS TÁLUS GRANITO ARENITO

2.1.2.2.4 SOLOS EÓLICOS São de destaque, apenas os depósitos ao longo do litoral, onde formam as dunas, não sendo comuns no Brasil. O problema desses depósitos existe na sua movimentação. Como exemplo, temos os do estado do Ceará, e os de Cabo Frio no Rio de Janeiro.

2.1.3 DESCRIÇÃO DOS SOLOS A terminologia de Solos e Rochas - TB-3 (de 1969), da ABNT, e a TER-268/94, do DNER, estabelecem que os solos serão identificados por sua textura (composição granulométrica), plasticidade, consistência ou compacidade, citando-se outras propriedades que auxiliam sua identificação, como: estrutura, forma dos grãos, cor, cheiro, friabilidade, presença de outros materiais (conchas, materiais vegetais, micas, Sob o ponto de vista de identificação, a textura, é uma das mais importantes propriedades dos solos,mesmo que não seja suficiente para definir e caracterizar o comportamento geral desses materiais. De fato, no caso de solos de granulação fina, a presença da água entre os grãos, em maior ou menor quantidade, confere ao solo um comportamento diverso sob ação de cargas, enquanto os solos de granulação grossa não são afetados, Para fins de terminologia é, ainda, uma tradição a divisão dos solos, sob o ponto de vista exclusivamente textural, em frações diversas, cujos limites convencionais superiores e inferiores das dimensões variam conforme o critério e as necessidades das organizações tecnológicas e normativas. O DNIT adota a seguinte escala granulométrica, considerando as seguintes frações de solo: a) Pedregulho: é a fração do solo que passa na peneira de (3") e é retida na peneira de b) Areia: é a fração do solo que passa na peneira de 2,00 mm (nº 10) e é retida na c) Areia grossa: é a fração compreendida entre as peneiras de 2,0 mm (nº 10) e 0,42 mm (nº 40);

Manual de Pavimentação 23 d) Areia fina: é a fração compreendida entre as peneiras de 0,42 mm (nº 40) e 0,075 e) Silte: é a fração com tamanho de grãos entre a peneira de 0,075 mm (nº 200) e 0,005 f) Argila: é a fração com tamanho de grãos abaixo de 0,005 mm (argila coloidal é a Na natureza, os solos se apresentam, quase sempre, compostos de mais de uma das frações acima definidas. Uma dada fração, nesses casos, pode influir de modo marcante no comportamento geral dos solos (principalmente os naturais). Há necessidade de levar em conta todas as propriedades, além da distribuição granulométrica. Sob esse aspecto, então, empregam-se as seguintes denominações: a) Areias e Pedregulhos (solos de comportamento arenoso) - são solos de granulação grossa, com grãos de formas cúbicas ou arredondadas, constituídos principalmente de quartzo (sílica pura). Seu comportamento geral pouco varia com a quantidade de água que envolve os grãos. São solos praticamente desprovidos de coesão: sua resistência à deformação depende fundamentalmente de entrosamento e atrito entre os grãos e da pressão normal (à direção da força de deformação) que atua sobre o b) Siltes - são solos intermediários, podendo tender para o comportamento arenoso ou para o argiloso, dependendo da sua distribuição granulométrica, da forma e da composição mineralógica de seus grãos. Assim, usar-se-ão as designações de silte arenoso ou silte argiloso, conforme a tendência preferencial de comportamento. c) Argilas (solos de comportamento argiloso) - são solos de granulação fina, com grãos de formas lamelares, alongadas e tubulares (de elevada superfície específica1), cuja constituição principal é de minerais argílicos: caulinita, ilita e montmorilonita, isto é, silicatos hidratados de alumínio e/ou ferro e magnésio, que formam arcabouços cristalinos constituídos de unidades fundamentais. Devido à finura, forma e composição mineralógica de seus grãos, o comportamento geral das argilas varia sensivelmente com a quantidade de água que envolve tais grãos. Assim, apresentam esses solos em determinada gama de umidade, características marcantes de plasticidade, permitindo a mudança de forma (moldagem) sem variação de volume, sob a ação de certo esforço. Sua coesão é função do teor de umidade: quanto menos úmidas (mais secas), maior a coesão apresentada, podendo variar o valor da coesão (do estado úmido ao seco), numa dada argila, entre limites bem afastados. NOTA: Superfície específica é a superfície por unidade de volume ou de massa da Nessa base de considerações poder-se-á ter um mesmo solo designado de duas maneiras diversas, conforme o critério adotado: a) silte argilo-arenoso - ponto de vista exclusivamente textural - indicando predominância, em peso, da fração silte, seguida da fração argila, e em menor proporção, a fração areia;

Manual de Pavimentação 24 b) argila silto-arenosa - ponto de vista de comportamento geral - a fração argila impõe suas propriedades ao conjunto, mesmo quando não predominante em peso. São usados, também, na descrição de solos, alguns termos como os seguintes: a) Turfa - solo sem plasticidade, com grande percentagem de partículas fibrosas de material ao lado de matéria orgânica coloidal, marrom-escuro a preto, muito b) Cascalho - solo com grande percentagem de pedregulho, podendo ter diferentes origens - fluvial, glacial e residual; o cascalho de origem fluvial é chamado comumente c) Solo laterítico - é um solo que ocorre comumente sob a forma de crostas contínuas, como concreções pisolíticas isoladas ou, ainda, na forma de solos de textura fina mas pouco ou nada ativos. Suas cores variam do amarelo ao vermelho mais ou menos escuro e mesmo ao negro. Diversas designações locais existem para os solos ou cascalhos lateríticos, tais como: piçarra, recife, tapiocanga e mocororó; d) Saibro - solo residual areno-argiloso, podendo conter pedregulhos, proveniente de e) Topsoil - solo areno-siltoso, com pouca ou nenhuma argila, encontrado nas camadas superficiais de terrenos de pequena declividade, ou nas partes baixas de bacias f) Massapê - solo argiloso, de plasticidade, expansibilidade e contratilidade elevadas, encontrado, principalmente, na bacia do Recôncavo Baiano. Suas características decorrem da presença da montmorilonita. No Paraná, materiais semelhantes são designados sabão-de-caboclo.

2.1.4 IDENTIFICAÇÃO DOS SOLOS Para facilidade de identificação dos solos, sob o ponto de vista do seu comportamento, existe uma série de testes simples, visuais e manuais, prescindindo de qualquer instrumento de laboratório, que permitem distinguir entre um tipo e outro de solo. A seguir são enumerados e sucintamente explicados tais testes: a) Teste Visual - que consiste na observação visual do tamanho, forma, cor e constituição mineralógica dos grãos do solo - teste que permite distinguir entre solos b) Teste do Tato - que consiste em apertar e friccionar, entre os dedos, a amostra de solo: os solos ásperos são de comportamento arenoso e os solos macios são de c) Teste do Corte - que consiste em cortar a amostra com uma lâmina fina e observar a superfície do corte: sendo polida (ou lisa), tratar-se-á de solo de comportamento argiloso; sendo fosca (ou rugosa), tratar-se-á de solo de comportamento arenoso.

Manual de Pavimentação 25 d) Teste da Dilatância (também chamado da mobilidade da água ou ainda da sacudidela) - que consiste em colocar na palma da mão uma pasta de solo (em umidade escolhida) e sacudí-la batendo leve e rapidamente uma das mãos contra a outra. A dilatância se manifesta pelo aparecimento de água à superfície da pasta e posterior desaparecimento, ao se amassar a amostra entre os dedos: os solos de comportamento arenoso reagem sensível e prontamente ao teste, enquanto que os de e) Teste de Resistência Seca - que consiste em tentar desagregar (pressionando com os dedos) uma amostra seca do solo: se a resistência for pequena, tratar-se-á de solo de comportamento arenoso; se for elevada, de solo de comportamento argiloso.

2.1.5 PROPRIEDADES GERAIS DOS SOLOS 2.1.5.1 FORMA DAS PARTÍCULAS A parte sólida de um solo é constituída por partículas e grãos que têm as seguintes formas: As partículas esferoidais possuem dimensões aproximadas em todas as direções e poderão, de acordo com a intensidade de transporte sofrido, serem angulosas ou Nos solos de constituição granulométrica mais fina, onde as partículas são microscópicas, apresentam-se lamelares e placóides, ou seja, há predomínio de duas das dimensões As partículas com forma fibrosa ocorrem nos solos de origem orgânica (turfosos), onde A forma das partículas influi em certas características dos solos. Assim, por exemplo, as partículas placóides e fibrosas podem se dispor em estrutura dispersa e oca, ocasionando porosidade elevada.

2.1.5.2 ÍNDICES FÍSICOS Os índices físicos são relações entre volume e peso das fases (sólida, líquida e gasosa) do solo. São utilizados na definição de propriedades físicas dos solos. Os índices físicos são representados na Figura 5, a seguir.

Manual de Pavimentação 26 Figura 5 - Índices físicos

Onde: Var = volume de ar (gases ou vapor) Va = volume de água Vg = volume de grãos sólidos Vt = Vv + Vg = volume total Vv = Vt - Vg = volume de vazios km Pa = peso de água Pg = peso dos grãos sólidos Par = peso de ar (desprezível) Pt = Pa + Pg = peso total a) Índice de vazios e = Vv Vg b) Porosidade n = Vv Vt c) Teor de umidade (higroscópica, natural ou de saturação, conforme as condições do solo) h = Pa x 100 Pg

Manual de Pavimentação 27 NOTA: Pa = Ph - Pg, em que Ph é o peso do material úmido e Pg é o do material seco d) Grau de saturação V S = a ×100 Vv e) Grau de aeração A = Var x 100 Vt f) Percentagem de ar (air-voids) V a = ar x 100 Vt g) Massa específica real dos grãos de solo Pg ?g= Vg NOTA: Determina-se ?g pelo método do picnômetro (ver Método DNER-ME 093/94). O valor de ?g é utilizado nos cálculos da análise granulométrica por sedimentação, na determinação de relações volumétricas das fases do solo e como indicação da natureza mineralógica do solo ou de suas frações. Encontram-se, em geral, valores compreendidos entre 2,60 g/cm3 e 2,80 g/cm3. A areia quartzosa apresenta ?g de 2,67 g/cm3 e os cascalhos ferruginosos h) Massa específica aparente úmida P ?h = t

Vt i) Massa específica aparente seca Pg ?s = Vt ? 100 ?s= =?h× h h 100 + h 1+ 100 j) Massa específica aparente do solo saturado (Vv = Va) P Pa + Pg Vv x ?a + (V - Vv ) x ?g ? = t = = t = n?a + (1- n) ?g sat V V V tt t k) Massa específica aparente do solo submerso ?subm = ?sat - ?a = (l - n) (?g - ?a) (ação do empuxo hidrostático) NOTA: Os índices de a) a f) são adimensionais e os de g) a k) são dimensionais. As densidades se obtêm, dividindo as diversas massas específicas pela da água ?a (g/cm3), à temperatura do ensaio; nos ensaios correntes, poder-se-á considerar ?a = l g/cm3.

Manual de Pavimentação 28 Na Figura 6, tem-se, de forma esquemática, as correlações dos diversos índices físicos e as fórmulas que permitem calculá-las, diretamente, a partir de valores de pesos e volumes determinados em laboratório.

Figura 6 - Correlações entre os diversos índices físicos Recipiente de volume conhecido Balança Balança Picnômetro Determinações fundamentais no laboratório Vt Pt Pg ?g ?g= Pt Vt Pt Pg h= Pg

?s = ?h I+h ?g= ? g?e ?g e = ?s l h? S= e A=l S e n= l+e ?set= g(l-n)+n ?subn = (?g- ?e) (l-n) S = 100

2.1.5.3 PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS Dentre as propriedades físicas e mecânicas de maior interesse no campo rodoviário, destacam-se as seguintes: permeabilidade, capilaridade, compressibilidade, elasticidade, a) Permeabilidade É a propriedade que os solos apresentam de permitir a passagem da água sob a ação da gravidade ou de outra força. A permeabilidade dos solos é medida pelo valor do coeficiente de permeabilidade (k), que é definido como a velocidade de escoamento de água, através da massa do solo, sob a ação de um gradiente hidráulico unitário. A permeabilidade de um solo é função, principalmente, do seu índice de vazios, do Os pedregulhos e as areias são razoavelmente permeáveis; as argilas, ao contrário, são pouco permeáveis. Ainda sob o ponto de vista de granulometria, os solos granulares, de graduação aberta, são mais permeáveis do que os de graduação densa.

Manual de Pavimentação 29 b) Capilaridade É a propriedade que os solos apresentam de poder absorver água por ação da tensão A altura que a água pode atingir num solo, pela ação capilar, é função inversa do tamanho individual dos vazios e, portanto, do tamanho das partículas do solo. Além disso, num dado solo, no processo de ascensão capilar, à medida que a água sobe a A altura de ascensão capilar nos pedregulhos e nas areais grossas é desprezível, nas areias finas é de poucos centímetros e nas argilas pode atingir a vários metros. c) Compressibilidade É a propriedade que os solos apresentam de se deformar, com diminuição de volume, A compressibilidade manifesta-se, quer na compactação dos solos não saturados, quer no adensamento ou consolidação dos solos saturados. No caso da compactação, a redução de vazios dá-se à custa da expulsão de ar, enquanto no A velocidade de adensamento de um solo saturado é função de sua permeabilidade. Nos solos arenosos, o adensamento é rápido; nos argilosos é lento, podendo prolongar-se por muitos anos quando se tratar de argilas moles ou muito moles. O estudo do adensamento lento apresenta interesse especial no caso de aterros executados sobre camadas espessas de argila compressível. Na escolha do tipo de pavimento dever-se-á, nesse caso, considerar a ocorrência de recalques diferenciais. d) Elasticidade É a propriedade que os solos apresentam de recuperar a forma primitiva cessado o esforço deformante; não sendo os solos perfeitamente elásticos, tal recuperação é Para cargas transientes ou de curta duração, como as do tráfego, verifica-se a recuperação quase completa das deformações do subleito e do pavimento, desde que aquele tenha sido compactado convenientemente e este, dimensionado de modo a A repetição de deformações elásticas excessivas nos pavimentos resulta em As deformações elásticas dos subleitos têm sido chamadas de resilientes, visto dependerem de fatores que não se costumam associar ao comportamento de outros materiais de construção (aço, concreto, etc). No caso dos solos, aqueles fatores incluem a estrutura e as proporções das três fases (sólida, líquida e gasosa) logo após Assume especial importância, atualmente, a consideração da elasticidade dos subleitos no desenvolvimento dos métodos de dimensionamento de pavimentos baseados na aplicação da teoria da elasticidade.

Manual de Pavimentação 30 e) Contratilidade e Expansibilidade São propriedades características da fração argila e, por isso, mais sensíveis nos solos argilosos. Contratilidade é a propriedade dos solos terem seu volume reduzido por diminuição de umidade. Expansibilidade é a propriedade de terem seu volume f) Resistência ao Cisalhamento A ruptura das massas de solo dá-se por cisalhamento, isto é, por deformação distorcional.

Figura 7 - Resistência ao cisalhamento ? ? C ? A resistência ao cisalhamento é regida pela Lei de Coulomb (Figura 7) cuja expressão é: ? = ?e tg ? + c ou ? = (?t - u)tg?+c em que: u = pressão neutra (não contribui para a resistência ao cisalhamento) ou pressão nos c = coesão (resistência ao cisalhamento quando a pressão efetiva ?e é nula, ou ? = 0). Entre os fatores extrínsecos que influem no valor de ?, estão a velocidade de aplicação dos esforços e a maior ou menor facilidade de escoamento do fluido contido nos poros. Tal influência condiciona os tipos clássicos de ensaios de cisalhamento: rápido, rápido-

Manual de Pavimentação 31 adensado e lento, executados em laboratórios de solos, nos aparelhos de compressão Os fatores físicos dependem da pressão efetiva normal ao plano de ruptura, e são significativos para as partículas arenosas. Compreendem o atrito ou fricção entre as Os fatores físico-químicos da resistência ao cisalhamento são os que se manifestam na coesão; têm importância no caso da argila, pois é nas frações coloidais que as forças intergranulares são significativas em relação às massas das partículas. Estas forças resultam das atrações intermoleculares (forças de Van Der Waals), nos pontos de mais próximo contato, e das repulsões eletrostáticas dos íons dispersos na dupla camada que envolve as partículas coloidais. A água absorvida, apesar de sua viscosidade elevada, A cimentação das partículas pelos óxidos de ferro e alumínio e pelos carbonatos, que se precipitam em torno dos pontos de contato, contribui para a coesão. Existem, por exemplo, depósitos de laterita formados pela precipitação dos óxidos de ferro e alumínio, transportados pelas águas do solo, em terrenos aluvionares que, deste modo, adquirem coesão. Nos solos residuais, a coesão pode resultar da cimentação dos grãos por produtos remanescentes da rocha de origem ou precipitados no perfil do solo. Aspecto importante a levar em conta, em projetos de pavimentos, é o comportamento dos solos compactados. Tenha-se em vista que os solos usados nos subleitos ou em camadas dos pavimentos são geralmente retirados de jazidas, transportados, misturados ou não com outros solos ou pedras, umedecidos ou secados, e compactados com rolos pé-de-carneiro, pneumáticos e vibratórios. A resistência ao cisalhamento desses solos depende então, fundamentalmente, da estrutura assumida por eles, em função do tipo de A deformação plástica de um subleito sob a ação da carga no pavimento é evitada ou reduzida, dando-se ao pavimento uma espessura suficiente de modo a limitar as tensões de cisalhamento no subleito a valores compatíveis com a resistência ao cisalhamento do solo. Esta, entretanto, é raramente determinada mediante os ensaios clássicos da Mecânica dos Solos. Razões de ordem prática levam a adotar ensaios como o de penetração de um pistão (CBR) ou do estabilômetro (de HVEEM), em que se determinam índices ou resistências que se correlacionam à experiência de comportamento de pavimentos sob condições de tráfego diversas.

2.1.6 CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS 2.1.6.1 GRANULOMETRIA (DNER - ME 051/94 E DNER - ME 080/94) A análise granulométrica consiste na determinação das porcentagens, em peso, das diferentes frações constituintes da fase sólida do solo. Para as partículas de solo maiores do que 0,075 mm (peneira nº 200 da ASTM) o ensaio é feito passando uma amostra do solo por uma série de peneiras de malhas quadradas de dimensões padronizadas.

Manual de Pavimentação 32 Pesam-se as quantidades retiradas em cada peneira e calculam-se as porcentagens que A Tabela 2 abaixo,indica as aberturas das malhas das peneiras normais da ASTM mais usadas nos laboratórios rodoviários, e a Tabela 3, a correlação das aberturas das peneiras em polegadas e milímetros.

Tabela 2 - Granulometria Nº Abertura mm 200 0,075 100 0,15 40 0,42 10 2,09 4 4,8

Tabela 3 - Correlação das aberturas das peneiras em polegadas e milímetros Abertura Abertura mm 3/8? 9,5 3/4? 19,1 1? 25,4 1 1/2? 38,1 2? 50,8 Para as partículas de solo menores do que 0,075 mm utiliza-se o método de sedimentação contínua em meio líquido. Este método é baseado na lei de Stokes, a qual estabelece uma relação entre o diâmetro das partículas e a sua velocidade de sedimentação em um meio líquido de viscosidade e peso específico conhecidos. 1800n a d= x ?g - ?a t onde: d = diâmetro equivalente da partícula, isto é, o diâmetro de uma esfera de mesmo peso a = altura de queda das partículas, correspondentes à leitura do densímetro; A porcentagem de material ainda não sedimentado é dada pela fórmula:

Manual de Pavimentação 33 ? g Lc Q=? x ? g ? 1 Ps

onde: Q = porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura do densímetro; ? = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm (peneira nº 10); Lc = Leitura corrigida do densímetro (Lc = L + ?L; em que L é a decimal da leitura na Para maiores detalhes do método de sedimentação, ver o método DNER-ME 051/94. Com os resultados obtidos no ensaio de granulometria traça-se a curva granulométrica em um diagrama semi-logarítmico que tem como abscissa os logaritmos das dimensões das partículas e como ordenadas as porcentagens, em peso, de material que tem dimensão média menor que a dimensão considerada (porcentagem de material que Segundo a forma da curva, podemos distinguir os seguintes tipos de granulometria uniforme (curva-A); bem graduada (curva-B); mal graduada (curva-C), conforme indicado na Figura 8 abaixo.

Figura 8 - Dimensões das partículas C B A 100 % que passa Dimensões das Partículas Na prática, utilizam-se faixas granulométricas entre as quais deverá se situar a curva granulométrica do material a utilizar. Tem-se, assim, as faixas granulométricas para materiais a serem usados como solo estabilizado ou as faixas granulométricas para materiais filtrantes dos drenos. Quando o solo estudado não se enquadrar dentro da faixa granulométrica especificada, deve-se misturá-lo com outro solo, de maneira a obter uma mistura com granulometria dentro das especificações.

Manual de Pavimentação 34 A análise granulométrica não basta, por si só, para caracterizar um solo sob todos os aspectos que interessam à técnica rodoviária, devendo ser completada, na maioria das a) Ensaios de Granulometria por Peneiramento Toma-se uma amostra representativa do solo a ser ensaiado e pesa-se. Tem-se, então, o peso de amostra úmida que deve ser aproximadamente 1500 g. Passa-se toda a amostra na peneira nº 10. A fração retida será lavada na peneira nº 10, para eliminar todo o material fino aderente às partículas de solo. Transfere-se o solo lavado para uma cápsula e seca-se a temperatura de 105 ºC a 110 ºC. Faz-se, então o peneiramento do solo até a peneira nº 10. Da fração que passa na peneira nº 10 toma-se cerca de 100 g para o peneiramento fino (da peneira nº 10 à de nº 200), e cerca de 50 g para determinação da umidade higroscópica. Lava-se a amostra destinada ao peneiramento fino na peneira nº 200, seca-se a parte retida, em estufa a 105 ºC a 110 ºC, procedendo-se, então, ao peneiramento entre as peneiras nº 10 e nº b) Ensaios de Granulometria por Sedimentação O Ensaio é realizado, com a fração da amostra representativa do solo que passa na peneira nº 10. Toma-se cerca de 120 g, no caso de solos arenosos, ou cerca de 70 g, no de solos siltosos ou argilosos, daquela fração e coloca-se em um recipiente com água destilada, devendo o solo permanecer em imersão durante 18 horas. Passando este tempo, adicionam-se 20 cm de deflocutante. Leva-se ao dispersor. Transfere-se o solo dispersado para um proveta de capacidade de 1000 ml. Completa-se o volume adicionando água destilada até o traço indicando 1000 ml. Agita-se, deposita-se a proveta e faz-se as leituras densimétricas de acordo com os tempos especificados para o ensaio de sedimentação, que são: 30 segundos, 1 minuto, 2 minutos, 4 minutos, 8 minutos, 15 minutos, 30 minutos, 60 minutos, 240 minutos e 1500 minutos. Terminando o ensaio de sedimentação, lava-se o solo na peneira nº 200, seca-se em estufa à temperatura de 105 ºC a 110 ºC, procedendo-se ao peneiramento Para o cálculo da granulometria por sedimentação é necessário conhecer o peso específico dos grãos do solo. O ensaio para determinação do peso específico dos grãos do solo é realizado com um picnômetro de 500 ml e usando a fração da amostra representativa do solo que passa na peneira nº 10 e coloca-se em uma cápsula com água destilada em quantidade suficiente para se obter pasta fluida. Coloca-se a pasta no dispersor e liga-se este durante 15 minutos. Transfere-se a amostra para o picnômetro e junta-se água destilada até aproximadamente metade de seu volume. Faz-se vácuo no picnômetro durante 15 minutos, no mínimo, para extrair o ar contido na amostra e, em seguida, adiciona-se água destilada até a marca de calibração. Enxuga-se o picnômetro e pesa-se, anotando-se, a seguir, a temperatura da água. Tira-se, na curva de calibração, o peso do picnômetro cheio de água, para a temperatura do ensaio. O peso específico dos grãos do solo é dado pela fórmula: Ps ? g = ? at Ps + Pa + Pas

Manual de Pavimentação 35 sendo, (Nos ensaios correntes poder-se-á considerar ?at = 1 g/cm3) Com os valores obtidos no ensaio de sedimentação, e conhecido o peso específico dos grãos do solo, calculam-se os diâmetros d das partículas, pela lei de Stokes, para A porcentagem de solo em suspensão Q no instante da leitura densimétrica é calculada pela expressão vista anteriormente. Com os valores de d e Q podemos traçar a curva granulométrica.

2.1.6.2 LIMITES DE CONSISTÊNCIA Esses limites permitem avaliar a plasticidade dos solos. Esta propriedade dos solos argilosos consiste na maior ou menor capacidade de serem eles moldados sem variação de volume, sob certas condições de umidade. Entre os ensaios de rotina, objetivando a caracterização de um solo segundo sua plasticidade, estão a determinação do limite de liquidez e a do limite de plasticidade. Quando a umidade de um solo é muito grande, ele se apresenta como um fluido denso e se diz no estado líquido.A seguir, à medida que se evapora a água, ele se endurece, passando do estado líquido para o estado plástico. A umidade correspondente ao limite entre os estados líquido e plástico é denominada limite de liquidez. Ao continuar a perda de umidade, o estado plástico desaparece, passando o solo para o estado semi-sólido. Neste ponto, a amostra de solo se desagrega ao ser trabalhado. A umidade correspondente ao limite entre os estados plásticos e semi-sólido é denominada limite de plasticidade. Continuando a secagem, ocorre a passagem para o estado sólido. O limite entre esses dois últimos estados é denominado limite de LL LP LC _______ estado líquido ________ _________ _____________ umidade estado estado estado decrescendo plástico semi-sólido sólido A diferença numérica entre o limite de liquidez (LL) e o limite de plasticidade (LP) fornece o índice de plasticidade (IP) IP = LL - LP Este índice define a zona em que o terreno se acha no estado plástico e, por ser máximo para as argilas e mínimo para as areias, fornece um valioso critério para se avaliar o caráter argiloso de um solo. Quanto maior o IP, tanto mais plástico será o solo. O índice de plasticidade é função da quantidade de argila presente no solo, enquanto o limite de

Manual de Pavimentação 37 acima referido até serem obtidos 3 valores que não difiram da respectiva média de mais de 5%.

2.1.6.3 ÍNDICE DE GRUPO Chama-se Índice de Grupo a um valor numérico, variando de 0 a 20, que retrata o duplo aspecto de plasticidade e graduação das partículas do solo. O IG é calculado pela fórmula: IG = 0,2 a + 0,005 ac + 0,01 bd em que: a = % de material que passa na peneira nº 200, menos 35. Se a % obtida nesta diferença for maior que 75, adota-se 75; se for menor que 35, adota-se 35. (a varia de 0 a 40). b = % de material que passa na peneira nº 200, menos 15. Se a % obtida nesta diferença for maior que 55, adota-se 55; se for menor que 15, adota-se 15. (b varia de 0 a 40). c = Valor do Limite de Liquidez menos 40. Se o Limite de Liquidez for maior que 60, d = Valor de Índice de Plasticidade menos 10. Se o índice de Plasticidade for maior que 30, adota-se 30; se for menor que 10, adota-se 10 (d varia de 0 a 20).

2.1.6.4 EQUIVALENTE DE AREIA (EA) ? (DNER ? ME 054/94) Equivalente de Areia é a relação entre a altura de areia depositada após 20 minutos de sedimentação e a altura total de areia depositada mais a de finos (silte e argila) em suspensão, após aquele mesmo tempo de sedimentação, numa solução aquosa de O Equivalente de Areia é utilizado no controle de finos de materiais granulares usados em pavimentação.

2.1.6.5 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CALIFORNIA BEARING RATIO) (DNER ? ME 049/94) O ensaio de CBR consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo-de-prova de solo, e a pressão O valor dessa relação, expressa em percentagem, permite determinar, por meio de equações empíricas, a espessura de pavimento flexível necessária, em função do tráfego. Em linhas gerais, a seqüência do ensaio é a seguinte: a) Compacta-se no molde o material, em cinco camadas iguais de modo a se obter uma altura total de solo com cerca de 12,5 cm, após a compactação. Cada camada recebe 12 golpes do soquete (caso de materiais para subleito), 26 ou 55 (caso de materiais para sub-base e base), caindo de 45,7 cm, distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada. O peso do soquete é de 4,5 kg.

Manual de Pavimentação 38 b) Após a compactação, rasa-se o material na altura exata do molde e retira-se do material excedente da moldagem uma amostra representativa com cerca de 100g c) Compactam-se outros corpos-de-prova com teores crescentes de umidade, tantas e) A penetração dos corpos-de-prova é feita numa prensa (Figura 9), a uma velocidade f) Traça-se a curva pressão-penetração conforme é mostrado na Figura 10. Caso exista um ponto de inflexão, traça-se uma tangente à curva nesse ponto até que ela intercepte o eixo das abcissas; a curva corrigida será então essa tangente mais a porção convexa da curva original, considerada a origem mudada para o ponto em que a tangente corta o eixo das abcissas. Seja c a distância desse ponto à origem dos eixos. Soma-se às abcissas dos pontos correspondentes as penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas a distâncias c. Com isso obtêm-se, na curva traçada, os valores correspondentes das novas ordenadas, que representam os valores das pressões g) O índice de suporte Califórnia (CBR), em percentagem, para cada corpo-de-prova é obtido pela fórmula: CBR = pressão calculada ou pressão corrigida pressão padrão Adota-se para o índice CBR o maior dos valores obtidos nas penetrações de 0,1 e 0,2 h) Para o cálculo do Índice de Suporte Califórnia (CBR) final, registram-se de preferência, na mesma folha em que se representa a curva de compactação, usando a mesma escala das umidades de moldagem, sobre o eixo das ordenadas, os valores dos índices do Suporte Califórnia (CBR) obtidos, correspondentes aos valores das umidades que serviram para a construção da curva de compactação. O valor da ordenada desta curva, correspondente à umidade ótima já verificada, mostra o índice de Suporte Califórnia (Figura 11).

Manual de Pavimentação 39 Figura 9 - Prensa para índice de Suporte Califórnia

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Figura 10 - Curva pressão ? penetração PRESSÃO kg/cm2 P'2 c P 2 P'1 P 1 c 01 02 03 04 05 P/ " penetração/pol P P pressões corrigidas para 01" e 02" P P' pressões corrigidas para 01" e 02" 12 12

Figura 11 - Curvas de massa específica - umidade e CBR-umidade ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA MASSA ESPECÍFICA APARENTE SECA CBR

Manual de Pavimentação 41 2.1.7 COMPACTAÇÃO DOS SOLOS Compactação é a operação da qual resulta o aumento da massa específica aparente de um solo (e de outros materiais, como misturas betuminosas, etc), pela aplicação de pressão, impacto ou vibração, o que faz com que as partículas constitutivas do material entrem em contato mais íntimo, pela expulsão de ar; com a redução da percentagem de vazios de ar, consegue-se também reduzir a tendência de variação dos teores de umidade dos materiais integrantes do pavimento, durante a vida de serviço. Embora de longa data seja prática corrente a compactação de solos, só na década de 30 foram estabelecidos, por R. R. Proctor e O. J. Porter, os princípios que regem a Tomando uma massa de solo úmido Ph, com um dado volume inicial, num cilindro e aplicando-lhe um certo número n de golpes através da queda de altura H, de um soquete de peso P, resulta, após compactação, um certo volume V, chama-se energia de compactação ou esforço de compactação ao trabalho executado, referido à unidade de Neste caso, a energia ou esforço de compactação, Ec é dada por: nxPxH Ec = V Estando o solo num teor de umidade h%, resulta, após compactação: a) uma massa específica aparente úmida Ph ?h = V b) uma massa específica aparente seca ? h x 100 ?s = 100 + h O procedimento descrito é a denominada compactação dinâmica em laboratório, que é a correntemente utilizada para fins rodoviários, e o método de ensaio, ao qual se fará referência depois, indica como proceder, especialmente como obter sempre o Os princípios gerais que regem a compactação são os seguintes: a) a massa específica aparente seca (?s) de um solo, obtida após a compactação, depende da natureza do solo, de sua granulometria e da massa específica dos grãos b) para um dado solo e para um dado esforço de compactação, variando-se o teor de umidade do solo, pode-se traçar uma curva de compactação (Figura 12); há um teor de umidade chamado umidade ótima (hot), ao qual corresponde uma massa c) para um dado solo (Figura 12), quanto maior for a energia de compactação, tanto maior será o ?s e tanto menor será hot;

Manual de Pavimentação 42 d) para um dado solo e para um dado teor de umidade h, quanto maior for o esforço de e) há uma chamada linha de ótimos, que é o lugar geométrico dos vértices das curvas obtidas com diferentes esforços de compactação; a linha de ótimos separa os chamados ramos secos e ramos úmidos das curvas de compactação (Figura 13); f) para um dado solo, a massa específica aparente seca máxima varia linearmente com Há dois valores de ?s de um solo que tem sentido físico bem definido: a) a massa específica aparente seca no estado solto, que é a obtida sem exercer nenhum esforço de compactação sobre o solo, sendo um limite inferior de ?s; b) a massa específica aparente seca máxima de um solo compactado até a eliminação dos vazios e que se confunde com a massa específica dos grãos (?g), sendo um limite superior de ?s, inatingível.

Figura 12 - Gráfico de compactação ?s curva de saturação h ot h

Manual de Pavimentação 43 Figura 13 - Curvas de compactação para diferentes energias ?s curva de saturação linha de ótimos

h Com baixos teores de umidade (h), os solos oferecem resistência à compactação, resultando baixos valores de ?s (para uma dada energia de compactação) e altas percentagens de vazios de ar (a%); quando h aumenta, a água atua como lubrificante, tornando o solo mais trabalhável, resultando maiores valores de ?s e menores valores de a %; quando os vazios de ar diminuem e atingem um certo valor (para uma dada energia de compactação), a água e o ar, em conjunto, tendem a manter as partículas de solo afastadas, dificultando qualquer diminuição posterior dos vazios de ar. Aumentando-se os teores de umidade (h) de compactação, os vazios totais (ocupados por ar e por água) continuam a crescer, resultando em menores valores de ?s. Resulta, disso, como já se O efeito do acréscimo da energia nos valores de ?s, é mais sensível, para teores de umidade inferiores a hot (como decorre da própria forma das curvas de compactação), Os solos bem graduados, geralmente apresentam curvas de compactação com um máximo pronunciado, ao contrário dos solos de graduação uniforme, que se caracterizam Na construção de todas as camadas de um pavimento, intervém a operação de compactação, cujos objetivos são obter uma máxima estabilidade e atenuar os recalques devidos ao tráfego. Um pavimento, durante sua vida de serviço, sofrerá deformações elásticas (inevitáveis) e deformações plásticas, que podem ter uma dupla origem: a) com escoamento lateral, o volume aproximadamente constante e correspondente a b) com diminuição de volume, o que significará recalques e aumento da compacidade.

Manual de Pavimentação 45 ? não há, necessariamente, igualdade entre as energias de compactação no campo e no laboratório, conduzindo a um mesmo ?s para um dado teor de umidade e isto se deve, principalmente, às diferenças de confinamento do solo, no campo (em ? os equipamentos de compactação conduzem a linhas de ótimos, diferentes das de laboratório, podendo estar mais ou menos próximas das linhas de saturação; ? como está implícito no item acima, podem ser diferentes os teores de umidade, h, ? são diferentes as estruturas conferidas ao solo no campo e em laboratório, o que Pode-se definir a energia ou esforço de compactação no campo (especialmente no caso de equipamento rebocado), como o produto da força exercida na barra de tração pelo caminho percorrido, dividido pelo volume de solo compactado; esta força, que corresponde a uma resistência ao rolamento, diminui, no entanto à medida que o solo se densifica e é uma das maneiras indiretas de se constatar o fim da eficiência do equipamento no aumento da densidade do solo, isto é, a inutilidade, do ponto de vista Do ponto de vista da simplicidade, é comum considerar-se, apenas, que, para um dado equipamento, a energia ou esforço de compactação é diretamente proporcional ao número de passadas e inversamente proporcional à espessura da camada compactada. Para variar o esforço de compactação no campo, o engenheiro pode atuar: ? no número de passadas, devendo lembrar-se, naturalmente, que ? s cresce ? na espessura da camada compactada; Porter afirma que o esforço necessário para obter-se um determinado ? s varia na razão direta do quadrado desta espessura e, assim, por exemplo para uma espessura de 20 cm, o número de passadas n é quatro vezes o necessário para uma espessura de 10 cm [n = ? mudando as características do equipamento: peso total, pressão de contato ou o A energia de compactação no campo pode ser aplicada, como em laboratório, de três maneiras diferentes, citadas na ordem decrescente da duração das tensões impostas: Pode-se dizer, também que o equipamento de compactação é dividido em duas grandes categorias: ? rolos estáticos, compreendendo os rolos lisos de rodas de aço, de pneumáticos e ? rolos vibratórios;

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O objetivo da compactação de solos é, como já se disse, aumentar sua resistência a cisalhamento e diminuir sua deformabilidade, isto é, aumentar o módulo de elasticidade ou deformação, o que se traduz, genericamente, pelo termo estabilidade, e diminuir a absorção de água, o que significa a maior permanência das condições obtidas imediatamente após a compactação. Tem sido verificado que, para um dado teor de umidade de compactação, a estabilidade, medida em termos de CBR, por exemplo, cresce com ?s (tanto CBR embebido, como não embebido), a não ser para valores ?s e hot muito distantes do par de valores ?s.máx e hot; para um dado h de compactação, a variação de volume, por umedecimento ou secagem, pode ser maior para os solos mais densos, mas o ?s final é maior e o h final é menor. Do mesmo modo que em laboratórios, a variação de ?s, com a energia de compactação é mais sensível nos solos siltosos ou argilosos, do que nos solos pedregulhosos ou arenosos.

A Figura 14 dá idéia da evolução de um solo compactado, ao sofrer o efeito posterior do tráfego e para diferentes hipóteses da evolução do teor de umidade:

? A curva de compactação da Figura 14 é representativa da energia de ? Se o teor de umidade inicial (umidade de compactação) é baixo e varia pouco durante a vida de serviço do pavimento assim também pouco variarão o CBR e ?s. Não haverá recalques pronunciados e não haverá ruptura se o CBR inicial for ? Se o teor de umidade inicial é baixo e aumenta rapidamente (flecha 2), o CBR cai ? Se o teor de umidade inicial é baixo e aumenta lentamente (flecha 3), o solo se densificará, podendo haver uma ligeira queda ou aumento do CBR (dependendo ? Se o teor de umidade inicial é alto e decresce lentamente (flecha 5), a situação é ? Se o teor de umidade inicial é alto e varia pouco (flecha 4), o solo se densificará, havendo pequenos recalques , mas o CBR pode cair e haver ruptura (queda do CBR com aumento de densidade, para altos teores de umidade).

Manual de Pavimentação 47 Figura 14 - Evolução de um solo compactado ao sofrer o efeito do tráfego ?s

Manual de Pavimentação 48 compactado com o mesmo equipamento e nas mesmas condições, exigiu 35 minutos de operação, no caso de a camada subjacente ser um pedregulho bem graduado e, Considerando os equipamentos de compactação e as camadas compactadas, a eficiência de compactação na superfície depende da pressão de contato; sendo constante a pressão de contato, quando há um acréscimo de carga total do equipamento, há um aumento da área de contato e se dilatam os bulbos de pressões transmitidas a várias profundidades. Sob o eixo de carga, a uma profundidade z, tem- se: ? z3 ? ? = q ?1 - ? z ? (a 2 + z 2 ) ? em que: Tomando ?z como medida da eficiência de compactação, ela cresce com a quando z é constante; inversamente, ?z sendo tomado como constante, z cresce com a. Haverá, então, sempre um gradiente vertical de compactação, sendo as camadas inferiores menos compactadas que as camadas superiores. Esta afirmativa não é válida para certos equipamentos onde se desenvolvem cisalhamentos parasitas, que d) Controle da Compactação (DNER ? ME 092/94) Para comprovar se a compactação está sendo feita devidamente, deve-se determinar Para esse controle pode ser utilizado o speedy na determinação da umidade (DNER ME 052/94), e processo do frasco de areia na determinação da massa específica Chama-se grau de compactação, ao quociente resultante da divisão da massa específica obtida no campo, pela massa específica máxima obtida no laboratório. ? s (campo) Gc = x 100 ? s.max (laboratório) Não sendo atingida a compactação desejada, a qual não deverá ser inferior a determinado valor do grau de compactação (fixada pela especificação adotada), o Conquanto o grau de compactação Gc, seja de uso generalizado, algumas instituições preferem adotar a chamada razão de compactação (Mc Dowell), definida por: ? s ? ? s.min CR(%) = x 100 ? s.max ? ? s.min onde ?s, ?s.min e ?s.max são as massas específicas secas, respectivamente: alcançado no campo, mínimo (no estado solto) e máximo (estabelecido por um ensaio de compactação).

Manual de Pavimentação 49 Qualquer que seja o índice adotado, dever-se-á fazer o controle de compactação com o maior número possível de ensaios, para em seguida analisar seus resultados, de preferência por um método estatístico.

2.1.8 RESILIÊNCIA DOS SOLOS (DNER ? ME 131/94) Até a década de 70, os métodos de dimensionamento usualmente empregados no Brasil caracterizavam-se por enfocar, basicamente, a capacidade de suporte dos pavimentos em termos de ruptura plástica sob carregamento estático, retratada através do valor do CBR. No entanto, observa-se que boa parte da malha rodoviária vinha apresentando uma deterioração prematura, que era atribuida à fadiga dos materiais gerada pela contínua solicitação dinâmica do tráfego atuante. Esta realidade acabou por dar ensejo à introdução, no país, de estudos da resiliência de materiais empregáveis em pavimentos, permitindo, assim avaliar-se comportamentos estruturais até então não explicáveis pelos procedimentos clássicos e efetuar-se uma abordagem mais realista desta problemática no Tal metodologia resultou na possibilidade de analisar e prever estados tensão - deformação de estruturas de pavimentos através de programas computacionais, partindo- se de propriedades dinâmicas expressáveis em termos de valores de módulo resiliente. O módulo de deformação resiliente é determinado pela seguinte expressão: ?d MR = ?r em que: ?r = deformação específica axial resiliente correspondente a um número particular de As deformações resilientes são deformações elásticas no sentido de que são recuperáveis. Entretanto, não variam necessariamente de modo linear com as tensões aplicadas, e dependem de vários fatores que não são considerados no conceito convencional de elasticidade.

2.1.8.1 FATORES QUE AFETAM O MÓDULO RESILIENTE DOS SOLOS GRANULARES Apresenta-se, a seguir, uma descrição resumida dos principais fatores que afetam o comportamento resiliente dos solos granulares (arenosos e pedregulhosos).

Manual de Pavimentação 50 a) Número de Repetição da Tensão-Desvio Tem-se observado que o módulo resiliente tanto aumenta como diminui com o número de repetição de tensão-desvio, e que esta variação depende do índice de vazios crítico, da densidade do material, do grau de saturação e do valor da tensão repetida b) História de Tensões Os materiais de pavimentos tem um comportamento não linear, dependente do tempo e da história de tensões. Por isso, é necessário ensaiá-los sob condições aplicáveis Para que uma única amostra de solo seja ensaiada a vários níveis de tensões e determinado o módulo resiliente para cada nível, é necessário eliminar ao máximo o Quando um determinado solo não-coesivo (areia ou pedregulho) é submetido a um carregamento repetido, grandes deformações permanentes ocorrem durante os primeiros ciclos da carga, como conseqüência de movimentos relativos entre partículas, ou fratura das mesmas nos pontos de contato. Com a repetição do carregamento, o material adquire rigidez e as deformações permanentes ao final de cada ciclo da carga aplicada diminuem até tornarem-se muito pequenas ou nulas. A partir deste instante, o solo apresenta um arranjo estável de partículas e um comportamento quase elástico no sentido de que toda a deformação nele causada pelo carregamento é recuperável quando este é retirado. Nessas condições, o módulo Em ensaios triaxiais de carga repetida, uma única amostra de solo pode ser utilizada para determinar o módulo em vários níveis de carregamento, desde que: ? a amostra seja previamente submetida a carregamentos repetidos de valores variados, compatíveis com os encontrados nos pavimentos, a fim de eliminar as deformações permanentes iniciais, dando ao material uma condição de pré- ? em materiais saturados ou próximos da saturação estes carregamentos prévios devem ser realizados na condição drenada, evitando mudanças a curto prazo na ? o módulo resiliente deve ser determinado após um número mínimo de repetições, Este procedimento de ensaio de laboratório submete o material a condições similares às encontradas nos pavimentos. No período inicial pós-construção, carregamentos variados e repetidos, provenientes de veículos com diferentes pesos, provocam no pavimento grandes deformações permanentes. Após este período inicial de acomodamento, os pavimentos adquirem um comportamento tensão-deformação aproximadamente constante. Contudo, variações a longo prazo no módulo resiliente e nas propriedades tensão-deformação poderão ser função de vários outros fatores não representáveis em ensaios correntes de laboratório.

Manual de Pavimentação 51 c) Duração e Freqüência do Carregamento O tempo de duração de carga repetida é estabelecido em função da velocidade dos veículos e do ponto no interior dos pavimentos onde deseja calcular o módulo resiliente. A freqüência de aplicação é função das condições de tráfego da estrada em Os ensaios triaxiais dinâmicos em solos arenosos mostra pequena influência da freqüência de aplicação da tensão-desvio no valor do módulo resiliente até 40 aplicações por minuto. Entretanto, para 60 aplicações por minuto os módulos normalmente tornam-se bem maiores. A duração da tensão-desvio teve influência apenas para níveis de tensões elevados, superiores aos comumente existentes nas d) Nível de Tensão Aplicada Estudos sobre o comportamento resiliente de solos não-coesivos (areias e pedregulhos) submetido a tensões axiais repetidas, indicam que o módulo resiliente aumenta muito com a pressão confinante e é relativamente pouco atingido pelo valor da tensão desvio repetida, desde que esta tensão não cause excessiva deformação Biarez definiu a seguinte relação: MR = K1?K? 2

onde: ? ? = soma das tensões principais (?1 + ?2 + ?3) Dunlap definiu a seguinte relação: MR = K3 + K4 (?R + ??) em que: K3 = módulo para condição não confinada ?R ?? = tensões radial e tangencial K4 = constante determinada experimentalmente Também muito utilizada é a relação: M =K ?K2 ou M =K ??K2 ?? K R13R13d3 em que: ? = tensão desvio d

2.1.8.2 FATORES QUE AFETAM O MÓDULO RESILIENTE DOS SOLOS FINOS COESIVOS Apresenta-se, a seguir, uma descrição resumida sobre os principais fatores que afetam o comportamento resiliente dos solos finos coesivos.

Manual de Pavimentação 52 a) Número de Repetição da Tensão-Desvio e História de Tensões Os solos arenosos podem sofrer esses efeitos, diminuídos ou eliminados, através de um pré-condicionamento que consiste em ciclos de carregamento e descarregamento. Os solos argilosos têm deformações resilientes que diminuem com o número de repetições de cargas, produzindo um efeito de enrijecimento que pode ser atribuído a um acréscimo do peso específico devido ao carregamento repetido e a um provável b) Duração e Freqüência de Aplicação das Cargas Não se tem notado influência substancial para freqüências de 20 a 60 aplicações por minuto, com duração de 0,86 a 2,86 segundos e umidade dos corpos-de-prova c) Umidade e Massa Específicas de Moldagem As condições de compactação exercem grande influência no módulo resiliente, vale dizer na deformação recuperável sob determinada tensão-desvio. O módulo diminui muito com o aumento da umidade de compactação. A prática de compactação no ótimo ou aquém deste é, portanto, muito recomendável. O método de compactação- estático, impacto, amassamento, etc., faz-se sentir nos solos argilosos acima do teor ótimo, e pouco ou nenhuma influência tem aquém do ótimo, o que se explica pelo tipo d) Tixotropia dos Solos Argilosos O ganho tixotrópico de resistência ou rigidez pela alteração da estrutura em período de repouso ou cura não é significativo, principalmente após algumas repetições de e) Nível de Tensão Enquanto nos solos granulares o módulo resiliente depende da tensão confinante, e é pouco afetado pela tensão-desvio, nos solos finos coesivos o módulo depende da Os solos finos coesivos compactados próximos ao teor ótimo mostram uma correlação de forma bilinear entre o módulo resiliente e a tensão-desvio (Figura 15), cujas equações são: MR = K2 + K3 {K1 - (?1 - ?3)} ?1 > (?1 ? ?3) MR = K2 + K4 {( ?1 ? ?3) ? ?1} ?1 < (?1 ? ?3) M =K'??K' 2 R 1d

Preferencialmente utiliza-se o modelo: M =K ??K2 ?? K R13d3

Manual de Pavimentação 53

Figura 15 - Variação do módulo resiliente com a tensão-desvio

R MÓDULO RESILIENTE-M K 2 1 K 3 1K 4 K TENSÃO-DESVIO - ?d h 1

em que: MR = módulo de deformação resiliente (?1 - ?3) = tensão-desvio aplicada repetidamente

Manual de Pavimentação 54 2.1.8.3 MÉTODO DE ENSAIO O equipamento para ensaios triaxiais dinâmicos está esboçado na Figura 16.

Figura 16 - Esquema do equipamento para ensaios triaxiais dinâmicos

Manual de Pavimentação 55 a) Preparação dos Corpos-de-prova b) Instalação dos Corpos-de-prova A instalação dos corpos-de-prova na câmara triaxial (Figura 16) é uma operação que exige cuidado, pois, dela depende a qualidade da experimentação, e compreende as etapas seguintes: ? assentamento do corpo-de-prova na base da célula com a pedra porosa; ? verificação de furos que possam existir na membrana, aplicando-se vácuo na base Completada a instalação do corpo-de-prova, aplica-se uma seqüência de carregamentos dinâmicos com a finalidade de eliminar as grandes deformações permanentes que ocorrem nas primeiras aplicações da tensão-desvio, assim como de reduzir o efeito da história de tensões no valor do módulo resiliente.

2.1.9 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS O solo sendo um material que ocorre na natureza nas mais diferentes formas, para ser utilizado como fundação ou material de construção, necessita ser classificado de modo que se possam formular métodos de projetos baseados em algumas propriedades de cada grupo. Deste modo foram desenvolvidos vários sistemas de classificação, cada um Um sistema de classificação de solos bastante utilizado em pavimentação é o do Highway Research Board (HRB), aprovado em 1945 e que constitui um aperfeiçoamento do antigo sistema da Public Roads Administration, proposto em 1929. Neste sistema, denominado HRB, considera-se a granulometria, o limite de liquidez, o índice de liquidez e o índice de grupo. Este sistema de classificação liga-se intimamente ao método de dimensionamento O Sistema Unificado de Classificação de Solo (SUCS) resultante de um trabalho conjunto do Bureau of Reclamation e do Corps of Engineers, assistido pelo professor Arthur Casagrande, da Universidade de Harvard, foi publicado, em 1953, pelo Waterways Experiment Station como aperfeiçoamento e ampliação do sistema elaborado por Casagrande para aeroportos em 1943. O SUCS baseia-se na identificação dos solos de acordo com as suas qualidades de textura e plasticidade, agrupando-lhes de acordo com seu comportamento quando usados em estradas, aeroportos, aterros e fundações. A partir da década de 70, a sistemática de caracterização e classificação de solos evolui significativamente, com os estudos desenvolvidos por Nogami e Villibor, que tratam da aplicação do princípio do ensaio MCV (moisture condition value) na identificação do comportamento de solos tropicais, bem como os estudos de resiliência de materiais iniciados na COPPE/UFRJ. Até então, os solos brasileiros eram caracterizados e classificados por metodologias baseadas nas determinações da granulometria, limite de

Manual de Pavimentação 56 liquidez e índice de plasticidade, com a finalidade de avaliar preliminarmente a qualidade dos solos, com base na experiência norte-americana, e delimitar universo de solos para escolha de amostras representativas para execução de ensaios com vistas ao projeto rodoviário. Dos estudos de Nogami e Villibor, surgiu a classificação MCT que permite retratar as pecularidades dos solos quanto ao comportamento laterítico ou saprolítico. Já os estudos iniciados na COPPE/UFRJ em 1976, resultaram na Classificação Resiliente que qualifica os solos quanto ao comportamento mecânico em termos de deformabilidade elástica.

2.1.9.1 CLASSIFICAÇÃO TRB (ANTIGO HRB) Nesta classificação, os solos são reunidos em grupos e subgrupos, em função de sua granulometria, limites de consistência e do índice de grupo. Na Tabela 4 a seguir é mostrado o quadro de clasificação dos solos, segundo o TRB. Determina-se o grupo do solo, por processo de eliminação da esquerda para a direita, no quadro de classificação. O primeiro grupo a partir da esquerda, com o qual os valores do solo ensaiado coincidir, será a classificação correta.

Tabela 4 - Classificação dos solos (Transportation Research Board) CLASSIFICAÇÃO GERAL MATERIAIS GRANULARES 35% (ou menos) passando na peneira Nº 200 MATERIAIS SILTO - ARGILOSOS CLASSIFICAÇÃO EM GRUPOS A-1 A-3 A-2 A-4 A-5 A-6 A-7 A-7-5 A-7-6 A-1-A A-1-B A-2-4 A-2-5 A-2-6 A-2-7 Granulometria - % passando na peneira

Nº 10 Nº 40 Nº 200 10 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 35 máx. 36 min. 36 min. 36 min. 36 min. Características da fração passando na peneira Nº 40: Limite de Liquidez Índice de Plasticidade 6 máx. 6 máx. NP 40 máx.

11 min.* Índice de Grupo 0 0 0 0 0 4 máx. 4 max. 8 máx. 12 máx. 16 máx. 20 máx. Materiais constituintes Fragmentos de pedras, pedregulho fino e areia Pedregulho ou areias siltosos ou argilosos Solos siltosos Solos argilosos Comportamento como subleito Excelente a bom Sofrível a mau * O IP do grupo A - 7 - 5 é igual ou menor do que o LL menos 30.

A seguir, são listadas as características dos solos de cada um dos grupos e subgrupos deste sistema de classificação, relacionadas a sua utilização em pavimentação.

Manual de Pavimentação 57 Solos granulares ou de granulação grossa são os que contêm 35% ou menos de material Grupo A-1 - O material típico deste grupo é constituído de mistura bem graduada de fragmentos de pedra ou pedregulhos, areia grossa, areia fina e um aglutinante de solo não plástico ou fracamente plástico. No entretanto, este grupo inclui também fragmentos de pedra, pedregulho, areia grossa, cinzas vulcânicas, etc., que não contêm aglutinantes Subgrupo A-1-a - Inclui os materiais contendo, principalmente, fragmentos de pedra ou pedregulho, com ou sem material fino bem graduado, funcionando como aglutinante. Subgrupo A-1-b - Inclui os materiais constituídos, principalmente, de areia grossa, com Grupo A-2 - Este grupo inclui grande variedade de materiais que se situam entre os grupos A-1 e A-3 e também entre os materiais constituídos de mistura silte-argila dos grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. Inclui todos os solos com 35% ou menos passando na peneira nº 200, mas que não podem ser classificados como A-1 ou A-3, devido ao teor de finos que contêm, ou a plasticidade, ou ambos excedendo os limites estabelecidos para os Subgrupos A-2-4 e A-2-5 - Incluem solo contendo 35% ou menos, passando na peneira nº 200, com uma porção menor retida na peneira nº 40, possuindo as características dos grupos A-4 ou A-5. Estes grupos abrangem os materiais tais como pedregulho e areia grossa, em que o teor de silte e o índice de plasticidade ultrapassam os limites estabelecidos para o Grupo A-1, e ainda areia fina com silte não plástico excedendo os Subgrupos A-2-6 e A-2-7 - Incluem solos semelhantes aos descritos nos subgrupos A-2- 4 e A-2-5-, exceção feita da porção de finos que contem argila plástica com características dos grupos A-6 ou A-7. Os efeitos combinados dos índices de plasticidade maiores que 10 e percentagem passando na peneira nº 200, maiores que 15, estão Grupo A-3 - O material típico deste grupo é areia fina de praia ou de deserto, sem silte ou argila, ou possuindo pequena quantidade de silte não plástico. O grupo inclui também misturas de areia fina mal graduada e quantidades limitadas de areia grossa e pedregulho Grupo A-4 - O solo típico deste grupo é siltoso não plástico, ou moderadamente plástico, possuindo, geralmente, 5% ou mais passando na peneira n º 200. Inclui também misturas de solo fino siltoso com até 64% de areia e pedregulho retidos na peneira nº 200. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 8, as percentagens crescentes de material Grupo A-5 - O solo típico deste grupo é semelhante ao que foi descrito no A-4, exceto que ele é, geralmente, de caráter diatomáceo ou micáceo, altamente elástico, conforme indica seu elevado limite de liquidez. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 12; esses valores crescentes revelam o efeito combinado do aumento dos limites de liquidez e das percentagens decrescentes de material grosso.

Manual de Pavimentação 58 Grupo A-6 - O solo típico deste grupo é argiloso, plástico, tendo, geralmente, 75% ou mais de material passando na peneira n º 200. O grupo inclui também misturas de solos finos argilosos, podendo conter até 64% de areia e pedregulho retidos na peneira n º 200. Os solos deste grupo comumente sofrem elevada mudança de volume entre os estados seco e úmido. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 16, esses valores crescentes mostram o efeito combinado do aumento dos índices de plasticidade e diminuição dos Grupo A-7 - O solo típico deste grupo é semelhante ao descrito no grupo A-6, com a diferença que possui as características de alto limite de liquidez do grupo A-5, podendo ainda ser elástico e estar sujeito a elevada mudança de volume. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 20; este aumento indica o efeito combinado de crescimento dos limites de liquidez e dos índices de plasticidade, bem como a diminuição dos materiais Subgrupo A-7-5 - Encerra materiais com índice de plasticidade moderado em relação ao limite de liquidez, podendo ser altamente elástico e sujeito a elevadas mudanças de Subgrupo A-7-6 - Inclui materiais com elevados índices de plasticidade em relação aos limites de liquidez, estando sujeitos a elevadas mudanças de volume.

2.1.9.2 SISTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS O SUCS baseia-se na identificação dos solos de acordo com as suas qualidades de textura e plasticidade, e grupa-os de acordo com seu comportamento quando usados em Neste sistema, consideram-se as seguintes características dos solos: a) Percentagens de pedregulhos, areia e finos (fração que passa na peneira nº 200: silte As principais divisões são: solos de granulação grossa (mais de 50% em peso retido na peneira nº 200), solos de granulação fina (mais de 50% em peso passando na peneira nº 200) e solos altamente orgânicos (facilmente identificáveis pelo seu aspecto). O critério Para a aplicação do SUCS fornece a Tabela 5, a seguir, os métodos de identificação de campo e de laboratório, e as características dos grupos de solos referentes a estradas e As vantagens do emprego do SUCS estão no exercício da identificação de campo, na adoção de uma simbologia que diz da natureza do solo, e no valor prático das indicações que a classificação proporciona a vários ramos da engenharia de solos.

Manual de Pavimentação 59 Tabela 5 - Sistema unificado de classificação de solos

Pedregulho sem finos Pedregulho com finos Areias sem finos Areias com finos SILTES e ARGILAS com LL ? 50 SILTES e ARGILAS com LL > 50 Pedregulhos: 50% ou mais da fração graúda retida na peneira nº 4 Areias: 50% ou mais da fração graúda passando na peneira nº 4 SOLOS DE GRADUAÇÃO GROSSA: mais de 50% retido na peneira nº 200 SOLOS DE GRADUAÇÃO FINA: 50% ou mais passando pela peneira nº 200 Pedregulhos bem graduados ou misturas de areia de GW Pedregulhos mau graduados ou misturas de areia e GP Areias bem graduadas ou areias pedregulhosas, com SW Areias mau graduadas ou areias pedregulhosas, com SP Siltes inorgânicos - Areias muito finas - Areias finas siltosas ML Argilas inorgânicas de baixa e média plasticidade - Argilas CL Siltes orgânicos - Argilas siltosas orgânicas de baixa OL Solos Altamente Orgânicos PT Turfas e outros solos altamente orgânicos.

Manual de Pavimentação 60 2.1.9.3 GRÁFICO DE PLASTICIDADE Idealizado pelo Prof. Artur Casagrande, e apresentado à Figura 17 abaixo, é um diagrama cartesiano com limite de liquidez (LL) em abcissas e o índice de plasticidade (IP) em ordenadas, onde traçadas duas linhas, uma reta inclinada, chamada linha "A", e a outra vertical com LL = 50. A linha "A" representa uma importante fronteira empírica entre as argilas tipicamente sem matéria orgânica (CL e CH), em geral acima dessa linha; os solos plásticos contendo colóides orgânicos (OL e OH) ou solos siltosos sem matéria orgânica (ML e MH). A linha vertical LL = 50 separa os siltes e argilas, com baixo LL (L), daqueles Na parte inferior do gráfico, abaixo de LL = 50, com aproximadamente IP entre 4 e 7, há considerável superposição nas propriedades dos solos argilosos e dos siltosos. Por esse motivo, a linha "A" nessa zona transforma-se numa área, e os solos aí situados são A experiência tem demonstrado que a compressibilidade é aproximadamente proporcional ao LL, e que os solos com o mesmo LL têm aproximadamente a mesma compressibilidade, supondo que os outros fatores sejam essencialmente os mesmos. Verificou-se que nos solos com o mesmo LL, quando cresce o IP, crescem também as características coesivas e diminui a permeabilidade.

Figura 17 - Gráfico de plasticidade 60 50 40 30 20 10 0 LL = 50

LL = 30 Argilas Inorgânicos de Plasticidade Média Argilas Inorgânicos de Baixa PlasticidadeCL

Siltes Inorgânicos de Baixa Compressibilidade CH LINHA ?A? IP=0,73(LL-20) Siltes Orgânicos de Alta Compressibilidade e Argilas Orgânicas

CH ou MH ML ou CL Siltes Inorgânicos de Compressibilidade Média e Siltes Orgânicos

10 20 30 40 50 60 70 80 90 A Figura 18 a seguir apresenta o método auxiliar para identificação da plasticidade em laboratório.

Manual de Pavimentação 61 Figura 18 -

Examinar visualmente o solo para determinar se ele é altamente orgânico de granulação fina. Nos casos limite determinar a qualidade que passa na peneira número 200 Método auxiliar de identificação de plasticidade em laboratório

Acima da linha"A" e da zona hachurada d gráfico de plasticidade H limite de liquidez superior a 50 Granulação fina mais de 50 pass. na pen. número 200 Fazer ensaios de LL e LP na fração que passa na pen. número 40 Abaixo de "A" e da zona hachurada do gráfico Cor, odor e se possível o LL e LP do solo seco na estufa

Acima da linha"A" e L limite de liquidez inferior a 50 Abaixo de "A" e da zona hachurada do gráfico Cor, odor e se possível o LL e LP do solo seco na estufa Fazer granulometria Mais de 12 passa na pen. número 200 Fazer ensaios de LL e LP na fração número 40

Granulação grossa 50 número 200 Areia (S) a maior parte da fração graúda Mais de 12 passa número 200 Menos de 5 passa na pen. número 200 Caso limite leva o símbolo duplo de acordo com granulometria e plasticidade de P_Ex SW. - SM.

Examinar a curva granulométrica Acima da linha "A" e da zona hachu- rada do gráfico de plasticidade Os limites dão um ponto na zona hachu- rada do gréfi- co de plasti- cidade

Mais de 12 pass a na pen. número 200 Fazer ensaios de LL e LP na fração número 40 Solos altamente orgâ nico (Pt) textura porosa, cor, odor umidade muito elevada, partículas de material vegetal (gravetos, folhas, etc.) Pedregulho (G) a maior parte ou fração graúda é retida na peneira número 4 Entre 5 e 12 passa na pen. número 200 Caso limite leva o símbolo duplo de acordo com granulometria e plasticidade de P_Ex GW. - GM.

GM GP GM GM-OC GC SW SP Menos de 5 passa na pen. número 200 SM SM Examinar a curva granulométrica SC Abaixo de "A" e da zona hachurada do do gráfico

Mau gra- nulado o Bom gra- nu lado Acima da linha "A" e da zona hachu- rada do gráfico de plasticidade Os limites dão um ponto na zona hachu- rada do gréfi- co de plasti- cidade Orgânica Inorgânica Orgânica Inorgânica Abaixo de "A" e da zona hachurada do do gráfico OC Mau gra- nulado ML ML-CL CL MH CH CH Bom gra- nulado

Manual de Pavimentação 62 a) Terminologia básica para os vários componentes dos solos Os nomes pedras, cascalho ou pedregulho (gravel), areia (sand) e finos - compreendendo silte (silt) e argila (clay) - são usados para definir a escala de granulometria no tamanho das partículas do solo, tendo sido adotados, arbitrariamente, os limites de tamanho, da Tabela 6 a seguir.

Tabela 6 - Escala granulométrica utilizada pelo SUCS Pedras acima de 3 polegadas ( 76 mm) Cascalho grosso entre 3?e 3/4? (76 e 19 mm) Cascalho fino entre 3/4? e a peneira nº 4 (19 e 4,76 mm) Areia grossa os entre as peneiras n 4 e 10 (4,76 e 2 mm) Areia média os entre as peneiras n 10 e 40 (2 e 0,43 mm) Areia fina (limo ou mó) os entre as peneiras n 40 e 200 (0,42 e 0,075 mm) Finos (silte e argila) passando na peneira nº 200 (menor que 0,075 mm) O silte e a argila distinguem-se pela baixa plasticidade do primeiro e pela alta No gráfico de plasticidade da Figura 17, quando um ponto, tendo como coordenadas o LL e o IP do material fino, ficar abaixo da linha "A", ele será silte, caso contrário, será uma argila. Os limites da Atterberg (LL, LP e IP) determinam-se com o material que passa na peneira normal nº40. Essa definição pelo gráfico de plasticidade é válida para siltes, quer orgânicos; mas não é válida para as argilas orgânicas porque seus No sistema unificado, como indica na Tabela 5, as três primeiras colunas mostram as maiores divisões da classificação, e os símbolos dos grupos que distinguem os tipos individuais de solos, de acordo com a terminologia mostrada nas Tabelas 7 e 8.

Tabela 7 - Terminologia usada no SUCS Símbolos Significado inglês português G gravel cascalho (pedregulho) S sand areia C clay argila W well graded bem graduado P poor graded mal graduado F fines finos (passando na peneira nº 200) M mo mó ou limo (areia fina) O organic matéria orgânica L low liquid limit LL baixo H high liquid limit LL alto Pt peat turfa

Manual de Pavimentação 63 Tabela 8 - Grupos de solos Símbolos dos Grupos Significados dos Símbolos dos Grupos de Solos GW Cascalho bem graduado, cascalho e areia sem muitos finos GP Cascalho mal graduado, cascalho e areia sem muitos finos GM Cascalho siltoso com areia GC Cascalho argiloso com areia SW Areia bem graduada, com cascalho e sem muitos finos SP Areia mal graduada, com cascalho e sem muitos finos SM Areia siltosa, mistura de areia e silte ou limo SC Areia argilosa, mistura de areia e argila ML Material siltoso e areias muito finas, pó-de-pedra, areias finas siltosas ou argilosas, ou siltes argilosos com baixa plasticidade CL Argilas magras, argilas de plasticidade baixa ou média, argilas com cascalho, areia ou silte OL Siltes orgânicos, argilosos ou não, com baixa plasticidade MH Siltes, limos, areia finas micáceas ou diatomáceas, solos siltosos, siltes elásticos CH Argilas gordas, de plasticidade média ou alta OH Argilas orgânicas de plasticidade média ou alta, siltes orgânicos Pt Turfa e outros solos altamente orgânicos b) As Grandes Categorias de Solos No sistema unificado, os solos são fundamentalmente divididos em: São considerados de granulometria grossa, os solos dos quais 50% ficam retidos na peneira normal nº 200; caso contrário, o solo será considerado de granulometria fina. Em geral os solos altamente orgânicos são identificados, com facilidade, pelo exame Os solos de granulometria grossa são cascalhos e solos contendo cascalho (símbolo Os solos de granulometria fina se subdividem, de acordo com seu LL,em baixo (símbolo L, de low), quando for igual ou inferior a 50; e alto (símbolo H, de high), em caso contrário. Os solos altamente orgânicos não comportam subdivisões. Os solos de granulometria grossa são considerados cascalhos (G), quando a maior parte da fração, retida na peneira normal nº 200, também é retida na peneira normal Cada um dos grupos cascalho (G) e areia (S) subdivide-se nos seguintes quatro grupos secundários: ? Material bem graduado (well graded), com poucos finos ou sem finos (sem muito finos). Símbolo W, grupos GW e SW;

Manual de Pavimentação 65 ser silte ou pó-de-pedra quase sem plasticidade, e a mistura seca não tem ? Grupos GC e SC Solos com cascalho, ou arenosos, com finos (mais de 12% passando na peneira 200) cuja plasticidade pode ser baixa ou alta. O IP e o LL devem identificar pontos acima da linha "A" no gráfico de plasticidade. Não importa se o material é bem ou mal graduado. A plasticidade da fração aglomerante influi mais no comportamento d) Descrição dos Solos de Granulometria Fina ? Grupos ML e MH O símbolo M (de mó, limo) serve para indicar solos com predominância de silte o limo, solos micáceos e solos diatomáceos. Os símbolos L (de low, baixo) e H (de high, alto) representam LL baixo ou alto, sendo esses dois grupos separados por uma linha divisória arbitária no LL = 50. Esses solos são siltes arenosos ou argilosos, sem matéria orgânica, com plasticidade relativamente baixa. Incluem solos do tipo loess e o pó-de-pedra. Os solos micáceos e diatomáceos, em geral no grupo MH, podem estender-se até o ML. O mesmo acontece com certas argilas ? Grupo CL e CH O símbolo C (de clay) significa argila, e os símbolos L (de low) e H (de high) significam, respectivamente, baixo e alto LL. São essencialmente argilas sem matéria orgânica. As de baixa plasticidade (CL) são em geral magras, arenosas ou siltosas. As com plasticidade média ou alta (CH) incluem argilas gordas, gumbos, massapês, algumas argilas vulcânicas e a betonita. As argilas do norte dos ? Grupos OL e OH São caracterizados pela presença de matéria orgânica indicada pelo símbolo O. Os siltes e as argilas orgânicas fazem parte desses dois grupos. A faixa de e) Descrição dos Solos Altamente Orgânicos ? Grupo Pt (peat, turfa) São em geral muito compressíveis e têm características inadequadas para construção. Estão todos classificados no grupo Pt sem subdivisões, turfa, humos; solos pantanosos, com textura altamente orgânica, são típicos desse grupo. São componentes comuns nesses solos: pedaços de folhas, capim, gravetos e outras substâncias vegetais fibrosas.

Manual de Pavimentação 66 2.1.9.4 CLASSIFICAÇÃO MCT (DNER - ME 254/97 , DNER - ME 256/94 , DNER - ME 258/94) Este sistema classificatório foi desenvolvido, por Nogami e Villibor, com a finalidade básica de melhor caracterizar os solos tropicais. A técnica permite avaliar propriedades fundamentais dos solos associados à contração, permeabilidade, expansão, coeficiente de penetração d'água, coesão, capacidade de suporte e famílias de curvas de compactação, utilizando corpos-de-prova de dimensões reduzidas (50 x 50 mm). Essa sistemática inicialmente desenvolvida foi simplificada com a introdução do ensaio de compactação desenvolvido por Parsons (1976), envolvendo a determinação do parâmetro MCV, que adaptado a corpos-de-provas miniaturas foi designado ensaio mini-MCV. Este ensaio permite determinar, dentre outras, uma propriedade empírica do solo (mini-MCV), que está associada a sua aptidão à compactação: indicação do teor de umidade e energia de compactação mais adequados, identificação dos solos problemáticos à compactação. Para fins de classificação dos solos lateríticos ou saprolíticos, foi introduzido por aqueles pesquisadores um novo ensaio para avaliar o comportamento de corpos-de-prova obtidos no ensaio mini-MCV, após imersão em água e sob condições padronizadas, resultando como subproduto, uma nova sistemática classificatória de solos para fins rodoviários, A metodologia MCT permite retratar as peculiaridades dos solos quanto ao comportamento laterítico ou saprolítico, quantificando propriedades importantes para uso em serviços rodoviários. Considera duas classes distintas de solos, ou seja, de comportamento laterítico (L) e de comportamento não laterítico (N) e sete subclasses correspondentes, conforme Figura 19. A execução da metodologia MCT baseia-se resumidamente no seguinte procedimento: a) Compactação de cerca de 200 g de solo com diferentes umidades, em molde cilíndrico de 50 mm de diâmetro, para determinação de curvas de compactação (ys x h) em diferentes energias, ou número de golpes aplicados por soquete padronizado e curvas correlacionando a redução de altura do corpo-de-prova (?h) em função do b) Perda por imersão (Pi) dada pela relação percentual entre as massas seca e úmida da parte primitivamente saliente desprendida por imersão, cerca de 1,0cm, do molde de Os resultados obtidos são associáveis ao valor mini-MCV definido pela expressão: MINI - MCV = 10 log N em que: N é o número de golpes a partir do qual o solo compactado não sofre redução c) Conforme Figura 19, determinam-se os parâmetros classificatórios C', d', P1 e e', onde:

Manual de Pavimentação 67 C' é a inclinação da reta que passa pelo ponto de mini-MCV = 10, interpolada entre os d' é a inclinação, multiplicada por 103, do ramo seco da curva de compactação Pi é determinado para o mini-MCV = 10 e na curva que relaciona as pedras por imersão dos corpos-de-prova ensaiados e os mini-MCVs correspondentes, para ?H P 20 e' = 3 i + 100 d' d) Com os valores de e' e C', o solo é classificado em subclasses (Figura 19); A Tabela 9 apresenta as propriedades típicas dos solos, segundo os diferentes grupos classificatórios.

Manual de Pavimentação 68 Figura 19 - Ábaco para classificação MCT

Manual de Pavimentação 69 Tabela 9 - Classificação MCT argilas, argilas arensas Alto Baixa Baixa média a alta baixa média a alta PROPRIEDADES TÍPICAS DOS GRUPOS DOS SOLOS (2) Corpos-de-provas compactados na umidade ótima da energia "normal", com sobrecarga padrão quando pertinente, sem fração retida na peneira de 2mm de abertura. areias argilosas, argilas arenosas Alto a muito alto Baixa Baixa Baixa a média baixa Baixa a média areias com pouca argila Alto Baixa Baixa Baixa Média a baixa NP a baixa argilas, argilas arenosas, argilas siltosas Alto alta alta e média alta e média Baixa a média alta silte (k, m), siltes arenosos e argilosos Médio a alto alta alta Média Média a baixa Média a alta areias siltosas, areias argilosas Alto Baixa Baixa Baixa a Média Baixa Média a NP areias, areias siltosas, siltes (q) Alto a médio Média a baixa Baixa Baixa a Média Média a alta Baixa a NP GRANULOMETRIA TÍPICA (MINERAIS)(1) MINI CBR sem imersão (%) Perda de Suporte por imersão (%) (2) PERMEABILIDADE log (k(cm/s)) PLASTICIDADE CAPACIDADE DE SUPORTE (2) EXPANSÃO CONTRAÇÃO CLASSES GRUPOS N - SOLOS DE COMPORTAMENTO "NÃO LATERÍTICO" L - SOLOS DE COMPORTAMENTO "LATERÍTICO" NA NA` NG` LA` LG` NS` SILTOSOS LA AREIAS AREIAS ARENOSOS ARGILOSOS ARENOSOS ARGILOSOS

Manual de Pavimentação 70 2.1.9.5 CLASSIFICAÇÃO RESILIENTE A partir dos estudos de Mecânica dos Pavimentos iniciados na COPPE/UFRJ em 1976, por Pinto e Preussler, sob a orientação de Medina, foi possível desenvolver uma classificação de solos baseada em suas propriedades resilientes, permitindo, assim, qualificá-los quanto ao comportamento mecânico em termos de deformabilidade elástica, conforme Figura 20 a seguir.

A Classificação fundamenta-se no conhecimento do módulo resiliente dos solos (MR), determinado pelo DNER ? ME 131/94).

Figura 20 - Classificação resiliente de solos granulares 10.000 (kgf/cm2) 5.000 MÓDULO RESILIENTE, MR 1.000

500 200 GRU PO C GRUP OB GRU PO A 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 TENSÃO CONFINANTE, s3(kgf/cm2)

a) Solos Granulares Entende-se por solos granulares, para fins de classificação quanto à resiliência, aqueles que apresentam menos de 35% em peso de material passando na peneira A Figura 20 apresenta os grupos de solos A, B e C, que retratam o comportamento deles, definido pelo modelo: M R = K1 x ?3 K2

Manual de Pavimentação 71 sendo K1 e K2 os parâmetros de resiliência determinados em ensaios triaxiais de carregamento repetido sob tensões de confinamento,?3, e M R o módulo de resiliência Grupo A - solos com grau de resiliência elevado - não deve ser empregado em Grupo B - solo com grau de resiliência intermediário - pode ser empregado em estrutura de pavimentos como base, sub-base e reforço do subleito, ficando seu comportamento dependente das seguintes condições: K2 > 0,50; comportamento dependente da espessura da camada e da qualidade do Grupo C - solos com baixo grau de resiliência ? pode ser usado em todas as b) Solos Finos Entende-se por solos finos, para fins de classificação quanto à resiliência, aqueles que apresentam mais de 35% em peso de material passando na peneira nº 200 (0,075 A Figura 21 apresenta os grupos de solos Tipo I, Tipo II e Tipo III, que retratam o comportamento dos mesmos, definido pelo modelo: M R = K2 + K3 (K1 - ?d) para ?d < K1

M R = K2 + K4 (?d - K1) para ?d > K1 sendo K1, K2, K3 e K4, os parâmetros de resiliência determinados em ensaios triaxiais de carregamento repetido sob tensões-desvio,?d, e M R o módulo de Solo Tipo I - solo de bom comportamento quanto à resiliência como subleito e reforço Solo Tipo II - solo de comportamento regular quanto à resiliência como subleito e Solo Tipo III - solo de comportamento ruim quanto à resiliência. É vedado seu emprego em camadas do pavimento. Para o subleito, requerendo cuidados e estudos Na impossibilidade de determinar os valores de M R , pode-se estimar a Classificação indiretamente, a partir da percentagem de silte na fração que passa na peneira nº 200, S% e do CBR(Tabela 10).

Manual de Pavimentação 72 Tabela 10 - Classificação dos solos finos (Método indireto) CBR S% ? 35 35 - 65 ? 65 ?5 III III III 6-9 II II III ?10 I II III Solo Tipo I: MR = 4874 ?d - 1,129 Solo Tipo II: MR = 1286 ?d - 0,5478 Solo Tipo III: MR = 530 kgf/cm2 2.1.9.6 ANÁLISE DAS CLASSIFICAÇÕES De acordo com T. K. Liu, a classificação unificada dos solos é mais apropriada a uma descrição de solos com finalidade gerais, enquanto a classificação TRB se adapta melhor Nas Tabelas 11 e 12 são mostradas as possíveis interrelações entre os sistemas de Classificação do TRB e SUCS, enquanto que nos Tabelas 13 e 14 aparecem faixas de valores mais comuns de CBR [Liu].

Manual de Pavimentação 73 Figura 21 - Classificação resiliente de solos finos

Manual de Pavimentação 74 Tabela 11 - Interrelações entre a classificação TRB e a unificada Classificação TRB Classificação Unificada Mais provável Possível Possível, mas improvável A-1-a GW - GP SW - SP GM - SM A-1-b SW - SP - GM - SM GP ? A-3 SP ? SW - GP A-2-4 GM - SM GC - SC GW - GP - SW - SP A-2-5 GM - SM ? GW - GP - SW - SP A-2-6 GC - SC GM - SM GW - GP - SW - SP A-2-7 GM - GC - SM - SC ? GW - GP - SW - SP A-4 ML - OL CL - SM - SC GM - GC A-5 OH - MH - ML - OL ? SM - GM A-6 CL ML - OL - SC GC - SM - GC - SC A-7-5 OH - MH ML - OL - CH GM - SM - GC - SC A-7-6 CH - CL ML - OL - SC OH - MH - GC - GM - SM

Tabela 12 - Interrelações entre a classificação unificada e TRB SUCS TRB Mais provável Possível Possível, mas improvável GW A-1-a A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 GP A-1-a A-1-b A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 GM A-1-b, A-2-4, A-2-5, A- 2-7 A-2-6 A-4, A-5, A-6, A-7, A-7-6, A-1-a GC A-2-6, A-2 A-2-4, A-6 A-4, A-7-6, A-7-5 SW A-1-b A-1-a A-3, A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 SP A-3, A-1-b A-1-a A-2-4, A-2-5, A-2-6, A-2-7 SM A-1-b, A-2-4, A-2-5, A- 2-7 A-2-6, A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6, A-1-a SC A-2-6, A-2-7 A-2-4, A-6, A-4, A-7-6 A-7-5 ML A-4, A-5 A-6, A-7-5 ? CL A-6, A-7-6 A-6, A-7-5, A-4 ? OL A-4, A-5 A-6, A-7-5, A-7-6 ? CH A-7-6 A-7-5 ? OH A-7-5, A-5 ? A-7-6 PT ? ? ?

Manual de Pavimentação 75 Tabela 13 - Valores prováveis de CBR para os grupos de SUCS Solos CBR GW 40 a mais de 80 GP 30 a mais de 60 GM 20 a mais de 60 GC e SW 20 a 40 SP e SM 10 a 40 SC 5 a 20 ML, CL, CH 15 a menos de 2 MH 10 a menos de 2 OL, OH 5 a menos de 2

Tabela 14 - Valores prováveis de CBR para os grupos da classificação TRB Solos CBR A-1-a 40 a mais de 80 A-1-b 20 a mais de 80 A-2-4 e A-2-5 25 a mais de 80 A-2-6 e A-2-7 12 a 30 A-3 15 a 40 A-4 4 a 25 A-5 menos de 2 a 10 A-6 e A-7 menos de 2 a 15 A partir de pesquisa conduzida pelo IPR/DNER sobre solos tropicais quando analisou-se um total de 355 amostras de solos, observou-se a seguinte correlação entre as classificações MCT e a resiliente (Tabela 15).

Tabela 15 - Interrelação entre a classificação MCT e a resiliente MCT Resiliente Predominância Comportamento NA III III grau de resiliência alto LA III III grau de resiliência alto NA' II - III II grau de resiliência médio e alto NS' II - III II grau de resiliência médio a alto NG' II - I II grau de resiliência médio a baixo LA' II - I II - I grau de resiliência médio a baixo LG' I - II I grau de resiliência baixo

Manual de Pavimentação 76 Estudos realizados por Nogami e Villibor, bem como os resultados obtidos nos trabalhos já mencionados, mostram dificuldades em se associar as classificações TRB, SUCS e MCT. Verifica-se que as diferenças de propriedades que caracterizam os solos lateríticos e saprolíticos, retratados na classificação MCT, não se refletem no gráfico de plasticidade ou no grupo das classificações tradicionais. Quanto à classificação resiliente para solos finos, a consideração do valor CBR e a relação silte-argila, não levadas em conta nas classificações tradicionais, dificultam uma análise comparativa. Portanto, solos do tipo A-7 ou A-6 podem ser classificados em qualquer tipo quanto à resiliência dependendo do seu Os estudos indicam uma pequena correlação entre as classificações MCT e Resiliente. Este fato também ocorre entre estas classificações e as norte-americanas (TRB e SUCS). Em função de suas diferentes características granulométricas, os solos tendem a apresentar comportamento mecânico (resposta às cargas aplicadas) variado. Assim, os solos granulares teriam resistência à penetração elevada, devido ao atrito intergranular e ao entrosamento de partículas. Ao mesmo tempo, sua deformabilidade elástica tende a ser elevada, pois as partículas têm liberdade o suficiente para rolarem uma sobre as outras, devido à baixa coesão e pequena influência das forças de campo em relação aos pesos das partículas. Já nos solos finos coesivos, a resistência à penetração tende a ser baixa, pois as partículas são plaquetas com baixo grau de entrosamento, e sua deformidade elástica tende a ser baixa, devido aos campos eletromagnéticos que existem entre as partículas, os quais se opõem a seus deslocamentos relativos, tendo importância Em vista desses aspectos, pode-se esperar que a relação M R /CBR para os solos finos coesivos seja mais elevada que no caso dos solos granulares, uma vez que o módulo de resiliência mede a deformabilidade elástica do solo, enquanto o CBR se relaciona com a Uma outra diferença se refere à variação do módulo de resiliência com o estado de tensões. Os campos eletromagnéticos entre as partículas dos solos finos coesivos são vencidos por deformações cisalhantes. Assim, o módulo desses solos devem variar com a tensão-desvio, ? d . Da mesma forma, com o aumento das deformações volumétricas, aumenta o atrito entre as partículas nos solos granulares, explicando o aumento de M R com ? 3 , já nos solos lateríticos, a cimentação das partículas produzida pela laterização tem o efeito de reduzir a dependência de M R com estado de tensões. Ao mesmo tempo, o próprio valor do módulo tende a aumentar, juntamente com a resistência. Dessa forma, se Em vista dessas considerações, a relação M R /CBR pode ser um parâmetro bem mais indicativo da natureza dos solos que o valor de M R ou do CBR isoladamente, sendo mais Agrupando-se os pontos no ábaco da classificação MCT, obtêm-se os resultados mostrados na Figura 20, que indica relações características para cada região delimitada.

Manual de Pavimentação 77 Investigando os parâmetros que afetariam a relação M R /CBR foi possível identificar três regiões distintas com características mostradas na Figura 20. Estes grupos foram designados pelas letras: G - solos de comportamento granular I - solos de comportamento intermediário C - solos de comportamento coesivo A relação M R /CBR média de todos os solos analisados, é de 100, que coincide com a relação de Heukelom & Klomp. A dispersão, contudo, é muito grande, sendo recomendável considerar-se os resultados da classificação mostradas nas Figuras 22 e Foram identificados três grupos de solos com relação à razão MR/CBR, tendo como parâmetro diferenciador a relação entre o CBR e a percentagem total de argila. A Tabela 16 resume os valores da relação módulo - CBR para cada um dos grupos de solos identificados.

Tabela 16 - Relação módulo - CBR Grupo CBR/ (% argila) M R /CBR G maior que 0,474 40 I entre 0,202 e 0,474 120 C menor que 0,202 440 SAF* ? 700

* Solo Arenoso Fino Figura 22 - Variação da relação módulo - CBR com a classificação MCT

Manual de Pavimentação 78 Figura 23 - Gráfico CBR versus porcentagem de argila

2.2 MATERIAIS PÉTREOS 2.2.1 DEFINIÇÃO Os materiais pétreos usados em pavimentação, normalmente conhecidos sob a denominação genérica de agregados, podem ser naturais ou artificiais. Os primeiros, são aqueles utilizados como se encontram na natureza, como o pedregulho, os seixos rolados, etc., ao passo que os segundos compreendem os que necessitam uma transformação física e química do material natural para sua utilização, como a escória e a argila expandida.

2.2.2 CLASSIFICAÇÃO Os agregados usados em pavimentação podem ser classificados segundo a natureza, tamanho e distribuição dos grãos.

Quanto à natureza Agregados Quanto ao tamanho Quanto à graduação agregado natural agregado artificial agregado graúdo agregado miúdo agregado de enchimento denso aberto tipo macadame

Manual de Pavimentação 79 Quanto à natureza das partículas: a) Agregados naturais são constituídos de grãos oriundos da alteração das rochas pelos processos de intemperismo ou produzidos por processos de britagem: pedregulhos, b) Agregados artificiais são aqueles em que os grãos são produtos ou subprodutos de processo industrial por transformação física e química do material: escória de alto Quanto ao tamanho individual dos grãos: a) Agregado graúdo é o material retido na peneira nº 10 (2,0 mm): britas, cascalhos, b) Agregado miúdo é o material que passa na peneira nº 10 (2,0 mm) e fica retido na c) Agregado de enchimento ou material de enchimento (filler) é o que passa pelo menos 65 % na peneira nº 200 (0,075 mm): cal extinta, cimento Portland, pó de Os agregados graúdos, miúdos e material de enchimento são não-plásticos e inertes em Quanto à distribuição ou graduação dos grãos: a) Agregado de graduação densa é aquele que apresenta uma curva granulométrica de material bem graduado e contínua, com quantidade de material fino, suficiente para b) Agregado de graduação aberta é aquele que apresenta uma curva granulométrica de material bem graduado e contínua, com insuficiência de material fino, para preencher c) Agregado tipo macadame é aquele que possui partículas de um único tamanho, o chamado "one size agregate". Trata-se, portanto, de um agregado de granulometria uniforme onde o diâmetro máximo é, aproximadamente, o dobro do diâmetro mínimo. O diâmetro máximo de um agregado é a abertura da malha da menor peneira na qual passam, no mínimo, 95 %, do material. O diâmetro mínimo é a abertura da malha da A Figura 24 a seguir apresenta a curva granulométrica dos agregados.

Manual de Pavimentação 80 Figura 24 - Curva de granulometria de agregados 3/8? 1/2? 3/4? 1?

95% % PASSANDO 5% D = 1? = 25,4 mm d0 = 3/8? = 9,5 mm Existem equações que permitem determinar, sob o ponto de vista granulométrico, qual a classificação de um agregado. Uma delas é a seguinte: ? d - d ?n P = 100 ? 0 ? ?D-d0? em que: D - diâmetro máximo d 0 - diâmetro mínimo P - percentagem, em peso, que passa na peneira de diâmetro d n - constante Dessa forma, tem-se a seguinte classificação: a) Agregado de graduação densa: 0,35 < n < 0,55 b) Agregado de graduação aberta: 0,55 < n < 0,75 c) Agregado tipo macadame: D ? 2d n ? 1,0 A equação anterior, para n = 0,50 e d 0 ? 0 é chamada equação de Füller: d P = 100 D Quanto à continuidade da curva de distribuição granulométrica (Figura 25) os agregados podem ser classificados em agregados de granulometria contínua e de granulometria descontínua. O de granulometria contínua apresenta todas as frações em sua curva de

Manual de Pavimentação 81 distribuição granulométrica sem mudanças de curvatura. O de granulometria descontínua apresenta ausência de uma ou mais frações, em sua curva de distribuição granulométrica, dando formação de patamares, caracterizando-se pela mudança de curvatura da curva granulométrica, ou seja, por pontos de inflexão.

Figura 25 - Curva de Distribuição Granulométrica DIÂMETROS DAS PARTICULAS 3/8? 1/2? 3/4? 1?

CONTÍNUA DESCONTÍNUA 90 80 70 60 50 % PASSANDO Os agregados necessitam muitas vezes de uma operação de aperfeiçoamento para sua utilização, como a pedra britada e o pó-de-pedra. Daí as seguintes definições serem consideradas: Pedra afeiçoada: é a pedra bruta trabalhada para determinados fins específicos, tais Pedra marroada: é a pedra bruta fragmentada por meio de marrão e com dimensões tais Pedra não marroada: é uma porção de rocha não trabalhada, ou seja, rocha bruta. Brita: é o material resultante da britagem de pedra, escória de alto forno, etc. Brita classificada ou graduada: é a brita obedecendo a determinados limites de diâmetro. Às vezes, para fins práticos, essa brita é numerada de acordo com o seu diâmetro Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação Pedrisco: é o material proveniente de britagem da pedra e com diâmetro compreendido Pó-de-pedra: é o produto da britagem, com diâmetro das partículas menores que 2,0 mm.

2.2.3 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 2.2.3.1 CONCEITUAÇÃO As características tecnológicas de um agregado servem para assegurar uma fácil distinção de materiais, de modo a se poder comprovar sua uniformidade, bem como a

Manual de Pavimentação 83 película betuminosa pela ação de água. Em geral, os agregados básicos ou hidrofílicos (calcários, basaltos) têm maior adesividade do que os ácidos ou hidrofóbicos (granitos, gnaisses). Existem vários procedimentos para avaliar essa característica dos agregados, alguns dos quais normalizados no meio rodoviário. A adesividade satisfatória pode ser conseguida mediante o emprego de pequenas percentagens de substâncias melhoradoras de adesividade. Esses corretivos de adesividade podem dividir-se em dois grandes grupos: os sólidos (cal extinta, pó calcário, cimento Portland) e os líquidos (alcatrão e dopes). Os mais largamente utilizados são os dopes de adesividade devido a sua eficiência e facilidade de aplicação no campo. São produtos líquidos ou pastosos, à base de aminas terciários e quartenários, facilmente miscíveis no cimento asfáltico. Os dopes são utilizados normalmente na proporção de 0,5 % para 99,5 % de cimento asfáltico. Muitas vezes o asfalto dopado não apresenta boa adesividade ao agregado devido a um dos seguintes fatores: quantidade do dope inferior à necessária, má qualidade do dope, falta de homogeneização do dope no asfalto. Existem métodos para A massa específica aparente de um agregado é necessária para transformação de unidades gravimétricas em volumétricas e vice-versa, muito em uso nos serviços de pavimentação. Sua determinação é preconizada por métodos normalizados pela ABNT e pelo DNER. A massa específica do grão identifica o material, a partir do qual se obteve o agregado.

2.3 MATERIAIS DIVERSOS Neste Item são apresentados os materiais de uso mais freqüente em pavimentação e que não se enquadram nas Seções anteriormente apresentadas. Assim, serão feitas aqui referências a estes materiais, algumas mais aprofundadas, outras mais superficiais, conforme estejam mais ou menos desenvolvidos os estudos com relação a eles e suas aplicações.

2.3.1 AGLOMERANTES HIDRÁULICOS Chamam-se aglomerantes hidráulicos as substâncias cuja propriedade principal é de, por ação da água em proporções e condições adequadas, apresentarem os fenômenos de Dentre os aglomerantes hidráulicos, citam-se aqueles de uso mais comum em pavimentação, justificando, pois, sem inclusão citação neste Manual. São eles: Cal Hidráulica, Cimento Portland.

2.3.1.1 CAL HIDRÁULICA 2.3.1.1.1 DEFINIÇÃO Cal Hidráulica é o aglomerante que resulta da calcinação e posterior pulverização por processos de imersão ou suspensão em água, de calcários argilosos a uma temperatura inferior à da fabricação dos cimentos.

Manual de Pavimentação 84 Em função de sua composição química, a cal hidráulica é definida pelo índice de hidraulicidade de VICAT (I) ou pelo módulo de hidraulicidade (M), que são dados pelas relações que se seguem, em que se consideram as percentagens em peso de seus elementos constituintes: SiO2+Al2O3+Fe2O3+Fe2O3 I= CaO + MgO

CaO + MgO M= SiO2 + Al2O3 + Fe2O3 O tempo de pega, não só das cales mas dos aglomerantes hidráulicos em geral, é função do índice de hidraulicidade: quanto maior o índice de hidraulicidade I, tanto mais rápida a pega da cal, ou do aglomerante.

2.3.1.1.2 MATÉRIAS-PRIMAS E FABRICAÇÃO As matérias-primas para a fabricação das cales hidráulicas são os calcários impuros: A fabricação da cal hidráulica é realizada nos mesmos tipos de fornos empregados para a obtenção de cal aérea, que tanto podem ser intermitentes como contínuos.

2.3.1.1.3 ESPECIFICAÇÕES A "American Society for Testing Materials" (ASTM), em sua designação C 141-67, atualizada em 1978, estabelece as seguintes especificações para os tipos definidos de cal hidráulica: Cal hidráulica de alto teor em cálcio - cal que não contém mais de 5% de óxido de Cal hidráulica magnesiana - cal que contém mais de 5% de óxido de magnésio (da porção a) Composição química: a cal hidráulica, conforme sua composição química calculada com base nos não-voláteis, deve ser enquadrada nas seguintes especificações (Tabela 17): Tabela 17 - Parâmetros de composição de cal hidráulica Componentes Máx % Mín % Óxido de cálcio e óxido de magnésio (CaO e MgO) 75 65 Sílica (SiO2) 26 16 Óxido de ferro e óxido de alumínio (Fe2O3 e Al2O3) 12 ? Dióxido de Carbono (CO2) 8 ?

Manual de Pavimentação 85 b) Finura: para todos os tipos de cal hidráulica, a amostra não deverá deixar um resíduo maior que 0,5% na peneira de 0,6 mm (nº 30), e não mais de 10% de resíduo na peneira de 0,075 mm (nº 200) quando ensaiada em conformidade com o c) Tempo de pega: a pasta de consistência normal não deverá apresentar um início de pega com menos de 2 horas, quando ensaiada pelo método da agulha de GILMORE. d) Expansibilidade: todos os tipos de cal hidráulica, A e B, quando submetidos ao ensaio de expansibilidade em autoclave, não devem apresentar uma expansão superior a e) Resistência à compressão: a resistência média à compressão de, no mínimo, três corpos-de-prova cúbicos de 2 polegadas de aresta, moldados, armazenados e ensaiados de acordo com os métodos próprios, deverá apresentar os seguintes valores (Tabela 18): Tabela 18 - Resistência à compressão Idade 7 dias 28 dias Rc' mínima 2 17,0 kg/cm (1,7 Mpa) 2 34 kg/cm (3,4 MPa) f) Rejeição: a cal hidráulica poderá ser rejeitada caso não se enquadre em qualquer dos itens destas especificações; entretanto, se não for atingida a resistência à compressão exigida para os 7 dias de idade, deve-se aguardar o resultado do ensaio aos 28 dias, antes da rejeição definitiva do material. Devem ser concedidos prazos de 10 e 31 dias, após a amostragem, respectivamente, para o término dos ensaios de compressão aos 7 e 28 dias.

2.3.1.2 CIMENTO PORTLAND Dentre as categorias de cimentos atualmente fabricados no Brasil, destacam-se os do tipo Portland comum, composto, de alto-forno, pozolânico, de alta resistência inicial, e Assim, tem-se: a) Cimento Portland comum - CP I e CP I - S: (ABNT EB - 1/91) b) Cimento Portland composto - CP II - E, CP II - Z e CP II - F: (ABNT EB - 2138/91) c) Cimento Portland de alto-forno - CP III: (ABNT EB-208/91) d) Cimento Portland pozolânico - CP IV (ABNT EB - 758/91) e) Cimento Portland de alta resistência inicial - CP V - ARI: ( ABNT EB - 2/91) f) Cimentos Portland resistentes à sulfatos - RS: (NBR - 5737) 2.3.1.2.1 DEFINIÇÕES: a) Cimento Portland comum - é o aglomerante hidráulico obtido pela moagem de clínquer Portland ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária

Manual de Pavimentação 86 de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-forno e/ou materiais b) Cimento Portland composto - é definido de modo semelhante ao descrito em a), sendo que, durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura, matérias pozolânicos, escórias granuladas de alto forno e/ou materiais carbonáticos nos teores c) Cimento Portland de alto-forno - é o aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e escória granulada de alto-forno, moídos em conjunto ou em separado. Durante a moagem é permitido adicionar uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos, nos teores especificados na EB - d) Cimento Portland pozolânico: é o aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e materiais pozolânicos, moídos em conjunto ou em separado. Durante a moagem é permitido adicionar uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos, nos teores especificados na EB - 758/91. e) Cimento Portland de alta resistência inicial: é o aglomerante hidráulico que atende às exigências de alta resistência inicial, obtido pela moagem de clínquer Portland, constituído em sua maior parte de silicatos de cálcio hidráulicos, ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais carbonáticos, f) Cimento Portland resistente a sulfatos: é definido de modo semelhante ao descrito em a), desde que atenda à condição de resistência aos sulfatos. São considerados resistentes: ? cimentos cujo teor de C3A do clínquer seja igual ou inferior a 8% e cujo teor de adições carbonáticas seja igual ou inferior a 5% da massa do aglomerante total ? cimentos Portland de alto-forno (CP - III) cujo teor de escória granulada de alto- ? cimentos Portland pozolânicos (CP - IV) cujo teor de materiais pozolânicos esteja ? cimentos que tenham antecedentes com base em resultados de ensaios de longa duração, ou referências de obras que comprovadamente indiquem resistência a A homogeneização de cimento com água e sua transformação em massa compacta compreende duas etapas distintas: a pega e o endurecimento. A pega do cimento, etapa inicial da transformação citada, processa-se em poucas horas e é caracterizada pelo aumento de viscosidade da pasta. Considera-se pega terminada (final de pega) quando a pasta não se deforma sob a pressão de esforços moderados, definidos em ensaio-padrão.

Manual de Pavimentação 87 Terminada a pega, inicia-se a etapa de endurecimento, que corresponde ao aumento crescente da resistência da pasta de cimento, sob condições favoráveis. Esse Os compostos químicos C3S e o C2S são os responsáveis pela pega do cimento, durante a qual ambos se combinam com a água para formar o silicato inferior hidratado de cálcio. O C3S responde pela resistência inicial e o C2S pela resistência final. O C3S desenvolve maior calor de hidratação que o C2S.

2.3.1.2.2 ESPECIFICAÇÕES: 2.3.2 ADITIVOS PARA CONCRETOS 2.3.2.1 GENERALIDADES Visando a melhoria das características de um concreto, tendo em vista o fim a que se destina, ou as condições de concretagem, surgiram, ultimamente, diversos produtos de adição. Entre nós, embora já bastante difundidos, tais produtos ainda não têm efeitos e conseqüências de seu emprego perfeitamente caracterizados, sendo, pois, interessante aqui a apresentação, embora sumária, desses aditivos.

2.3.2.2 DEFINIÇÃO Consideram-se aditivos quaisquer substâncias que não os cimentos, água ou agregados usados como ingredientes para melhorar e/ou alterar características de um concreto ou as condições de concretagem. Assim, quaisquer substâncias que se adicionem à água de amassamento ou aos demais componentes do concreto, antes ou durante a mistura, serão consideradas aditivos, desde que produzam modificações sensíveis nas O CEB - 90 recomenda cautela no emprego dos aditivos, de uma forma geral, principalmente pelo risco de trazer substâncias deletérias para o concreto.

2.3.2.3 CLASSIFICAÇÃO E FINALIDADES Diversos são os tipos de aditivos e suas finalidades, o que dificulta a elaboração de uma classificação detalhada dos mesmos e o relacionamento completo de seus efeitos no concreto. Assim, serão apresentados, sucintamente, os tipos considerados mais importantes, tendo em vista seu emprego em pavimento de concreto de cimento.

2.3.2.3.1 ACELERADORES São aditivos que, por meio de um crescimento mais rápido da resistência dos concretos, têm por objetivo: c) Redução do prazo de entrega da obra;

Manual de Pavimentação 88 d) Compensação do retardamento do crescimento de resistência provocado por baixas e) Redução do período de proteção para reparos de emergência ou outros trabalhos. Os aceleradores mais conhecidos são, em geral, o cloreto de sódio, o cloreto de cálcio, alguns compostos orgânicos como trietanolamina, alguns carbonatos solúveis, silicatos e fluossilicatos e cimentos aluminosos. Dentre estes, o de efeitos mais conhecidos é o cloreto de cálcio que pode ser utilizado em percentagem de 2% a 3% no máximo, de preferência dissolvido na água de amassamento. Utilizando-se 2% de cloreto de cálcio (em relação ao peso do cimento empregado) pode-se conseguir uma elevação de 28 a 70 kg/cm2 da resistência à compressão do concreto, para 1 e 7 dias de cura a 21 ºC.

2.3.2.3.2 INCORPORADORES DE AR São substâncias que, adicionadas aos concretos, provocam a formação de pequeníssimas bolhas de ar que as distribuem uniformemente na massa, melhorando, em geral, suas propriedades, permitindo a redução do fator água-cimento sem prejuízo da trabalhabilidade. São, em geral, emulsificadores que, reduzindo a tensão superficial da água, garantem a estabilidade das bolhas formadas durante a mistura, sua uniformidade Como substâncias que atribuem tais propriedades aos concretos, poderiam ser citadas resinas naturais, sebos, óleos ou sabões sulfonados, que são adicionados geralmente em quantidades que variam de 0,005% a 0,05% em peso do cimento. Existem já, também, produtos industrializados, de eficiência comprovada por sua utilização em diversas obras Dentre as vantagens proporcionadas aos concretos pela incorporação de ar, podem-se citar: No concreto endurecido, melhoram a durabilidade, tornando-o mais resistente à ação do A adição sem controle de incorporadores de ar pode, entretanto, causar redução das resistências à flexão e à compressão, bem como prejudicar a aderência ao aço nos concretos armados. O ar incorporado pode também, nos concretos já lançados, tornar a taxa de exsudação menor que a de evaporação, o que faz com que a superfície se apresente seca e viscosa, obrigando o encurtamento do intervalo de tempo entre o O controle da incorporação de ar pode ser feito através da massa específica do concreto fresco ou utilizando-se aparelhos medidores apropriados.

Manual de Pavimentação 89 2.3.2.3.3 MATERIAIS POZOLÂNICOS São materiais silicosos e argilosos finamente divididos que, em temperatura ordinária e em presença da água, combinam-se com cal hidratada para formar compostos Esses materiais podem substituir de 10% a 40% do cimento nos concretos, melhorando sua trabalhabilidade e reduzindo a exsudação, a segregação e o calor de hidratação. O aumento da impermeabilidade e da resistência às águas agressivas dos concretos em que se introduzem estes materiais, recomendam seu uso em grandes estruturas Os materiais pozolânicos mais comumente empregados são: microssílica, cinzas volantes, cinzas vulcânicas, terras diatomáceas tratadas pelo calor, xisto bruto ou argilas tratadas pelo calor.

2.3.2.3.4 RETARDADORES São substâncias que, adicionadas aos concretos, prolongam a secagem inicial do mesmo com o objetivo principal de equilibrar o efeito acelerador da temperatura durante a concretagem em tempo quente. São também, algumas vezes, aplicadas às fôrmas para evitar a aderência da camada superficial da argamassa, permitindo pronta remoção por Essas substâncias retardadoras são, em geral, derivados de carboidratos ou ligno Deve-se lembrar que certos retardadores orgânicos reduzem as resistências dos concretos. Substâncias há que, para certos tipos de cimento, agem como retardadores e para outros, como aceleradores, ou também, em certas quantidades retardam e em Em vista dos problemas citados, o uso de retardadores deve ser precedido de experimentações que esclareçam seus efeitos nos concretos em que são empregados.

2.3.2.3.5 PLASTIFICANTES E SUPERPLASTIFICANTES São substâncias, cujo emprego como aditivos permitem a preparação de concretos mais densos, de maior resistência mecânica, maior aderência, menor fissuração e melhor trabalhabilidade (apesar da redução do fator água-cimento) em virtude de promoverem a Ao iniciar-se a hidratação de um cimento, logo que este é colocado em contato com a água, forma-se, em torno de cada grão, uma película gelatinosa cujo tamanho varia em Esta película, a que se chama "gel" do cimento, é responsável por qualidades do concreto fresco (untuosidade e coesão) e por características importantes do concreto endurecido (fissuração, uniformidade, resistência mecânica). O prosseguimento da hidratação promove a cristalização parcial do "gel" que se torna então menos espesso, retornando o grão de cimento praticamente ao seu tamanho original.

Manual de Pavimentação 90 As altas temperaturas provocam mais rápida formação de "gels" aumentando também o seu tamanho, o que acarreta maior consumo de água, para uma dada trabalhabilidade do concreto, influenciando decididamente as principais características do material. Hoje já se faz o controle do tamanho e da atividade do "gel" do cimento por meio de O consumo de dispersores em concreto varia com a temperatura de trabalho, não ultrapassando, entretanto, em geral, a 1% em peso do cimento empregado. Além dos aditivos apresentados e caracterizados por seus efeitos nos concretos em que são empregados, alguns existem que podem apresentar efeitos combinados como Quando se desejam efeitos combinados podem ser utilizados também mais de um aditivo, O uso de aditivo, entretanto, só deve ser adotado quando com expresso consentimento da Fiscalização e após a comprovação dos resultados de seu emprego por laboratórios especializados.

2.3.2.3.6 CINZA VOLANTE ("FLY-ASH") Constitui um subproduto das usinas termelétricas e provém de carvão ou de combustíveis A aplicação de cinza volante tem sido feita com êxito como aditivo para concretos de cimento e na estabilização química de solos. Sua composição química depende do tipo de combustível queimado na usina.

2.3.2.3.7 MICROSSÍLICA A microssílica, constituída por cerca de 90 % de sílica amorfa (Si O2), em pequenos glóbulos de diâmetro da ordem de 10-4 mm, é um subproduto da fabricação do metal sílico e das ligas de ferro-silício, quando adicionada ao concreto, em cerca de 10 a 15 % do peso do cimento, modifica suas propriedades, devido à forma de suas partículas e a sua extrema finura (de ordem de 100 vezes menor que o cimento), dentre outras causas. A ação conjunta de adições minerais (microssílica), e aditivos superplastificantes, reduz extremamente a permeabilidade do concreto, podendo atingir valores inferiores a 10-6 cm/h, cerca de sete vezes menor do que nos concretos convencionais, face principalmente a transformações ocorridas na estrutura dos poros e dos produtos cristalinos, nas fases correspondentes à pasta de cimento hidratada e a zona de transição entre a pasta e o agregado.

Manual de Pavimentação 91 2.3.2.3.8 CLORETO DE CÁLCIO É um produto químico de experiência comprovada na técnica rodoviária - reduz espessura da película de água adesiva nas partículas de solos, assegurando massas específicas Retém a umidade na fração fina do solo e facilita, pela ação do tráfego, a compactação de Em razão da solubilidade na água, e higroscopicidade, o cloreto de cálcio é recomendado para aplicações em regiões secas ou, após as chuvas,em regiões de períodos sazonais Outra aplicação eficiente apresenta-se, para o cloreto de cálcio, quando estabelecida em laboratório; é a de agente acelerador de pega nas obras de concreto de cimento. O cloreto de cálcio é um produto resultante da fabricação de álcalis. No processo patenteado SOLVAY, é o produto residual; no processo eletrolítico, é obtido a partir do O cloreto de cálcio não deverá ser empregado em pavimentos de concreto armado, pelo A AASHTO, na designação M 144 - 86, fixa o método de amostragem, os métodos de ensaio e requisitos exigidos para o cloreto de cálcio.

2.3.2.3.9 ÁGUA PARA OS CONCRETOS Do ponto de vista qualitativo, deve ser limpa e isenta, tanto quanto possível, de impurezas tais como argilas ou matérias húmicas em suspensão, sais minerais em proporções prejudiciais, açúcares, ácidos, álcalis, óleos ou quaisquer outras substâncias que possam influir prejudicialmente nas características dos concretos. De um modo geral, as águas potáveis apresentam condições consideradas boas para utilização em concretos de Quando, face à inexistência de outras fontes, for necessário empregar águas provenientes de poços, rios, etc., cujas características sejam desconhecidas ou duvidosas, é recomendável a realização dos ensaios comparativos de pega e resistência à compressão. Por meio deles, usando-se um mesmo cimento e uma mesma areia para composição de argamassas, é possível estabelecer-se uma comparação entre as características da água em estudos e de uma água reconhecida como de boa qualidade. Em casos em que haja suspeição quanto à qualidade da água disponível, a Fiscalização deverá remeter amostras da mesma a um laboratório especializado para a realização dos ensaios citados.

Manual de Pavimentação 93

Manual de Pavimentação 95 3 MODALIDADES E CONSTITUIÇÃO DE PAVIMENTOS 3.1 GENERALIDADES Pavimento de uma rodovia é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço considerado teoricamente como infinito - a infra-estrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito. O subleito, limitado assim superiormente pelo pavimento, deve ser estudado e considerado até a profundidade onde atuam, de forma significativa, as cargas impostas pelo tráfego. Em termos práticos, tal profundidade deve situar-se numa faixa de 0,60 m2 O pavimento, por injunções de ordem técnico-econômicas é uma estrutura de camadas em que materiais de diferentes resistências e deformabilidades são colocadas em contato resultando daí um elevado grau de complexidade no que respeita ao cálculo de tensões e deformações e atuantes nas mesmas resultantes das cargas impostas pelo tráfego.

3.2 CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS De uma forma geral, os pavimentos são classificados em flexíveis, semi-rígidos e rígidos: ? Flexível: aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas. Exemplo típico: pavimento constituído por uma base de brita (brita graduada, macadame) ou por uma base de ? Semi-Rígido: caracteriza-se por uma base cimentada por algum aglutinante com propriedades cimentícias como por exemplo, por uma camada de solo cimento ? Rígido: aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado. Exemplo típico: pavimento constituído por lajes de concreto de cimento Portland.

3.3 BASES E SUB-BASES FLEXÍVEIS E SEMI-RÍGIDAS As bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas podem ser classificadas nos seguintes tipos (Figura 26):

Manual de Pavimentação 96 Figura 26 -

Base e Sub-bases Flexíveis e Semi-rígidas Classificação das bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas

estabilização granulométrica Granulares solo brita brita graduada brita corrida macadame hidráulico - com cimento Estabilizados (com aditivos) - com cal

- com betume solo cimento solo melhorado c/ cimento solo-cal solo melhorado c/ cal solo-betume bases betuminosas diversas

3.3.1 BASES E SUB-BASES GRANULARES a) Estabilização Granulométrica São as camadas constituídas por solos, britas de rochas, de escória de alto forno, ou ainda, pela mistura desses materiais. Estas camadas, puramente granulares, são sempre flexíveis e são estabilizadas granulometricamente pela compactação de um material ou de mistura de materiais que apresentem uma granulometria apropriada e Quando esses materiais ocorrem em jazidas, com designações tais como "cascalhos", "saibros", etc., tem-se o caso de utilização de "materiais naturais" (solo in natura). Muitas vezes, esses materiais devem sofrer beneficiamento prévio, como britagem e Quando se utiliza uma mistura de material natural e pedra britada tem-se as sub- Quando se utiliza exclusivamente produtos de britagem tem-se as sub-bases e bases b) Macadames Hidráulico e Seco Consiste de uma camada de brita de graduação aberta de tipo especial (ou brita tipo macadame), que, após compressão, tem os vazios preenchidos pelo material de enchimento, constituído por finos de britagem (pó de pedra) ou mesmo por solos de granulometria e plasticidade apropriadas; a penetração do material de enchimento é promovida pelo espalhamento na superfície, seguido de varredura, compressão (sem ou com vibração) e irrigação, no caso de macadame hidráulico. O macadame seco ou macadame a seco, ao dispensar a irrigação, além de simplificar o processo de construção evita o encharcamento, sempre indesejável, do subleito.

Manual de Pavimentação 97 3.3.2 BASES E SUB-BASES ESTABILIZADAS (COM ADITIVOS) Estas camadas têm, quase todas, processos tecnológicos e construtivos semelhantes às granulares por estabilização granulométrica, diferente apenas em alguns detalhes. a) Solo-cimento É uma mistura devidamente compactada de solo, cimento Portland e água; a mistura solo-cimento deve satisfazer a certos requisitos de densidade, durabilidade e resistência, dando como resultado um material duro, cimentado, de acentuada rigidez b) Solo Melhorado com Cimento Esta modalidade é obtida mediante a adição de pequenos teores de cimento (2% a 4%), visando primordialmente à modificação do solo no que se refere à sua plasticidade e sensibilidade à água, sem cimentação acentuada, são consideradas c) Solo-cal É uma mistura de solo, cal e água e, às vezes, cinza volante, uma pozolona artificial. O teor de cal mais freqüente é de 5% a 6%, e o processo de estabilização ocorre: ? por modificação do solo, no que refere à sua plasticidade e sensibilidade à água; Quando, pelo teor de cal usado, pela natureza do solo ou pelo uso da cinza volante, predominam os dois últimos efeitos mencionados, tem-se as misturas solo-cal, d) Solo Melhorado com Cal E a mistura que se obtém quando há predominância do primeiro dos efeitos citados e) Solo-betume É uma mistura de solo, água e material betuminoso. Trata-se de uma mistura f) Bases Betuminosas Diversas Estas camadas serão descritas nos itens referentes a revestimentos betuminosos, pois as técnicas construtivas e os materiais empregados são idênticos.

3.4 BASES E SUB-BASES RÍGIDAS Estas camadas são, caracteristicamente, as de concreto de cimento. Esses tipos de bases e sub-bases têm acentuada resistência à tração, fator determinante no seu dimensionamento. Podem ser distinguidos dois tipos de concreto: ? concreto plástico - próprio para serem adensados por vibração manual ou mecânica;

Manual de Pavimentação 98 ? concreto magro - semelhante ao usado em fundações, no que diz respeito ao pequeno consumo de cimento, mas com consistência apropriada à compactação com equipamentos rodoviários.

3.5 REVESTIMENTOS Os revestimentos podem ser grupados de acordo com o esquema apresentado a seguir (Figura 27): Figura 27 - Classificação dos revestimentos

Revestimento Flexíveis Pavimentos Rígidos Por Penetração Betuminosos

Por Calçamento Por Mistura Alvenaria Poliédrica Paralelepípedos

Concreto Cimento Macadame Cimentado Na Usina pedra betume cimento cerâmica

3.5.1 REVESTIMENTOS FLEXÍVEIS BETUMINOSOS Tratamento Superficiais Betuminosos Macadames Betuminosos

pré-misturado de graduação tipo aberta pré-misturado de graduação tipo densa areia betume concreto betuminoso "sheet-asphalt"

Os revestimentos betuminosos são constituídos por associação de agregados e materiais Esta associação pode ser feita de duas maneiras clássicas: por penetração e por mistura. a) Revestimentos por Penetração Esta modalidade envolve dois tipos distintos: por penetração invertida e por b) Revestimentos Betuminosos por Penetração Invertida São os revestimentos executados através de uma ou mais aplicações de material betuminoso, seguida(s) de idêntico número de operações de espalhamento e Conforme o número de camadas tem-se os intitulados, tratamento superficial simples, O tratamento simples, executado com o objetivo primordial de impermeabilização ou para modificar a textura de um pavimento existente, é denominado capa selante.

Manual de Pavimentação 99 c) Revestimentos Betuminosos por Penetração Direta São os revestimentos executados através do espalhamento e compactação de camadas de agregados com granulometria apropriada, sendo cada camada, após compressão, submetida a uma aplicação de material betuminoso e recebendo, ainda, O Macadame Betuminoso tem processo construtivo similar ao Tratamento Duplo e comporta espessuras variadas e bem maiores, em função do número de camadas e das faixas granulométricas correspondentes. Com freqüência, ele é usado como d) Revestimentos por Mistura Nos revestimentos betuminosos por mistura, o agregado é pré-envolvido com o Quando o pré-envolvimento é feito em usinas fixas, resultam os "Pré-misturados Propriamente Ditos" e, quando feito na própria pista, têm-se os "Pré-misturados na Conforme os seus respectivos processos construtivos, são adotadas ainda as seguintes designações: ? Pré-misturado a Frio - Quando os tipos de agregados e de ligantes utilizados ? Pré-misturado a Quente - Quando o ligante e o agregado são misturados e Conforme a graduação dos agregados com que são executados, os "Pré-misturados" e os "Road mixes" podem ser de graduação aberta ou densa. Os de graduação densa em geral não requerem capa selante, que é obrigatória nos de graduação aberta. Quando o agregado natural ou artificial, é constituído predominantemente de material passando na peneira n° 10 (abertura 2,0 mm) ou seja, de areia, tem-se os "Road- A designação Concreto Betuminoso Usinado à Quente ou Concreto Asfáltico tem sido reservada para pré-misturados a quente de graduação densa, em que são feitas rigorosas exigências no que diz respeito a equipamentos de construção e índices tecnológicos - como granulometria, teor de betume, estabilidade, vazios, etc. Do mesmo modo, a designação "Sheet-AsphaIt" tem sido usado para os pré- misturados areia-betume que satisfazem a exigência semelhantes às feitas para o Os pré-misturados e road-mixes podem ser usados como bases de pavimento e como revestimento. Neste último caso, desde que atenda a faixa granulométrica adequada.

Manual de Pavimentação 100 3.5.2 REVESTIMENTOS FLEXÍVEIS POR CALÇAMENTO A utilização destes tipos de pavimento, em rodovias caiu consideravelmente, na medida em que se intensificou a utilização de pavimentos asfálticos e de concreto. Assim é que, de uma maneira geral, a sua execução se restringe a pátios de estacionamento, vias urbanas e alguns acessos viários - muito embora tal execução envolva algumas vantagens nos seguintes casos: ? Em trechos com rampas mais íngremes - aonde, por exemplo, os paralelepípedos promovem uma maior aderência dos pneus, aumentando a segurança - evitando ? Em trechos urbanos, onde a estrada coincide com zonas densamente povoadas, para ? Em aterros recém-construídos e subleito sujeitos a recalques acentuados. a) Alvenaria Poliédrica Estes revestimentos consistem de camadas de pedras irregulares (dentro de determinadas tolerâncias), assentadas e comprimidas sobre um colchão de regularização, constituído de material granular apropriado; as juntas são tomadas com b) Paralelepípedos Estes revestimentos são constituídos por blocos regulares, assentes sobre um colchão de regularização constituído de material granular apropriado. As juntas entre os paralelepípedos podem ser tomadas com o próprio material do colchão de regularização, pedrisco, materiais ou misturas betuminosas ou com argamassa de Os paralelepípedos podem ser fabricados de diversos materiais sendo os mais usuais NOTA: São muito utilizados também, revestimentos constituídos por blocos intertravados de concreto de cimento, denominados "blockrets,". A execução é semelhante à dos paralelepípedos, mas requer cuidados apropriados a cada caso, de modo a assegurar o necessário intertravamento e a decorrente distribuição de tensões entre blocos adjacentes.

3.5.3 REVESTIMENTOS RÍGIDOS O concreto de cimento, ou simplesmente "concreto" é constituído por uma mistura relativamente rica de cimento Portland, areia, agregado graúdo e água, distribuído numa camada devidamente adensado. Essa camada funciona ao mesmo tempo como revestimento e base do pavimento.

Manual de Pavimentação 101

Manual de Pavimentação 104 b) Fase de Projeto Básico c) Fase de Projeto Executivo A Fase Preliminar, comum aos Projetos Básico e Executivo de Engenharia, caracteriza-se pelo levantamento de dados e realização de estudos específicos com a finalidade do estabelecimento dos parâmetros e diretrizes para a elaboração dos itens de projeto do Projeto Básico, sendo, portanto uma fase de diagnóstico e recomendações. A Fase de Projeto Básico, comum aos Projetos Básico e Executivo de Engenharia, será desenvolvida com a finalidade de selecionar a alternativa de traçado a ser consolidada e detalhar a solução proposta, por meio da realização de estudos específicos e elaboração dos itens de projeto do Projeto Básico, fornecendo plantas, desenhos e outros elementos A Fase de Projeto Executivo, especifica para Projetos Executivos de Engenharia, será desenvolvida com a finalidade de detalhar a solução selecionada, por meio da elaboração dos itens de projeto do Projeto Executivo, fornecendo plantas, desenhos e notas de serviço que permitam a construção da rodovia. Devem ser fornecidos os seguintes elementos: a) Informações que possibilitem o estudo e a dedução de métodos construtivos, c) Orçamento detalhado do custo global da obra, fundamentado em quantitativos de serviços, fornecimentos dos materiais e transportes propriamente avaliados; A seguir se procede a uma abordagem mais detalhada a respeito da elaboração dos seguintes itens de projeto do Projeto Executivo: a) Projeto Geométrico b) Projeto de Pavimentação c) Projeto de Drenagem

Manual de Pavimentação 105 4.2 PROJETO GEOMÉTRICO 4.2.1 INTRODUÇÃO Neste capítulo serão tratados os assuntos referentes à fixação das características geométricas da plataforma, e em particular, da pista de rolamento, em função da classe Deste modo, serão estabelecidas as diretrizes básicas para o cálculo da Nota de Serviço, definidas as larguras das diversas camadas componentes do pavimento e fornecido modelo de Caderneta - Tipo de Nota de Serviço, para uso nos trabalhos de pavimentação.

4.2.2 ELEMENTOS GEOMÉTRICOS Neste item serão tratados os assuntos referentes à fixação das características geométricas da pista de rolamento em função da região atravessada e da classe da Deste modo, serão estabelecidas as diretrizes básicas para o cálculo da nota de serviço, bem como definidas as larguras das diversas camadas componentes do pavimento, assim como fornecido um modelo de uma caderneta-tipo de nota de serviço para uso nos Os elementos numéricos constituintes da nota de serviço de pavimentação serão obtidos a partir das características apresentadas pela plataforma construída, mesmo quando são desconhecidos os elementos da implantação básica. No caso da pavimentação ser feita logo em seguida à terraplenagem, haverá evidente simplificação de trabalho com De acordo com o Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais ? IPR / DNER - 1999, as larguras do revestimento para as diversas classes de rodovias, nas regiões planas, onduladas montanhosas ou escarpadas, são as seguintes: Classe especial . 7,50 m Classe I 7,00 m Classe II e III 6,00 m a 7,00 m São definidos, a seguir, alguns elementos geométricos que embora não constituam parte integrante do pavimento, acham-se intimamente ligados à pavimentação: Pista de rolamento: parte da rodovia destinada ao trânsito de veículos. Faixa de trânsito: porção da pista cuja largura permite, com segurança, a circulação de Greide: inclinação longitudinal em relação à horizontal, geralmente expressa em Superelevação: inclinação transversal da pista nas curvas horizontais, para compensar o Abaulamento: declividade transversal da superfície da estrada.

Manual de Pavimentação 106 4.2.3 SEÇÃO TRANSVERSAL DO PAVIMENTO A definição dos diversos constituintes do pavimento, em seção transversal, é a que se segue (Figura 28): a) Pavimento - é a estrutura construída após a terraplenagem e destinada, econômica e simultaneamente em seu conjunto, a: ? resistir a distribuir ao subleito os esforços verticais oriundos do tráfego; ? resistir aos esforços horizontais (desgaste), tomando mais durável a superfície de c) Leito - é a superfície obtida pela terraplenagem ou obra-de-arte e conformada ao seu e) Regularização - é a camada posta sobre o leito, destinada a conformá-lo transversal e longitudinalmente de acordo com as especificações; a regularização não constitui, propriamente uma camada de pavimento, sendo, a rigor, uma operação que pode ser reduzida em corte do leito implantado ou em sobreposição a este, de camada com f) Reforço do subleito - é uma camada de espessura constante, posta por circunstâncias técnico-econômicas, acima da de regularização, com características geotécnicas inferiores ao material usado na camada que lhe for superior, porém melhores que o g) Sub-base - é a camada complementar à base, quando por circunstâncias técnico- econômicas não for aconselhável construir a base diretamente sobre regularização; h) Base - é a camada destinada a resistir e distribuir os esforços oriundos do tráfego e i) Revestimento - é a camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do rolamento dos veículos e destinada a melhorá-la, quanto à comodidade e segurança e a resistir ao desgaste.

0,20 2/1 Figura 28 - Esquema de seção transversal do pavimento 52 2

4 4 Talude de Corte 5%2%5% 1/1 1 Base Regularização Sub-base 5 6 Reforço de Subleito 5 Talude de Aterro

Manual de Pavimentação 107 4.2.4 RELOCAÇÃO DO EIXO Para se obter elementos necessários à confecção da nota de serviço, é preciso que se tenha o eixo locado e nivelado. Deve ser feito, paralelamente, o nivelamento dos bordos, isto é, pontos distantes do eixo, o equivalente à semilargura da regularização. Nos casos de terraplenagem recente ou que se disponha dos elementos definidores do projeto, o problema da relocação é muito simplificado, dependendo de ter havido uma Na maior parte das vezes não se dispõe dos elementos do projeto, de modo que o problema da relocação se complica, pois será necessário determinar os elementos dos trechos em curva (R, AC, LC, etc...), a partir dos quais, será possível não só fazer a Para determinação desses elementos dos trechos em curva existem dois Quadros (ver Tabelas 19 e 20), dos quais o primeiro serve para se determinar os citados elementos, e o segundo presta-se como auxiliar do outro, conforme explicação dada a seguir: a) Tabela 19 é para o cálculo dos elementos no caso ocorrente onde se pode medir a distância "e" (ver Figura 29) do PI ao vértice da curva circular. A disposição dos elementos na Tabela é de tal sorte que possibilita uma seqüência normal e cronológica no cálculo, de modo a se obter os elementos necessários à locação da curva. No caso de curva circular utiliza-se o item II do Quadro onde se termina, determinando o valor de R. No caso de curva com transição em espiral (item III da Tabela), lança-se uma curva circular-tentativa de raio R (medido no campo). Determina-se então o valor de "e" e "ti" conforme mostra o Quadro; com "Rs" e "ti" calcula-se "LC", utilizando-se o ábaco da Figura 30, ou segundo a fórmula dada na De posse do valor de "LC" e "Rs" obtém "p" tabelado no livro "Emprego da Transição em Espiral no Traçados Rodoviários" do Eng.° Manoel P. de Carvalho. Obtido "p" O valor de "LC" será ideal quando a diferença (ti -1) for a menor possível, correspondendo a um valor de "Rs" que será então o raio adotado na elaboração da nota de serviço. Na Tabela há margem para se fazer até quatro tentativas. b) A Tabela 20 é para cálculo de "e" (distância do PI ao vértice da curva) nos casos em que se defronta com uma situação em que o PI é inacessível. Obtido o valor de "e" e do "AC" passa-se ao cálculo dos elementos para relocação, utilizando a Tabela 19.

Manual de Pavimentação 108

Figura 29 - Raio da curva circular PLATAFORMA ST e ei Tl R RS CS RS PI

Manual de Pavimentação 109 Figura 30 - Cálculo do ?LC? t 1 = 900 t1=850 t 1 = 800 t1=750 700 t1=

t1=650 t 1= 600 t1=550 0 t1=5 t1= 450 400 t1 t1= 350 00 t1= t1=280

0 t 1 , t1=2 t 1 = 2 40 220 t 1 t1 = 0,80 ,70 t1= t 1 = 2 00 9,55 R s = 491,15 t1 = t1 = 0,60 ,50 Rs=4 s = 399,88 88 t1 = t1 = 0,40

0,30 3 s = 312,50 R s = 350 t1 = t1 = 0,20 9,25 245,58 R s = 286, t1 = 0,10 6

Rs = 214,87 Rs=2 Rs ,27 s = 156,38 R s = 190, 4 ,63 R = 12 2,6 2 s

R s = 13 3 ,24 R s = 14 Rs=101,15 R=1 s 3 Rs R ti s

2 R ti st Chave 40 50 60 70 80 90 LC 100 110 120 130 0

= 3 0 0 6 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 LC cos AC 2 L ? 4,9 R - ti cos AC cs 2 1

3 R 9 2 = 5 2 R R , MT/DNIT/DPP/IPR t = 1 80 1 t 1 = 160 t 1 = 1 40

Manual de Pavimentação 110 Tabela 19 - Cálculo dos elementos para relocação de curvas em estradas construídas

Manual de Pavimentação 111 Tabela 20 - Estradas de classe II e III ? comprimento de transição RAIOS 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 300 400 440 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 300 400 440 100 110 120 130 160 170 180 190 400 440 200 300 400 440 VELOCIDADES T` I TOTAL DIRETRIZES 1,80 9,60 11,11 20,71 1,40 10,01 11,11 21,12 1,20 10,50 11,39 21,89 1,00 10,56 11,39 21,97 0,90 10,91 11,56 22,47 0,80 11,03 11,59 22,62 0,75 11,36 11,85 23,24 0,70 11,60 12,04 23,64 0,70 12,20 12,67 24,87 0,70 12,77 13,19 25,96 30 0,60 12,77 13,19 25,96 0,60 12,78 13,19 25,97 0,60 13,25 13,61 26,86 0,60 13,68 13,96 27,64 0,60 14,12 14,54 28,66 0,50 14,12 14,54 28,66 0,50 14,12 14,54 28,66 0,50 14,12 14,54 28,66 0,40 15,40 15,33 30,93 0,20 15,40 15,33 30,93 0,10 15,40 15,33 30,93 1,60 12,09 13,18 25,27 1,30 12,09 13,18 25,27 1,20 12,57 13,34 25,91 1,10 12,92 13,59 26,51 1,00 13,11 13,72 26,87 0,90 13,15 13,72 27,48 0,86 13,50 13,98 28,60 0,82 13,80 14,80 28,83 0,78 14,03 14,80 29,00 40 0,74 14,20 14,80 29,10 0,70 14,30 14,80 29,16 0,66 14,36 14,80 29,16 0,62 14,36 14,80 29,16 0,58 14,36 14,80 29,16 0,54 14,36 14,80 29,16 0,50 14,36 14,80 29,16 0,40 15,40 15,53 30,93 0,35 16,64 16,99 33,63 0,33 16,97 17,15 34,12 1,06 14,20 14,78 28,98 1,00 14,57 15,04 29,61 0,95 14,85 15,36 30,21 0,90 15,09 15,50 30,59 60 0,78 15,59 16,01 31,60 0,76 15,90 16,32 32,22 0,74 16,19 16,44 32,63 0,72 16,39 16,09 33,08 0,45 18,89 19,08 37,97 0,42 19,39 19,45 38,84 0,80 17,71 18,03 35,74 80 0,60 18,85 19,02 37,87 0,50 19,91 20,01 39,92 0,48 20,47 20,73 41,20 Nota - Foram feitas no sentido de que o valor T`+1 fosse crescente com o raio de curvatura

Manual de Pavimentação 112 Os pontos A e B são dois pontos quaisquer situados sobre as tangentes ou no prolongamento das mesmas, e conforme se meça o valor AB pelo lado interno ou externo da curva tem que se dotar o MN de um sinal negativo ou positivo respectivamente.

4.2.5 NOTA DE SERVIÇO Nota de serviço é o conjunto de dados numéricos destinados a definir, em planta e em Assim numa nota de serviço constarão todos os elementos que possibilitem a marcação Tome-se como referência básica a regularização, ou mesmo o reforço, não só por ser a camada mais inferior como também a mais larga e, uma vez executada, procede-se a marcação da camada subseqüente, de acordo com a sua largura e sua espessura. A A espessura do pavimento, determinada por intermédio de ensaio específico, será decomposta em parcelas correspondentes às camadas constituintes do pavimento, Na elaboração da nota de serviço é necessário ter, além da relocação e nivelamento, os dados referentes à superlargura e à superelevação calculadas da maneira exposta a seguir.

4.2.5.1 SUPERLARGURA Superlargura é uma largura adicional dada à pista nos trechos em curva de modo a De acordo com o Manual de Projeto Geométrico de Rodovias Rurais ? IPR / DNER - 1999, superlargura será determinada pela fórmula: ? V? ? = n ?R ? R2 ? b2 + ? ? 10 R ? onde: ? = a largura, em m n = o número de faixas de tráfego de uma pista R = o raio de curvatura do eixo da pista, em m V = a velocidade diretriz, em km/h b = a distância, em m, entre os eixos da parte rígida do veículo e que normalmente O valor de A encontra-se tabelado a seguir, em função da velocidade diretriz e do raio de curvatura, considerando a pista com duas faixas de tráfego. Os valores de R em cada tabela foram tomados até um máximo, acima do qual a superlargura pode ser considerada como constante.

Manual de Pavimentação 113 A Tabela 21 a seguir apresenta os valores da super largura para diversas velocidades de projeto.

Tabela 21 - Valores para super largura Velocidade 30 km/h R 30 40 50 60 70 80 100 150 200 300 500 1,80 1,40 1,20 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 V-40 km/h R 50 60 70 80 100 150 200 300 500 1,80 1,40 1,20 1,00 0,90 0,70 0,50 0,40 0,30 V = 60 km/h R 110 150 200 300 500 800 1.0C 0,8C 0,7C 0,5C 0,4C 0,3C V - 80 km/h R 200 300 400 600 1000 0,80 0,60 0,50 0,40 0,30 V - 100 km/h R 340 400 600 1000 1 300 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 A marcação da superlargura far-se-á de modo crescente a partir do TS, segundo a fórmula: 1? ? S= 1c onde: S = é a superlargura em seção transversal situada na curva de transição l = distância dessa seção ao TS ou ST medida ao longo do eixo. lc = comprimento da curva de Nas curvas circulares, de raio superior a 600 m, onde não há necessidade de transição, o valor de S será marcado todo no lado interno e será locado ao longo de um comprimento de transição fictício, tomado metade antes e metade após o PC, dado pela fórmula. 3SI 1c% = 0,0025 onde: I é a inclinação transversal total (superevelação total) tabelada de acordo com as Normas I · 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10 1cm · 28 42 56 70 84 98 112 126 140

Manual de Pavimentação 114 Nos casos de estrada de classe Especial e classe I, para curvas com raio menor que 600 m, e estradas de Classe II e III, para curvas de raio menor que 440 m, será usado, obrigatoriamente, a transição em espiral, determinada de acordo com o item 7.2.4, ao longo da qual fará linearmente a transição para a superlargura e para a superelevação. Para as estradas de classe II e III, com raio de curvatura inferior a 440 m, a transição a empregar é a denominada circular de raio duplo, conforme o Art. 11 das Normas. O comprimento de transição nesse caso será estabelecido de acordo com o estudo feito Se R1 é o raio do bordo interno: 1 R1 = R -? e de acordo com Collins, as fórmulas que resolvem o problema são: 2

Figura 31 - Curva de transição R' = 2R1 ? D T' = ?R' ? a = 2 arc tg R' O comprimento de transição medido sobre o eixo curvo da estrada a partir do PC é dado por: ?R 1= ? 180 T' + 1 = 1 O comprimento de transição propriamente dito é a soma de c valor esse A Tabela 22 a seguir indica o processo de determinação de distâncias em curvas com PI inacessível.

Manual de Pavimentação 115 Tabela 22 - Determinação da distância em curvas de PI inacessível

PI a C/2 E A 1 AC C b N D MB 1 - DADOS AB = A= B= II - VALORES AUXILIARES Ângulos: Senos: sen A = AC = A + B = B = sen C = 180- AC = sen C = C C = 180- AC = sen = 2

C = 180- AC sen D = = 2 2 sen E = C D=180- B- = 2 E = 180- D = III - VALORES DOS PONTOS A e B ao PI AB . sen B a = A.PI = = = sen C

b = B.PI = AB . sen A = = sen C IV - DEFINIÇÃO DO PONTO DE INTERSEÇÃO (M) DA BISSETRIZ NO PI COM BASE AB AM = a sen C/2 = = sen E b sen C/2 BM = = = sen D V - VALOR DO SEGMENTO MN MEDIDO NO CAMPO Interno MN = Sentido Externo VI - CÁLCULO DE ?e? a . Sen A e = ± MN = = = sen E b . Sen E e = ± MN = = = sen D NOTA: O valor de MN será positivo quando AB for medido pelo lado externo da curva e negativo no caso contrário.

Manual de Pavimentação 116 4.2.5.2 SUPERELEVAÇÃO Superelevação é a inclinação transversal da pista nas curvas, feitas em tomo do bordo de referência, de modo a assegurar ao tráfego condições de segurança e conforto. A mudança das condições de inclinação transversal nas curvas para as condições de pista em tangente, é feita ao longo da espiral de transição, calculada conforme já exposto. Ao longo da espiral a inclinação transversal cresce gradativamente, girando em tomo do bordo de referência, segundo a fórmula: 1xI i= 1c onde: I - a Superelevação total, tabelada de acordo com o artigo 33 das Normas; A Tabela 23 abaixo indica os valores da superelevação para as diversas classes de rodovias.

Tabela 23 - Valores de superelevação Especial Raios 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 72 760 780 800 Incl. % 10,00 9,5 9,0 8,5 8,0 7,5 7,0 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2.00

Classe I Raios 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 Incl. % 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 Classe II Raios 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 Incl. % 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 Classe III Raios 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 Incl. % 8,0 7,5 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 A mudança da situação da pista no TS ou ST para um trecho imediatamente antes ou após, conforme o caso, se faz ao longo dos 20 metros contíguos situados no trecho em tangente, isto é, para se atingir as condições da chapa de rolamento no TS (que é plana), partindo das condições em tangente (que é diedro), processa-se a elevação gradativa dos bordos, segundo uma inclinação constante, de modo a que se obtenha no TS uma situação em que o eixo e os bordos tenham a mesma cota. A partir daí começa-se, então, a girar a pista conforme já exposto, em torno do bordo da referência, até se atingir o valor tabelado (I) no SC (ver Figura 32).

Manual de Pavimentação 117 Figura 32 - Superelevação Bordo interno Bordo de referência 1%

1% Bordo externo C.S S.C T.S Figura 33 - Esquema de superelevação BORDO EXTERNO EIXO

EIXOBORDO DE REFERÊNCIA SUPERELEVAÇÃO TOTAL BORDO INTERNO BORDOS 0,35% TS PC SC 20.000 LC

4.2.5.3 CÁLCULO DA NOTA DE SERVIÇO Uma vez o eixo locado, nivelado e desenhado o perfil juntamente com os dos bordos, fica- se dispondo dos elementos para elaboração da nota de serviço, de preferência referente Nos trechos em tangente lança-se um greide, sobre o do leito, de modo a se ter, sempre que possível, aterros de no mínimo 8 cm e no máximo 15 cm. Essa exigência deve

Manual de Pavimentação 118 também ser verificada para os bordos (pontos distantes do eixo metade da largura da As cotas decorrentes do lançamento desse greide, obedecidas as exigências das Normas, serão denominadas de cotas do projeto correspondentes ao eixo do bordo direito e do bordo esquerdo. Estas duas últimas são iguais a menores que a do eixo, diferença essa dada pelo produto de 0,02 vezes a metade da largura da regularização adotada, Assim, nos trechos em tangente, a confecção da nota de serviço resume-se em se lançar um greide de regularização sobre o leito existente, pelo eixo já locado e nivelado, observando-se as evidências das "Instruções para Regularização e Reforço do Subleito com Material Terroso" do DNER. De posse das cotas do eixo, deduz-se as dos bordos Nos trechos em curva a grande diferença dos trechos em tangentes reside no fato de que nestes a chapa de rolamento apresenta-se, a grosso modo, sob a forma de um diedro ao passo que nas curvas a chapa de rolamento é chata, ou melhor é um plano, que sofrendo inclinação gradativamente crescente a partir do TS, atinge o valor preceituado para a superelevação no SC, em função do raio da curva, de acordo com as tabelas constantes nas Normas, mantendo-se constante até o CS, onde volta a decrescer até o ST onde volta a ter a forma de um diedro (ver Figura 42). Essa movimentação da chapa de rolamento nas curvas é feita em tomo do lado interno, sobre um ponto situado a uma distância do eixo igual à semilargura da regularização adotada. O lugar geométrico Deste modo, o greide lançado sobre o perfil desenhado a partir de nivelamento feito, representará as cotas do projeto do eixo nos trechos em tangente e a partir dos TS representará as cotas de bordo de referência. Essa transposição do eixo para o bordo de referência, não apresenta maiores dificuldades porque no TS (e ST) os 3 pontos (eixo e Ainda na Figura 32 pode-se observar que se adota uma zona de aplanamento da pista, situada toda sobre a tangente, com uma extensão de 20 metros. A finalidade dessa zona é fazer com que a seção transversal no TS (ou ST) seja plana, a partir da qual se procede a inclinação transversal gradativa até se obter o valor 1% preceituado pelas Normas. Vê- se, pois, que no TS (ou ST) os bordos têm a mesma cota que o eixo. No caso de se ter uma curva situada num trecho de rampa máxima, pode-se aumentar a extensão da zona de aplanamento, devendo, nesse caso, anotar-se o acréscimo correspondente nas cotas Atualmente o cálculo das Notas de Serviços é realizado com recursos da informática, por intermédio da aplicação do softwar TOPOGRAPH, da Santiago & Cintra, ou similares como o CIVIL da Autodesk.

Manual de Pavimentação 120 o greide sempre por um dos bordos, mesmo nos trechos em tangente, o qual será tido como o de referência e a partir do qual se determinará o greide do eixo e do outro bordo. Nas curvas, a coluna 17 será a soma das colunas 11 e 8 e a coluna 13 será a soma das colunas 11 e 9, no caso de curva para a direita, e será igual à coluna 11 menos a 10, no caso de curva para a esquerda; analogamente a coluna 21 será a soma das colunas 11 e 9, no caso de curva para a esquerda, e será igual à coluna 11 l) As colunas 14,15, 18 e 19, 22 e 23 são diferenças entre as colunas 12 e 13, 16 e 17 e 20 e 21, respectivamente. Toda vez em que as colunas 13, 17 e 21 forem maiores que as correspondentes 12, 16 e 20 ocorre um aterro,devendo-se anotar a diferença nas colunas 15, 19 e 23. Em caso contrário, ocorre um corte, devendo-se anotar nas m) Na Tabela 24 consta um exemplo numérico abrangendo ambas as situações, em Os Relatórios de Computador resultantes do empego de recursos da informática para o calculo das Notas de Serviços já saem apropriadamente tabulados.

Manual de Pavimentação 121 Tabela 24 - Caderneta ? tipo (Exemplo) 219 220 + 10 19,85 221+ 10 222 + 10 =80 223 I=2,5% I=2,5% + 10 =0,250 224 + 10 225+ 10 226

227 228 229 230 231 232 233 234 + 10 LC=100 235 I=8% + 10 0,060 236 237

Manual de Pavimentação 122 4.2.7 MARCAÇÃO NO CAMPO A marcação da nota de serviço, consiste em se transportar para o campo os elementos a) Trecho em tangente Serão cravadas, junto aos piquetes de bordo (ver Figura 34) estacas com cerca de 0,50 m de comprimento (podem ser usadas varas de bambu) nas quais serão postas duas marcas: uma correspondente à cota do eixo e outra à do bordo. Essas marcas são feitas da seguinte maneira: marca-se, com uso de uma escala métrica de madeira na vertical do piquete do eixo, a altura correspondente à coluna 17 da nota de serviço; com uso de uma linha e um nível de bolha se transporta essa cota para os bambus, (off-sets), fixados juntos aos piquetes dos bordos, pintando um traço vermelho horizontal. Abaixo dessa marca, feita em cada um dos off-sets e que corresponde à cota do eixo, pinta-se outro traço horizontal correspondente à cota do eixo, pinta-se outro traço horizontal correspondente à cota do bordo, distante do outro um comprimento dado pelo produto da semilargura da regularização pela declividade transversal (2%), esse traço inferior deve estar acima do piquete do bordo correspondente, uma distância dada pelas colunas 22 e 14 da nota de serviço, conforme seja este o bordo direito ou o bordo esquerdo.

Figura 34 - Croqui da marcação da nota (Trecho em tangente) CROQUI DA MARCAÇÃO DA NOTA (TRECHO EM TANGENTE)

OFF-SET COTA DO BORDO (COLUNA 13) ALTURA DADA PELA COLUNA 19 DA CADERNETA OFF-SET COTA DO BORDO COTA DO EIXO DA COLUNA 17 (COLUNA 21) 2%2%

PIQUETE DO EIXO ALTURAS DADAS PELAS COLUNAS 15 E 23 DA CADERNETA PIQUETE DO PIQUETE DO BORDO ESQUERDO BORDO DIREITO A Figura 34 é um croqui em que são mostrados os detalhes da marcação da nota para os trechos em tangente, mostrando inclusive em pontilhado a conformação futura do pavimento, pois este será composto por camadas sucessivas e paralelas à regularização, não modificando assim a conformação inicial apresentada, havendo A marcação das camadas seguintes à de regularização será feita obedecendo ao dimensionamento, no tocante à espessura, e a plataforma no que diz respeito à largura.

Manual de Pavimentação 123 Para isso, e no caso da camada seguinte ser mais estreita, deverão ser tomados como referência os off-sets da regularização, a partir dos quais será medida para dentro da pista, a metade do excesso de cada lado, da largura da regularização sobre a camada subseqüente. Será então, neste ponto, cravado o off-set da nova camada, onde será então marcada a espessura preconizada, conforme as prescrições do No caso de se tratar de uma camada com a mesma largura da regularização, bastará pintar (com tinta diferente da usada anteriormente), acima das marcas existentes nos off-sets de regularização, outras cujas distâncias das primeiras definam a espessura b) Trecho em curva De modo análogo serão pintadas nos off-sets, usando o mesmo raciocínio as marcas correspondentes à cota do eixo, isto é, com uso de uma escala métrica, de uma linha e do nível de bolha se marca nos off-sets a cota do eixo (ver Figura 35). A marcação das cotas dos bordos é feita a partir dos piquetes correspondentes, tomando as alturas respectivas da nota de serviço.

Figura 35 - Croqui da marcação da nota (Trecho em curva) CROQUI DA MARCAÇÃO DA NOTA (TRECHO EM CURVA)

OFF-SET COTA DO BORDO (COLUNA 13) ALTURA DADA PELA COLUNA 19 DA CADERNETA OFF-SET COTA DO EIXO (COLUNA 17) COTA DO BORDO (COLUNA 21)

PIQUETE DO EIXO ALTURAS DADAS PELAS COLUNAS 15 A 23 DA CADERNETA PIQUETE DO PIQUETE DO BORDO ESQUERDO BORDO DIREITO COLUNACOLUNA

Do mesmo modo, a marcação da camada imediatamente superior, deverá ser feita a partir dos off-sets da regularização, da maneira já descrita para os trechos em A fim de facilitar qualquer relocação posterior, no caso de destruição dos off-sets, deve-se amarrar os TS e ST usando-se piquetões situados fora da plataforma (um de cada lado), anotando-se sua distância do ponto considerado, bem como a diferença Além disso, deve-se estabelecer, no mínimo, um RN a cada 2 km, aproveitando sempre que possível as cabeças e caixas de bueiros de greide ou outra qualquer obra-de-arte corrente.

Manual de Pavimentação 124 4.3 PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO 4.3.1 ESTUDOS GEOTÉCNICOS 4.3.1.1 GENERALIDADES Os estudos geotécnicos para o Projeto de Pavimentação compreendem: a) Estudos do Subleito b) Estudos de Ocorrências de Materiais para Pavimentação O estudo do subleito de estradas de rodagem com terraplenagem concluída tem como objetivo o reconhecimento dos solos visando à caracterização das diversas camadas e o posterior traçado dos perfis dos solos para efeito do projeto de pavimento. O estudo de ocorrências de materiais para Pavimentação tem como objetivo o reconhecimento e a caracterização dos materiais de jazidas como fonte de matéria-prima para a utilização na construção das diversas camadas de Reforço do Subleito, Sub-base, Para efeito dos estudos geotécnicos são adotadas as seguintes definições: a) Prospecção e classificação expedida no campo: é a que resulta das sondagens e b) Camadas de solos: são massas de solos contínuas e consideradas homogêneas sob c) Perfil de solos: é o desenho em escala conveniente, de um corte do subleito ou de uma seção de uma jazida até a profundidade sondada e que deverá ser feito de Na execução dos estudos geotécnicos para o Projeto de Pavimentação são feitos os seguintes ensaios: a) Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2,0 mm (n° g) índice Suporte Califórnia (ISC) h) Expansibilidade no caso de solos lateríticos.

4.3.1.2 ESTUDO DO SUBLEITO O reconhecimento dos solos do subleito é feito em duas fases:

Manual de Pavimentação 125 a) Sondagem no eixo e nos bordos da plataforma da rodovia para identificação dos diversos horizontes de solos (camadas) por intermédio de uma inspeção expedita do b) Realização dos ensaios já citados nas amostras das diversas camadas de solo para Para a identificação das diversas camadas de solo, pela inspeção expedita no campo, são feitas sondagens no eixo e nos bordos da estrada, devendo estas, de preferência, serem executadas a 3,50 m do eixo. Os furos de sondagem são realizados com trado ou pá e O espaçamento máximo, entre dois furos de sondagem no sentido longitudinal, é de 100 m a 200 m, tanto em corte como em aterro, devendo reduzir-se, no caso de grande variação de tipos de solos. Nos pontos de passagem de corte para aterro devem ser A profundidade dos furos de sondagem será, de modo geral, de 0,60 m a 1,00 m abaixo do greide projetado para a regularização do subleito. Furos adicionais de sondagem com profundidade de até 1,50 m abaixo do greide projetado para regularização poderão ser realizados próximos ao pé de talude de cortes, para verificação do nível do lençol de água Em cada furo de sondagem, devem ser anotadas as profundidades inicial e final de cada camada, a presença e a cota do lençol de água, material com excesso de umidade, Os furos de sondagem devem ser numerados, identificados - com o número de estaca do trecho da estrada em questão, seguidos das letras E, C ou D, conforme estejam situados no bordo esquerdo, eixo ou bordo direito. Deve ser anotado o tipo de seção: corte, aterro, Os materiais para efeito de sua inspeção expedita no campo, - serão classificados de acordo com a textura, nos seguintes grupos: a) Bloco de rocha: pedaço isolado de rocha que tenha diâmetro superior a l m; b) Matacão: pedaço de rocha que tenha diâmetro médio superior a 25 cm e inferior a l m; c) Pedra de mão: pedaço de rocha que tenha diâmetro médio compreendido entre 76 d) Pedregulho: fração de solo que passa na peneira de 76 mm (3") e é retida na peneira e) Areia: ? Grossa: fração do solo compreendida entre as peneiras de 2,0 mm (n° 10) e 0,42 ? Fina: fração de solos compreendida entre as peneiras de 0,42 mm (n°40) e 0,075 f) Silte e Argila: fração de solo constituída por grãos de diâmetro abaixo de 0,075 mm.

Manual de Pavimentação 126 São usadas, na descrição das camadas de solos, combinações dos termos citados como, As anotações referentes a Bloco de Rocha, Matacão e Pedra de Mão, complementarão a Para a identificação dos solos pela inspeção expedita, são usados testes expeditos, como: teste visual, do tato, do corte, da dilatância, da resistência seca, etc. A cor do solo é elemento importante na classificação de campo. As designações "siltoso" e "argiloso" são dadas em função do I.P., menor ou maior que 10, do material passando na peneira de 0,42 mm (n° 40). O solo tomará o nome da fração dominante, para os casos em que a fração passando na peneira n° 200 for menor ou igual a 35%; quando esta fração for maior que 35%, os solos são considerados siltes ou argilas, conforme seu I.P. seja menor Todos os elementos referidos, obtidos durante a inspeção expedita, são anotados no "Boletim de Sondagem", conforme a Tabela 25.

Manual de Pavimentação 127 Tabela 25 - Boletim de sondagem BOLETIM DE SONDAGEM Interessado: Procedência: Nº: Finalidade: Data: Sondador: Visto: Estaca Furo nº Posição Profundidade total Descrição

Manual de Pavimentação 128 A medida que forem sendo executadas as sondagens e procedida a inspeção expedita no campo, são coletadas amostras para a realização dos ensaios de laboratório; esta coleta deve ser feita em todas as camadas que aparecem numa seção transversal, de preferência onde a inspeção expedita indicou maiores espessuras de camadas. Para os ensaios de caracterização (granulometria, LL e LP) é coletada, de cada camada, uma amostra representativa para cada 100 m ou 200 m de extensão longitudinal, podendo o espaçamento ser reduzido no caso de grande variação de tipos de solos. Tais amostras devem ser acondicionadas convenientemente e providas de etiquetas onde constem a estaca, o número de furo de sondagem, e a profundidade, tomando, depois, um número Para os ensaios de Índice Suporte Califórnia (I.S.C.) retira-se uma amostra representativa de cada camada, para cada 200 m de extensão longitudinal, podendo este número ser As determinações de massa específica aparente seca "in situ" do subleito e retiradas de amostras para o ensaio de compactação, quando julgadas necessárias são feitas com o espaçamento dos furos no sentido longitudinal, no eixo e bordos, na seguinte ordem: bordo direito, eixo, bordo esquerdo, etc. As determinações nos bordos devem ser em pontos localizados a 3,50 m do eixo. Mediante comparação entre os valores obtidos "in situ" e os laboratórios, para cada camada em causa, determina-se o grau de Para materiais de subleito, o DNIT utiliza o ensaio de compactação AASHTO. normal, exigindo um grau mínimo de compactação de 100% em relação a este ensaio, sendo o I.S.C. determinado em corpos-de-prova moldados nas condições de umidade ótima e Em geral, o I.S.C. correspondente a estas condições é avaliado mediante a moldagem de Para fins de estudos estatísticos dos resultados dos ensaios realizados nas amostras coletadas no subleito, as mesmas devem ser agrupadas em trechos com extensão de 20 km ou menos, desde que julgados homogêneos dos pontos de vista geológico e Os resultados dos ensaios de laboratórios devem constar de um ?Resumo de Resultados de Ensaios", conforme Tabela 26, notando-se que, para dar generalidade ao modelo, figuram ensaios que podem não ser feitos durante o reconhecimento do subleito. Com base na Tabela 26, é feita separadamente, para cada grupo de solos da classificação TRB, uma análise estatística dos seguintes valores: ? Percentagem, em peso, passando nas peneiras utilizadas no ensaio de granulometria. Geralmente são analisadas as percentagens, passando nas peneiras n° 10, n° 40 e ? LL ? IP ? IG

Manual de Pavimentação 129 ? ISC ? Expansão (ISC) O DNIT tem utilizado o seguinte plano de amostragem para a análise estatística dos resultados dos ensaios: Chamando X1, X2, X3 ...., Xn, os valores individuais de qualquer uma das características citadas, tem-se: 1,29? ? X Xmax = X + + 0,68? X= NN

? _ ?2 ??X?X? 1,29? ? ? X =X? ?0,68? = ? ? ? min N?1 N onde: N = Número de amostras X = valor individual _ x = média aritmética ? = desvio padrão Xmin = valor mínimo provável, estatisticamente Xmáx. = valor máximo provável, estatisticamente N >. 9 (número de determinações feitas)

...................................................................... Reg. Amostra

TRECHO:.......................................................

SUBTRECHO:.........................................................

................................................................................

.................................................... LL

RODOVIA:...............................................

.................................................................

.................................................................

.................................. Umid.

Manual de Pavimentação 131 Outros critérios de análise estatística para a determinação de valores máximos e mínimos A análise estatística dos diversos grupos de solos encontrados no subleito pode ser Os perfis (longitudinal) dos solos poderão ser desenhados de acordo com as convenções da Figura 36 e do exemplo anexo (Figura 37).

Manual de Pavimentação 132 Tabela 27 - Perfil longitudinal dos solos QUADRO - RESUMO MÁXIMA 120 PASSANDO % 80 60 40 20 200 40 10 4 3/8" 1" 2"

PENEIRAS MÍNIMA pad. ? média x Nº Valor n ANÁLISE DOS SOLOS DO SUBTRECHO nº __________________ ESTACA _______________ A ESTACA ______________________ MÁXIMA PASSANDO % 120 80 60 40 20 200 40 10 4 3/8" 1" 2"

PENEIRAS MÍNIMA pad. ? média x Nº Valor n MÁXIMA PASSANDO % 120 80 60 40 20 200 40 10 4 3/8" 1" 2"

PENEIRAS MÍNIMA pad. ? média x Nº Valor n MÁXIMA PASSANDO % 120 80 60 40 20 200 40 10 4 3/8" 1" 2"

PENEIRAS MÍNIMA pad. ? média x Nº Valor n ANÁLISE ESTATÍSTICA FAIXA GRANULOMÉTRICA GRANULOMETRIA COMPACTAÇÃO GRUPO DE SOLOS CLASSIFICAÇÃO HRB

2" 1" 3/8" Nº 4 Nº 10 Nº 40 Nº 200 LL IP IG UMIDADE ÓTIMA DENS. MÁXIMA EXPANSÃO I.S.C.

Manual de Pavimentação 133 Figura 36 - Convenção para representação dos materiais

SILTE AREIA ARGILA

ROCHA ALTERADA ROCHA PEDREGULHO

ARGILA ORGÂNICA SOLO .ORGÂNICO MATACÃO

FOLHELHO MICA SILTE ORGÂNICO

Solos A-1-a e Solos A-2-4 e Solos A-2-6 e A-1-b A-2-5 A-2-7

Solos A-4 e Solos A-6 e Solo A-3 A-5 A-7

Manual de Pavimentação 134 Figura 37 - Perfil longitudinal com Indicação dos grupos de solos ,

, , , , I , , , I P V=181 100 PTV=188 700 PCV=196 700

P V=201 500 A-6 PT V=203 700 A-6 A-6 A-6 PTV=203 500 A-2-4 +0,010 PCV=205 200 = 4,275 + 0,040 y=240 =0,900 Y=340 =1,700 200,00 80,00 170 5 180 5 190 5 200 5 5 210 220 PTV=200 100 PERFIL LONGITUDINAL COM INDICAÇÃO DOS GRUPOS DE SOLOS

km 105+462 km 105+462

4.3.1.3 ESTUDO DAS OCORRÊNCIAS DE MATERIAIS PARA PAVIMENTAÇÃO O estudo das ocorrências de Materiais para Pavimentação é feito em duas fases com base nos dados de geologia e pedologia da região isto é: a) Prospecção Preliminar

Manual de Pavimentação 135 b) Prospecção Definitiva durante os trabalhos é feita também a localização das fontes de A prospecção é feita para se identificar as ocorrências que apresentam a possibilidade de seu aproveitamento, tendo em vista a qualidade do material e seu volume aproximado. A prospecção preliminar, compreende: b) Sondagens; e Assim sendo nas ocorrências de materiais julgados aproveitáveis na inspeção de campo, procede-se de seguinte modo (Figura 38): a) Delimita-se, aproximadamente, a área onde existe a ocorrência do material; Faz-se 4 e 5 furos de sondagem na periferia e no interior da área delimitada, convenientemente localizados até à profundidade necessária, ou compatível com os b) Coleta-se em cada furo e para cada camada, uma amostra suficiente para o atendimento dos ensaios desejados. Anota-se as cotas de mudança de camadas, adotando-se uma denominação expedita que as caracterize. Assim, o material aparentemente imprestável, constituinte da camada superficial, será identificado com o nome genérico de capa ou expurgo. Os outros materiais próprios para o uso, serão identificados pela sua denominação corrente do lugar, como: cascalho, seixos, etc; c) Faz-se a amarração dos furos de sondagem, anotando-se as distâncias aproximadas entre os mesmos e a posição da ocorrência em relação à rodovia em estudo.

Figura 38 - Esquema de sondagem para prospecção de materiais Eixo da Rodovia 500 505 Distância do Eixo F-2 F-1 Limite da área de ocorrência do material

F-5 F - Furo F-3 F-4 Uma ocorrência será considerada satisfatória para a prospecção definitiva, quando os materiais coletados e ensaiados quanto a: a) Granulometria por peneiramento com lavagem do material na peneira de 2,0 mm (n° e) Compactação;

Manual de Pavimentação 136 ou pelo menos, parte dos materiais existentes satisfizerem as especificações vigentes, ou quando houver a possibilidade de correção, por mistura, com materiais de outras As exigências para os materiais de reforço do subleito, sub-base e base estabilizada, são as seguintes: Para reforço do subleito: características geotécnicas superiores a do subleito, demonstrados pêlos ensaios de ISC. e de caracterização (Granulometria, LL, LP). Para sub-base granulometricamente estabilizada: ISC3 ? 20 e índice do Grupo IG = O Para base estabilizada granulometricamente: a) Limite de Liquidez máximo b) 25% índice de plasticidade máximo: 6% c) · Equivalente de Areia mínimo: 30% Caso o Limite de Liquidez seja maior que 25% e/ou índice de plasticidade, maior que 6, poderá o solo ser usado em base estabilizada, desde que apresente Equivalente de Areia maior que 30%, satisfaça as condições de Índice Suporte Califórnia e se enquadre nas faixas granulométricas citadas adiante. O Índice Suporte Califórnia deverá ser maior ou igual a 80%para qualquer tipo de tráfego;a expansão máxima deverá ser 0,5%.Poderá ser adotado um ISC até 60%,quando economicamente justificado,em face da carência de materiais e prevendo-se a complementação da estrutura do pavimento pedida pelo Quanto à granulometria, deverá estar enquadrada em uma das faixas das especificações (Tabela 28): Tabela 28 - Granulometria dos materiais TIPOS PENEIRA I II A B C D E F % em peso passando 2" 100 100 ? ? ? ? l" 75-90 100 100 100 100 3/8" 30-65 40-75 50-85 60-100 ... ? Nº4 25-55 30-60 35-65 50-85 55-100 70-100 Nº10 15-40 20-45 25-50 40-70 40-100 55-100 Nº40 8-20 15-30 15-30 25-45 20-50 30-70 Nº200 2-8 5-15 5-15 10-25 6-20 8-25 A prospecção preliminar das pedreiras é realizada mediante as indicações geológicas, procurando-se avaliar no local por meio de sondagens e de levantamento expeditos: b) A altura e a largura da frente de exploração de rocha aparentemente sã da pedreira.

Regularização e reforço do subleito .......... 2 500m3

Sub-base ................................................... 2 000m3

Base .......................................................... 2 000m3

Areia .......................................................... 300m3

Revestimento (Pedreiras) 500m3 No que se refere às pedreiras, será obedecido o que recomenda a Norma ABNT 6490/85 (NB-28/68), para "Reconhecimento e Amostragem para Fins de Caracterização das A coleta de amostras de rochas para serem submetidas aos ensaios correntes de: a) Abrasão Los Angeles b) Sanidade c) Adesividade

Manual de Pavimentação 138 é realizada através de sondagens rotativas ou então, quando a ocorrência assim o permitir, por extração por meios de furos com barra-mina e explosivos no paredão Quando for necessário, os ensaios correntes poderão ser complementados pêlos exames A cubagem do material poderá ser realizada por auscultação a barra-mina. Quando necessário, poderá ser providenciado o lançamento de um reticulado com lados de 10m a 20m aproximadamente. Admite-se que seja considerado como rocha, o maciço abaixo da Os resultados das sondagens e dos ensaios dos materiais das amostras das ocorrências de solos e materiais granulares são apresentados através dos seguintes elementos: a) Boletim de Sondagem (Tabela 25) b) Quadro-resumo dos Resultados dos Ensaios (Tabela 26) c) Análise estatística dos Resultados (Figura 39) d) Planta de Situação das Ocorrências (Figura 40) e) Perfis de Sondagem típicos (Figura 41) Geralmente para cada ocorrência é apontada a designação de J-l, J -2 etc... Os resultados das sondagens e dos ensaios dos materiais rochosos (Pedreiras) são também apresentados de maneira similar às ocorrências de solos e materiais granulares, sendo apontado para cada pedreira a designação de P1, P2 etc... (Ver Figura 40). A apresentação dos resultados é complementada mediante um esquema geral de todas as ocorrências e das fontes de abastecimento de água do trecho estudado, conforme mostrado no exemplo anexo (Figura 41).

Manual de Pavimentação 139 Figura 39 - Análise estatística dos resultados de sondagem

Manual de Pavimentação 140 Figura 40 - Planta de situação das ocorrências

S-25 AC-15.200m3 CIDADE B PIO F-8 AÇUDE 11.000m 7.000m 50m QUILÔMETRO 108 109 110 111 112 113 MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DMT (km) CÓDIGO VOLUME (m3) DATA: EXTENSÃO (m) PROJETO DE EXECUÇÃO DO PAVIMENTO ESPESSURA (m) TIPO DE MATERIAL CAMADA REVESTIMENTO BASE SUB-BASE ACOSTAMENTO REVESTIMENTO DO ACOSTAMENTO RODOVIA: TRECHO: SUBTRECHO: CONVENÇÕES

- OCORRÊNCIADE SOLO USINADANADISTRIBUIÇÃO - PEDREIRA - AREAL CIDADE - A CIDADE - E CIDADE - F - FONTE D´ÁGUA

- CRUZAMENTO km 75 km 143 km 250 - CIDADE OU POVOAMENTO (DISTRITO,RESIDÊNCIA)OU(FIRMA) DEPARTAMENTO NACIONA L DE ESTRADAS DE RODAGEM QUADRO-RESUMO DE QUANTIDADES S-30 F-9 3 AÇUDE S-35 SB-53.900m CIDADE C SB-22.400m3 F-10 F-11 S-31 S-32 S-33 AÇUDE AC-4.300m3 AÇUDE SB-42.700m3 B-33.400m3 A-B CIDADE D CIDADE E 7.500m 5.800m 20m 4.000m 1.000m 50m

114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

Manual de Pavimentação 141 Figura 41 - Perfis de sondagens típicas

Manual de Pavimentação 142 4.3.2 DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO 4.3.2.1 PAVIMENTO FLEXÍVEL - MÉTODO DO DNER O método tem como base o trabalho "Design of Flexible Pavements Considering Mixed Loads and Traffic Volume", da autoria de W.J. Turnbull, C.R. Foster e R.G. Ahlvin, do Corpo de Engenheiros do Exército dos E.E.U.U. e conclusões obtidas na Pista Relativamente aos materiais integrantes do pavimento, são adotados coeficientes de equivalência estrutural tomando por base os resultados obtidos na Pista Experimental da A Capacidade de Suporte do subleito e dos materiais constituintes dos pavimentos é feita pelo CBR, adotando-se o método de ensaio preconizado pelo DNER, em corpos-de-prova indeformados ou moldados em laboratório para as condições de massa específica O subleito e as diferentes camadas do pavimento devem ser compactadas de acordo com os valores fixados nas "especificações Gerais", recomendando-se que, em nenhum caso, o grau de compactação calculado estaticamente deve ser inferior a 100% do que foi Para solos granulares com granulação grossa deverá ser empregada a energia de Os materiais do subleito devem apresentar uma expansão, medida no ensaio C.B.R., a) Materiais para reforço do subleito, os que apresentam C.B.R. maior que o do subleito e expansão ?1% (medida com sobrecarga de 10 Ib) b) Materiais para sub-base, os que apresentam C.B.R. ? 20%, I.G. = 0 e expansão ? 1% (medida com sobrecarga de 10 lb) c) Materiais para base, os que apresentam: C.B.R. ? 80% e expansão ? 0,5% (medida com sobrecarga de 10 Ib), Limite de liquidez ? 25% e Índice de plasticidade ? 6% Caso o limite de liquidez seja superior a 25% e/ou índice de plasticidade seja superior a 6; o material pode ser empregado em base (satisfeitas as demais condições), desde que o Para um número de repetições do eixo-padrão, durante o período do projeto N ? 5 x 106, podem ser empregados materiais com C.B.R. ? 60% e as faixas granulométricas E e F já Os materiais para base granular devem ser enquadrar numa das seguintes faixas granulométricas (Tabela 29):

Manual de Pavimentação 143 Tabela 29 - Granulometria para base granular Tipos Para N > 5 x 106 Para N < 5 x 106 Tolerâncias da faixa de projeto Peneiras A B C D E F % em peso passando 2" 100 100 - - - - ±7 l" - 75-90 100 100 100 100 ±7 3/8" 30-65 40-75 50-85 60-100 - - ±7 N° 4 25-55 30-60 35-65 50-85 55-100 10-100 ±5 N° 10 15-40 20-45 25-50 40-70 40-100 55-100 ±5 N° 40 8-20 15-30 15-30 25-45 20-50 30-70 ±2 N° 200 2-8 5-15 5-15 10-25 6-20 8-25 ±2 A fração que passa na peneira n° 200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa na peneira n° 40. A fração graúda deve apresentar um desgaste Los Angeles igual ou inferior a 50. Pode ser aceito um valor de desgaste maior, desde que haja experiência no uso do Em casos especiais podem ser especificados outros ensaios representativos da Para o caso de materiais lateríticos, as "especificações Gerais" fixarão valores para expansão, índices de consistência, granulometria e durabilidade da fração graúda. Tráfego - O pavimento é dimensionado em função do número equivalente (N) de operações de um eixo tomado como padrão, durante o período de projeto escolhido. A Figura 52, dão os fatores de equivalência de operação entre eixos simples e em "tandem", com diferentes cargas e o eixo simples padrão com carga de 8,2 t (18.000 Ib). Sendo VI o volume médio diário de tráfego no ano de abertura, num sentido e admitindo- se uma taxa t% de crescimento anual, em progressão aritmética, o volume médio diário de tráfego, Vm, (num sentido) durante o período de P anos, será: V[2+(P?1)t/100] Vm = 1 2 O volume total de tráfego, (num sentido) durante o período, Vt, será: Vt = 365 x P x Vm Admitindo-se uma taxa t% de acrescimento anual em progressão geométrica, o volume total do tráfego, Vt, durante o período é dado por: 365V1[(1+t/100)p?1] Vt = t /100 Conhecido Vt, calcula-se N, que é o número equivalente de operações do eixo simples padrão durante o período de projeto e o parâmetro de tráfego usado no dimensionamento. N = Vt x (F.E) x (F.C) (F.E) x (F.C) = F.V N=Vt x (F.V)

Manual de Pavimentação 144 F.E é um fator de eixos, isto é, um número que, multiplicado pelo número de veículos, dá o número de eixos correspondentes. F.C é um fator de carga, isto é, um número que, multiplicado pelo número de eixos que operam, dá o número de eixos equivalentes ao eixo padrão. F.V é um fator de veículo, isto é, um número que multiplicado pelo número de veículos que operam, dá, diretamente, o número de eixos equivalentes ao eixo padrão. Para o cálculo de F.E, F.C e F.V, é necessário conhecer a composição de tráfego. Para isto, é necessário fazer uma contagem do tráfego na estrada que se está considerando, estudando-se um certo volume total do tráfego, Vt (para o período de amostragem). Faz- se contagem do número total de eixos n, e pesam-se todos esses eixos (Figura 42).

Figura 42 - Fatores de equivalência de operação TRIPLO DUPLO tonelada m 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 e

EIXOS EM TANDEM Carga por eixo 0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10 100 1000

20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 EIXOS S MPLES I 0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0 10 100 1000

n Tem-se n = Vt x (F.E), donde, F. E = Vt Com os dados de pesagem, organiza-se uma tabela (Tabela 30), como o seguinte, grupando-se os diversos eixos por intervalos de carga, representados pelo seu ponto central:

Manual de Pavimentação 145 Tabela 30 - Determinação do fator de operações (l) (2) (3) (4) percentagem Fator de equivalência Fator de operações Eixos Simples (t) Eixos tandem (t)

Os valores da coluna 3 são obtidos da Figura 42. Os valores da coluna 4 são os produtos dos valores da coluna 2 pêlos da coluna 3. O somatório dos valores da coluna 4 representa o produto 100 x (F.C), isto é, Equivalência =100 F.C Equivalência Donde,F ? C = 100 F.V = (F.E) x (F.C) Normalmente, o cálculo de N é feito de acordo com as seguintes etapas: a) Cálculo de Vt através de dados estatísticos da estrada que se está considerando, incluindo-se a fixação de VI (onde devem ser levados em conta os tráfegos gerado e desviado), do tipo de crescimento e de sua taxa t. O cálculo de Vt pode ser feito b) Cálculo de F.V, através dos F.V individuais (F.Vi) para as diferentes categorias de veículos, determinadas numa estação de pesagem representativa da região e das percentagens Pi (determinada no item a ) com que estas categorias de veículos ocorrem na estrada que está sendo considerada.

Manual de Pavimentação 147 trate de evitar a ruptura do próprio revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As espessuras a seguir recomendadas, Tabela 32, visam especialmente as bases de comportamento puramente granular e são definidas pelas observações efetuadas.

Tabela 32 - Espessura mínima de revestimento betuminoso N Espessura Mínima de Revestimento Betuminoso N ? 106 Tratamentos superficiais betuminosos 106< N ? 5 x 106 Revestimentos betuminosos com 5,0 cm de espessura 5 x 106< N ? 107 Concreto betuminoso com 7,5 cm de espessura 107< N ? 5 x 107 Concreto betuminoso com 10,0 cm de espessura N > 5 x 107 Concreto betuminoso com 12,5 cm de espessura No caso de adoção de tratamentos superficiais, as bases granulares devem possuir alguma coesão, pelo menos aparentes, seja devido à capilaridade ou a entrosamento de Dimensionamento do Pavimento - O gráfico da Figura 43 dá a espessura total do pavimento, em função de N e de I.S. ou C.B.R.; a espessura fornecida por este gráfico é em termos de material com K = l ,00, isto é, em termos de base granular. Entrando-se em abcissas, com o valor de N, procede-se verticalmente até encontrar a reta representativa da capacidade de suporte (I.S. ou C.B.R.) em causa e, procedendo-se horizontalmente, Supõe-se sempre, que há uma drenagem superficial adequada e que o lençol d'água subterrâneo foi rebaixado a, pelo menos, 1,50 m em relação ao greide de regularização. No caso de ocorrência de materiais com C.B.R. ou I.S. inferior a 2, é sempre preferível a fazer a substituição, na espessura de, pelo menos, l m, por material com C.B.R. ou I.S. As espessuas máxima e mínima de compactação das camadas granulares são de 20cm e A Figura 44 apresenta simbologia utilizada no dimensionamento do pavimento, Hm designa, de modo geral, a espessura total de pavimento necessário para proteger um material com C.B.R. ou I.S. = CBR ou IS = m, etc., hn designa, de modo geral, a Mesmo que o C.B.R. ou I.S. da sub-base seja superior a 20, a espessura do pavimento necessário para protegê-la é determinada como se esse valor fosse 20 e, por esta razão, usam-se sempre os símbolos, H20 e h20 para designar as espessuras de pavimento sobre sub-base e a espessura de sub-base, respectivamente. Os símbolos B e R designam, respectivamente, as espessuras de base e de revestimento.

Manual de Pavimentação 148 Uma vez determinadas as espessuras Hm, Hn, H20, pelo gráfico da Figura 53, e R pela tabela apresentada, as espessuras de base (B), sub-base (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações: RKR+BKB ? H20 RKR+BKB+h20 Ks ? Hn RKR+BKB+h20 KS +hn KRef ? Hm, Acostamento - Não se dispõe de dados seguros para o dimensionamento dos acostamentos, sendo que a sua espessura está, de antemão, condicionada à da pista de rolamento, podendo ser feitas reduções de espessura, praticamente, apenas na camada de revestimento. A solicitação de cargas é, no entanto, diferente e pode haver uma A adoção nos acostamentos da mesma estrutura da pista de rolamento tem efeitos benéficos no comportamento desta última e simplifica os problemas de drenagem; geralmente, na parte correspondente às camadas de reforço e sub-base, adota-se, para acostamentos e pista de rolamento, a mesma solução, procedendo-se de modo idêntico para a parte correspondente à camada de base, quando o custo desta camada não é muito elevado. O revestimento dos acostamentos pode ser, sempre, de categoria inferior Quando a camada de base é de custo elevado, pode-se dar uma solução de menor custo Algumas sugestões têm sido apontadas para a solução dos problemas aqui focalizados, como: a) adoção, nos acostamentos, na parte correspondente à camada de base, de materiais próprios para sub-base granular de excepcional qualidade, incluindo solos b) consideração, para efeito de escolha de revestimento, de um tráfego nos Pavimentos por etapas - Muitas vezes, quando não se dispõe de dados seguros sobre a composição de tráfego, é conveniente a pavimentação por etapas, havendo ainda a vantagem de, ao se completar o pavimento para o período de projeto definitivo, eliminarem-se as pequenas irregularidades que podem ocorrer nos primeiros anos de vida A pavimentação por etapas é especialmente recomendável quando, para a primeira etapa, pode-se adotar um tratamento superficial como revestimento, cuja espessura é, perfeitamente desprezível; na segunda etapa a espessura a acrescentar vai ser ditada, muitas vezes, pela condição de espessura mínima de revestimento betuminoso a adotar.

Manual de Pavimentação 149 Figura 43 - Determinação de espessuras do pavimento 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140

I. S. =2 0 I.S. B S S I I .S I.S OU C R

OU CBR = 12 OU C R S OU CBR = 08 OUCBR=10 S OU CBR = .OUCBR=6 OU CBR = 5 7 B

= 15 OU CBR =4 .S OU CBR = 3 OU CBR = 2 Espessura do Pavimento em centímetro - Ht 103 104 105 106 107 108 109 Operações de eixo de 18.000 Ib (8,2 ton.) Ht = 77,67 . N 0,0482 . CBR -0,598 Figura 44 - Dimensionamento do pavimento Hm Hn H20 R R B h20 hn

Manual de Pavimentação 150 4.3.2.2 PAVIMENTOS FLEXÍVEIS ? ANÁLISE MECANÍSTICA Finalidades O método de dimensionamento do DNER, baseado no método original do USACE, e o da AASHTO visam a proteção do subleito contra a geração de deformações plásticas excessivas durante o período de projeto. São métodos empíricos, com base experimental referente a condições climáticas e de solos nos EUA. e que tem garantido essa proteção quando aplicados no Brasil, haja vista a rara ocorrência de afundamentos em trilha de roda, significativos nos pavimentos dimensionados por esses métodos. Pode-se até mesmo falar em um superdimensionamento, que seria explicado pela ausência, no Brasil, Esses métodos podem ser completados, contudo, por análises que permitam considerar- se, no dimensionamento, o problema do trincamento por fadiga das camadas asfálticas. nos pavimentos flexíveis, e das camadas cimentadas, nos pavimentos semi-rígidos. Para esse objetivo. o procedimento mais eficaz é a aplicação de modelos de previsão de desempenho do tipo mecanístico-empírico, em vista de seu maior campo de aplicação e por estarem embasados em propriedades mecânicas fundamentais dos solos e materiais de pavimentação. Uma outra vantagem desses modelos, em relação àqueles puramente empíricos, é a possibilidade de se otimizar o dimensionamento da estrutura, tomando-se partido da capacidade de cada camada em resistir aos processos de deterioração provocados pelas cargas do tráfego. Também no caso de projetos de restauração, o dimensionamento de recapeamentos asfálticos contra a reflexão de trincas e a consideração dos efeitos de camadas especiais intermediárias podem ser efetuados de Conceitos Um modelo de previsão de desempenho é uma função que permite quantificar a redução do nível de serventia ou a geração de defeitos ao longo da vida de serviço do pavimento. Tal modelo é denominado "mecanístico-empírico" e pode ser constituído por três condicionantes: a) Um Modelo Estrutural para cálculo das respostas induzidas pelas cargas de roda em movimento nas camadas do pavimento, na forma de tensões.deformações ou deflexões elásticas que estejam relacionadas ao surgimento ou à propagação de b) Funções de Transferência, capazes de relacionar as respostas da estrutura às cargas do tráfego, à geração e propagação de defeitos. Além de atenderem a determinadas condições de contorno, exigidas pelo problema, essas funções deverão basear-se em teorias. empiricamente validadas, que descrevam o mecanismo com que a deterioração se processa: c) Fatores ou Funções de Calibração, que ajustam as previsões das Funções de Transferência de modo a se reproduzir dados de uma determinada base empírica. São responsáveis, portanto, pela consideração de parâmetros que não puderam ser explicitados, seja no modelo estrutural ou nas Funções de Transferência, tais como: clima, características específicas do tráfego atuante. particularidades dos materiais e de sua variabilidade.

Manual de Pavimentação 151 Um aspecto que assume especial relevância quando da aplicação de modelos mecanístico-empíricos. tanto no projeto de pavimentos novos como no de resturação, é a caracterização adequada do comportamento tensão-deformação dos materiais sob as cargas transientes dos veículos. O módulo de elasticidade, se reveste de duas definições nesse contexto, a saber: ? Módulo de Deformação Resiliente (MR): determinado em laboratório por meio de ensaios de cargas repetidas, com duração de carga da ordem de 0,10 s e tempo de repouso de 0,9 s. Utiliza toda a deformação recuperável no seu cálculo, embutindo. portanto, as parcelas elástica instantânea e viscoelástica, geradas pelo pulso de carga ? Módulo de Elasticidade Efetivo "in situ" (Eef): é o módulo determinado por retroanálise das bacias de deflexões lidas através de equipamentos para ensaios não destrutivos. Enquanto MR se refere às condições de compactação e de solicitação do ensaio de laboratório, Eef reflete ou sintetiza o estado de tensões, a compactação e o modo de solicitação a que a camada é submetida pelas cargas dos veículos em movimento. Não existem, portanto. correlações universais entre esses dois parâmetros, embora possa estabelecer-se comparações em casos particulares. Tais comparações são importantes, visto que. no projeto de pavimentos novos, pode-se dispor apenas de MR, enquanto nos projetos de restauração, apenas Eef pode estar disponível, de modo geral. Avaliação Estrutural A "condição estrutural" de um pavimento pode ser definida como um "retrato" composto pêlos seguintes elementos: a) A capacidade apresentada pelas camadas de solos e de materiais granulares de resistir às deformações elásticas e plásticas induzidas pelas cargas do tráfego; b) A integridade estrutural das camadas asfálticas e cimentadas, relacionadas ao grau e Para se avaliar essa condição, os seguintes procedimentos alternativos são recomendáveis: ? Procedimento I: O pavimento é avaliado continuamente por meio de levantamentos defletométricos com a viga Benkelman. medindo-se a deflexão máxima (Dg) e o raio de curvatura (R). Esses são os únicos parâmetros confiáveis que podem ser medidos com a viga. Como eles são insuficientes para se determinar os módulos de elasticidade das camadas, ainda mais levando-se em conta o fato de se estar diante de um carregamento quase-estático. devem ser coletadas amostras de alguns ou de todos os materiais, em alguns subtrechos homogéneos. para determinação de MR em laboratório. Uma análise conjunta de todos esses parâmetros possibilitará efetuar-se análises de fadiga, já que a deformação máxima de tração sob um revestimento asfáltico (£,) é função de : ?t=f(D0,R,hr,MR) onde hr. é a espessura do revestimento e MR é o módulo de resilência do subleito:

Manual de Pavimentação 152 ? Procedimento II: O pavimento é avaliado por meio de defletômetros dinâmicos, medindo-se os módulos de elasticidade efetivos (Eef) de cada camada. A retirada de amostras para determinação de MR em laboratório ficaria restrita a poucos locais, com a finalidade única de ser um teste de verificação dos valores calculados para Eef, a fim de se evitar erros grosseiros no processo de retroanálise das barras de deflexões, Com relação aos equipamentos existentes para as avaliações estruturais não destrutivas, pode-se classificá-los nas seguintes categorias: ? Deflectômetros Quase-estáticos: são equipamentos baseados na tradicional Viga Benkelman, (de afeição e calibração fácil em qualquer laboratório de solos que possui uma prensa para ensaios do Índice Suporte Califórnia)sendo que o aperfeiçoamento introduzido refere-se à automatização do processo de leitura das deflexões. Sua característica fundamental é que as cargas aplicadas ao pavimento movem-se a baixas velocidades (da ordem de 3 km/h) e são cargas de eixos de caminhões em verdadeira grandeza. Este último aspecto tem sido favorável, pois as deflexões medidas com estes aparelhos correlacionam-se bem com o desempenho dos pavimentos flexíveis e semi-rígidos. Não servem, contudo, para pavimentos rígidos, por falta de acurácia na leitura de deflexões menores que 10 x 10-2 mm. Os equipamentos desta categoria, são os seguintes: ? Deflectômetros Dinâmicos: são aqueles que aplicam cargas senoidais e medem as correspondentes deflexões dinâmicas em diversos pontos afastados das cargas, por meio de sensores sísmicos (geofones). Permitem, portanto, a determinação dos módulos de elasticidade dinâmicos dos materiais das camadas, por retroanálise das bacias de deflexões medidas. Apresentam a desvantagem de ser necessária a aplicação de uma pré-carga estática da ordem de três vezes a carga dinâmica, a fim de se evitar ao repique da placa de carga no topo do pavimento, o que altera todo estado de tensões do pavimento. Os seguintes equipamentos fazem parte desta categoria: ? Dynaflect: suas deflexões não se correlacionam muito bem com o desempenho dos pavimentos. A razão disto está nas cargas extremamente baixas que são aplicadas pelo aparelho, ou seja, cargas que não mobilizam as deformações que ? Deflectômetros de Impacto: são os Falhng Weight Deflectometers (FWD's), equipamentos que aplicam cargas impulsivas, cuja duração é tal que simula cargas de roda a velocidades da ordem de 70 km/h. Não requerem aplicação de pré-carga estática, e podem ser aplicadas cargas de magnitude das dos eixos de caminhões ou dos trens-de-pouso de aeronaves. Aplicam-se a quaisquer tipos de pavimentos, inclusive para a avaliação de juntas e detecção de solapamentos em placas de concreto de cimento Portland.

Manual de Pavimentação 153 A calibração e afeição destes aparelhos porem, deve ser executado em laboratórios A determinação dos módulos de elasticidade das camadas é feita por um processo de "retroanálise". onde se utiliza um modelo estrutural para o pavimento, como a Teoria de Camadas Elásticas ou o Método dos Elementos Finitos, e se encontra a combinação de módulos que faz com que o modelo reproduza, da melhor forma possível, a bacia de deflexões lida pelo FWD no campo. Para tanto, devem ser conhecidas: a carga aplicada e as espessuras das camadas. Os coeficientes do Poisson são fixados em valores típicos para cada material, já que interferem pouco com a bacia de deflexões. Como não se dispõe de uma solução analítica "fechada" para o problema, a retroanálise deve ser feita por meio de ajustes iterativos. enquanto se tenta minimizar uma Função Erro. definida como a distância entre as bacias Apesar deste processo de ajuste iterativo, a combinação de módulos mais adequada ou correia é única. O que garante essa univocidade é a forma como as tensões se distribuem em uma estrutura de pavimento. Como ilustrado na Figura 45, o bulbo de tensões produzido pela carga aplicada na placa circular tem forma cónica, onde o ângulo médio com que as tensões se espraiam varia em função da espessura e rigidez das camadas. A deflexão lida em um determinado geofone pode ser dada por: Di=???vi(Z)DZ(1) 0

Figura 45 - Distribuição de tensões no ensaio com o FWD (1) q

h1 E1 h2 E2 Zi h3E3 E4 onde ?vi (Z) representa o campo de deformações verticais ao longo da vertical que passa pelo geofone "i". Como a região que está fora do bulbo de tensões tem deformações quase nulas, a equação acima pode ser escrita como: Di=???vi(Z)DZ(2) Zi

Manual de Pavimentação 154 forma, apenas os módulos de elasticidade das camadas situadas abaixo da profundidade das camadas de Z, tem alguma influência em Di. Quanto mais afastado da carga estiver o geofone. tanto menor o número de camadas que influenciarão a sua deflexão. Este fato indica como deve ser executado o processo de retroanálise: variando-se os módulos de elasticidade das camadas de baixo para cima. do subleilo até o revestimento, ajustam-se as deflexões dos geofones mais afastados até o centro da placa de carga, seqüencialmente. O processo é, portanto, análogo à resolução de um sistema de Por mais bem executada que seja a retroanálise raramente se ajustará a bacia teórica à bacia medida de forma perfeita, ou seja, com erro nulo em todos os geofones, pelas seguintes razões: a) Existe um erro experimental. A precisão dos geofones é de 2 micra (0.2 x 10" mm); b) Existe uma certa distância entre modelo teórico e o pavimento real, e sempre haverá, Uma regra prática deve ser imposta, portanto, para se indicar o momento de interromper as iterações. Pode-se dizer que os resultados obtidos tendem a ser consistentes e estáveis quando o erro em cada um dos geofones for inferior a 1,5%. Outro aspecto, também de natureza prática, diz respeito ao número máximo de parâmetros que podem ser determinados por meio de uma bacia com sete geofones, como é usual. Dificilmente determinar, confíavelmente, mais do que cinco parâmetros independentes, já levando-se em conta que, no caso de retroánalises não lineares, uma só bacia é insuficiente, devendo-se dispor de pelo menos duas, referentes a níveis de carga distintos. Modelos de Previsão de Desempenho Um modelo de previsão de desempenho é chamado "empírico" quando se constitui de uma correlação direta entre alguns parâmetros relacionados ao desempenho do pavimento e a evolução dos defeitos ou queda da serventia. Os modelos do tipo "mecanístico-empírico" já foram comentados no item 2. Em outra classificação, os modelos podem ser "determinísticos", quando prevêem um único valor para a condição futura do pavimento, ou "probabilísticos", quando fornecem as possibilidades de diversas condições. Em projetos, os modelos mais adequados são os determinísticos do tipo mecanístico-empírico, enquanto que, em Sistemas de Gerência de Pavimentos em nível No caso do dimensionamento estrutural de pavimentos novos, deve-se aplicar modelos apropriados para a consideração de: b) Acúmulo de deformações permanentes nos solos, materiais granulares e camadas No caso de projetos de restauração em que o revestimento do pavimento existente esteja severamente trincado, deve-se considerar a reflexão de trincas para as camadas asfálticas de recapeamento.

Manual de Pavimentação 155 Em termos de proteção contra fadiga dos revestimentos asfálticos, os modelos a serem aplicados deveriam ser capazes de identificar duas fases no processo de trincamento: a) O início do trincamento. quando o revestimento se encontra íntegro. Ao final desta b) A propagação das trincas do revestimento, quando as trincas, originalmente isoladas. A previsão da duração da primeira fase pode ser feita por meio de modelos do tipo: ? 1 ?n N0=K??×F=Nflab×F ??t? onde: No = número de repetições da carga que produz a deformação máxima de tração ?t requerido para o surgimento das primeiras trincas de fadiga na superfície; F = fator laboratório-campo ("shift factor"), responsável pelo ajuste das previsões da equação de fadiga de laboratório (N^ab) para se reproduzir o que se observa no campo; K,n = constantes da equação de fadiga de laboratório.

Adeformaçãodetração(?t)podesercalculadapelateoriadecamadaselásticas.Ofator de calibração F é responsável pela inclusão dos parâmetros que não puderam ser explicitados pelo modelo, tais como as condições climáticas e características específicas Para segunda fase, deve-se estimar o número adicional de repetições de carga necessário para que seja atingida uma certa extensão do trincamento de superfície, medida, por exemplo, pela percentagem de área trincada (TR), como ilustrado na Figura 46.

Figura 46 - Fases do trincamento TR (%) 100 0 N N C O número total de repetições de carga, referente à percentagem de área trincada TR, é dado, portanto, por: N(TR) =N0+?N(TR)

Manual de Pavimentação 156 A consideração das duas fases do trincamento é essencial para se evitar conclusões errôneas quando se compara o desempenho de seções de projeto alternativas. Assim, se duas seções com espessuras de revestimento asfáltico diferentes mas a deformação de tração (e,) na sua fibra inferior é idêntica, a formação das primeiras trincas de fadiga será simultânea em ambas as seções, mas a seção mais espessa levará mais tempo para apresentar uma certa percentagem de área trincada, por ser a propagação de trincas No caso de pavimentos semi-rígidos, há uma distância considerável entre as equações de fadiga de laboratório das misturas cimentadas e as equações desenvolvidas a partir da interpretação do desempenho de rodovias em serviço. As mais recomendáveis para projeto, portanto, são essas últimas, das quais pode-se citar as oriundas dos ensaios de fadiga "in situ" com o "Heavy Vehicle Simulator" (HVS) da África do Sul, ou com um veículo semelhante já construído no Brasil no R.G. do Sul Nf =107,19(1??t/8?R) onde: Nf = número de repetições da deformação máxima de tração sob a camada cimentada (e,), requerido para se iniciar o trincamento por fadiga;

A este modelo, deve-se associar um outro, que prevê a progressão do trincamento através da camada cimentada e que, em termos da redução do módulo de elasticidade efetivo (Eef) da camada, pode ser expresso pela seguinte fórmula, que representa uma E1 ef = 0,1+ E0 ? N ?2 ? N ? 0,505? ? ? 0,125? ? + 0,731 ? Nf ? ? Nf ? onde: Eo = módulo de elasticidade da mistura, que é igual ao da camada íntegra; No caso de pavimentos do tipo invertido (Figura 47), a fadiga do revestimento asfáltico e a da sub-base ocorrerão simultaneamente, sendo aplicáveis os modelos válidos para os pavimentos flexíveis e semi-rígidos. Deve-se considerar, além disso, a elevação das deformações de tração no revestimento (?t) à medida que a progressão do trincamento da sub-base provocar a queda de seu módulo efetivo (E3).

Manual de Pavimentação 157 Figura 47 - Pavimento invertido Q

h1 CBUQ ? E1 t1 h2 BRITA GRADUADA K2 DRENANTE E2 = K1 ?

SUB-BASE CIMENTADA E3

h3 ?t2 REFORÇO + SUBLEITO E = K ? m 4d

Cálculo de Tensões e Deformações Uma série de modelos e programas de computador estão disponíveis para se calcular as tensões e deformações provocadas pelas cargas de roda em uma estrutura de pavimento. No que diz respeito à sua escolha e modo de utilização, as seguintes observações devem ser feitas: a) A teoria de camadas elásticas, onde cada camada é simulada por um meio elástico linear, homogêneo e isotrópico. é o modelo estrutural mais simples capaz de reproduzir as tensões e deformações tidas em pavimentos instrumentados. Modelos que incorporem a dependência dos módulos de elasticidade de solos e de materiais granulares em função do estado de tensões têm representado um aperfeiçoamento útil na prática. Outros modelos mais complexos, que incluam os efeitos de: anisotropia. trajetória de tensões efetivas no ensaio triaxial e viscoelasticidade têm encontrado aplicação prática em problemas específicos e ainda não puderam ser b) Os modelos de previsão de desempenho do tipo mecanístico-empírico estão calibrados para um determinado modelo estrutural, o qual compreende: ? um processo para cálculo de tensões e deformações; e ? uma forma de se considerar as propriedades elásticas dos materiais (módulos de Assim, esses modelos de previsão de desempenho são dependentes do modelo estrutural associado, não se podendo aplicá-los com outros modelos estruturais. Finalmente, embora o aperfeiçoamento progressivo dos modelos estruturais seja importante para se elevar a confiabilidade dos modelos de previsão de desempenho mecanístico-empíricos, a situação atual (1994) é a de que as maiores incertezas se encontram na calibração experimental dos modelos. Assim, antes de se aplicar modelos

Manual de Pavimentação 158 deste tipo, é fundamental reavaliar-se os fatores de calibração utilizando-se os dados de desempenho locais ou regionais disponíveis.

4.4 PROJETO DE DRENAGEM 4.4.1 GENERALIDADES Quase todos os materiais empregados em pavimentação tem o seu comportamento grandemente afetado por variações no seu teor de umidade. São fatos de conhecimento geral que os solos argilosos se tomam escorregadios e oferecem difíceis condições de trânsito; os escorregamentos de taludes ocorrem, geralmente, após chuvas intensas ou prolongadas; por outro lado, as areias, são mais estáveis quando inteiramente secas. É necessário, pois, ter um conhecimento da "ambiência" hidrológica que afeta os A água está num movimento entre a superfície e a atmosfera terrestre, no que se constitui O vapor d'água das nuvens se condensa, sob o efeito de mudança de temperatura e precipita sob a forma de chuva, neve, etc. Parte desta precipitação não atinge, propriamente, a superfície terrestre, evaporando-se durante a queda sobre a vegetação ou superfícies impermeáveis; a maior parte no entanto, atinge o solo e segue os seguintes caminhos: evapora-se sobre o solo ou escoa sob a forma de água de escoamento ("run- A água de infiltração e a água de escoamento, terminam alcançando os rios, lagos e os O encaminhamento da água de escoamento constitui o objetivo da drenagem superficial e o da água de infiltração, o objetivo da drenagem profunda, subdrenagem ou drenagem Intenta-se, com a drenagem, evitar que os materiais constitutivos do pavimento e do subleito sofram grandes variações de teor de umidade e, conseqüentemente, de volume e Em resumo a falta de uma drenagem adequada provoca, de uma maneira geral, os seguintes efeitos danosos nos pavimentos: a) Redução da capacidade de suporte do solo de fundação (subleito), em virtude de sua saturação, podendo também, em maior ou menor grau, ser acompanhado de b) Bombeamento de finos de solo do subleito e materiais granulares das demais c) Arrastamento de partículas dos solos e materiais granulares superficiais, em virtude da velocidade do fluxo das águas.

Manual de Pavimentação 159 4.4.2 SISTEMA DE DRENAGEM DO PAVIMENTO Entende-se por sistema de drenagem do pavimento de uma rodovia o conjunto de dispositivos, tanto de natureza superficial como de natureza subsuperfícial ou profunda, Os principais dispositivos de drenagem do pavimento, mostrados esquematicamente nas seções transversais da Figura 45, são os seguintes: a) Sarjetas de Corte: São sarjetas abertas no interior dos cortes junto ao pé dos taludes. Servem para coletar as águas da chuva que correm pêlos taludes e pelo leito estradal, b) Meio-Fio e/ou Banquetas de Aterros: São dispositivos construídos junto ao bordo da plataforma dos aterros, destinados a encaminhar as águas da chuva para as Saídas de Água, impedindo a erosão da plataforma da rodovia e dos taludes de aterros; Drenos Profundos: São dispositivos escavados e enterrados no leito estradal, em corte (mais profundos) ou em aterros (mais rasos), que servem para coletar as águas, tanto de infiltração superior quanto de lençóis subterrâneos, conduzindo-as para fora do leito estradal. Os drenos subterrâneos, em alguns projetos, são construídos conjugados com uma camada drenante do próprio pavimento ou de regularização dos cortes em rocha; Camada Drenante: É uma camada do pavimento (Camada de Base ou Camada de Ligação do tipo Binder) destinada a conduzir as águas que penetram através do revestimento para fora do pavimento até a borda de acostamento ou até o topo dos Nota: Os demais elementos de drenagem, como Valetas de Proteção de Pé-de- Aterro, Caixas Coletoras, Descidas de Águas, Bueiros de Grade e Bueiros de Fundo de Grota, são dispositivos construídos na implantação das rodovias.

4.4.3 CÁLCULO DAS DESCARGAS DE CONTRIBUIÇÃO PARA O PROJETO DE DRENAGEM DO PAVIMENTO 4.4.3.1 ELEMENTOS DE PROJETO O cálculo das descargas de contribuição, que atingem os diversos dispositivos de drenagem, é efetuado através dos seguintes elementos: a) Equação de Chuvas do Posto Meteorológico, em cuja área de influência está inserida b) Desenho em planta e perfil da rodovia, com as respectivas seções transversais tipo A equação de chuvas mais divulgada para esta finalidade é do tipo: KTM i= (t + B)n

Manual de Pavimentação 160 onde: K = coeficiente Quando não se dispõe desta equação, correlacionando o tempo de recorrência com a duração das chuvas, já calculados em projetos do DNER ou em publicações especializadas, a mesma deverá ser estabelecida por método próprio, utilizando séries de observações pluviométricas do posto escolhido. Recomenda-se que o período da série Os tempos recorrência T adotados pelo DNER para cálculo da intensidade das chuvas em seus projetos de drenagem superficial são os seguintes: Rodovias de Classe Especial ou Classe I - 10 anos a 15 anos Rodovias de Classe II e Classe III - l ano a 5 anos Os desenhos em planta, o perfil e as seções transversais das rodovias são utilizados para o estabelecimento das larguras das áreas de contribuição da plataforma da rodovia, tanto em corte como em aterro e das inclinações a serem consideradas. (Ver Figura 48).

4.4.3.2 CÁLCULO DAS DESCARGAS DE CONTRIBUIÇÃO E CAPACIDADE DE VAZÃO DOS DISPOSITIVOS DE DRENAGEM E SUAS RESPECTIVAS LOCALIZAÇÕES 4.4.3.2.1 SARJETAS DE CORTE E MEIO-FIO OU BANQUETAS DE ATERRO O cálculo das Descargas de Contribuição para as sarjetas de Corte e Meio-Fio ou Banquetas de Aterro é efetuado pela Fórmula Racional: Ci A Q= m 3,6 im - Intensidade de precipitação, em mm/hora, para uma duração de t = 5 minutos A - Área da bacia de contribuição, em km2.

Manual de Pavimentação 161 Figura 48 - Seções transversais para determinação da largura das áreas de contribuição Seções em Aterro

largura de Contribuição largura de Contribuição Seções Mistas

Largura de Contribuição Largura de Contribuição

Largura de Contribuição Largura de Contribuição Seções em Corte

Manual de Pavimentação 162 Tabela 33 - Coeficientes de escoamento usuais em rodovias

Tipo de Cobertura da Área Drenada Coeficiente C Máximo Mínimo - Pavimentos Revestimento de Concreto de Cimento ou Concreto Betuminoso

Revestimento de Macadame Betuminoso ou Tratamento superficial Revestimento Primário (cascalho ou macadame) - Solo com ou sem Cobertura Vegetal ' 0,75

0,65 0,40 0,95 0,80 0,60 Solo Arenoso, vegetação cultivada ou leve Solo Arenoso, mata ou vegetação rasteira densa Cascalho, desprovido de vegetação ou vegetação rala Cascalho, mata, vegetação densa Solo argiloso, desprovido de vegetação ou vegetação rala Solo argiloso, mata ou vegetação densa Canteiro central e valetas gramadas Taludes enleivados, com declividade de l :2 0,15 0,15 0,20 0,15 0,35 0,25 0,20 0,50 0,30 0,30 0,40 0,35 0,75 0,60 0,35 0,70 A área drenada é determinada através das seções transversais, tipo rodovia, para as diversas situações de corte, aterro e seções mistas, tanto em tangente como em curva, Em geral, os projetistas determinam esta área para condições médias de corte e aterro, ocorrentes na rodovia, multiplicando o comprimento médio de um corte ou aterro pela A descarga Q, é geralmente expressa em descarga de contribuição por metro linear de A capacidade de vazão das sarjetas de Corte e Meio-Fio de Aterro é determinada pela 1 Q R 2 / 3 ? S1 / 2 Q= ?A?R2/3?S1/2?V= = (Figura49) n An V - Velocidade de escoamento, em m/s - Ver tabela para velocidade limite; S - Declividade da lâmina de água, em m/m (declividade longitudinal).

Manual de Pavimentação 163 Tabela 34 - Coeficiente de rugosidade (Manning) NATUREZA DO REVESTIMENTO DO CANAL COEFICIENTES LIMITES m/s ÓTIMO BOM REGULAR MAU Concreto de Cimento e de Alvenaria Pedras grandes e lisas Pedras irregulares Terra enleivada (com vegetação) Terra emperrada 0,017 0,025 0,025 0,025 0,028 0,020 0,030 0,030 0,030 0,030 0,025 0,033 0,033 0,033 0,033 0,030 0,035 0,035 0,035 0,035 4,0 2,5 2,5 1,2 - 1,8 0,5 - 1,8 Figura 49 - Nomograma para solução da equação de Manning Equação: V = R2 / 3 S1 / 2 n

2 4 0,06 3 5 0,3 15 0,20,07 0,08 0,09 0,1 Linha de Giro 10 9 8 7 6 5 0,1 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,2 4

0,03 0,02 0,33 S R 0,5 0,4 Velocidade em metros por segundo - V 2

0,01 0,009 0,008 0,007 0,006 0,005 0,003 0,004 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1 0,9 0,8 0,7 0,6 Declividade em metro por metro - 0,002 Raio Hidráulico em metros - 2 0,5 0,4

3 0,30,001 0,0009 0,0008 0,0007 0,0006 0,0005 0,0004 4 0,2

0,0003 5 60,10 Coeficiente de Rugosidade - n 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,1

Manual de Pavimentação 164 No intuito de minimizar custos das obras é usual considerar-se no cálculo da área molhada para projeto, um "impluvium" correspondente à parte da largura do acostamento, conforme mostrado nos esquemas da Figura 50.

Figura 50 - "Impluvium" correspondente à largura do acostamento

ACOSTAMENTO ACOSTAMENTO Para uma maior facilidade na elaboração dos projetos é usual a construção de gráficos do tipo mostrado na Figura 51, correlacionando as diversas rampas de projeto com o comprimento limite correspondente à capacidade máxima de vazão das sarjetas e meio- fio ou banquetas de aterro, calculadas para as condições da região.

Figura 51 - Correlação entre as diversas rampas e a capacidade máxima de vazão ESCALA DE VELOCIDADE CRÍTICAS m/s 1,000 3 DESCARGAS EM m /s 0,500

0,400 0,300 0,200 ESCALA DE VELOCIDADE CRÍTICAS m/s 0,5 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 8,0 RAMPAS EM %

Manual de Pavimentação 165 Sempre que o comprimento limite é atingido, é necessário providenciar saídas de água As sarjetas de corte são localizadas no interior dos mesmos, e o tipo de revestimento é escolhido em função da velocidade limite de fluxo, mostrado na Tabela 34. Em geral, para a rampa maior do que 4,5% há necessidade de se providenciar o revestimento. Nas rodovias de Classe Especial ou Classe I, costuma ser generalizado o emprego de valetas revestidas de concreto ou alvenaria de pedra, em todas as situações de rampa. Quanto à localização dos meios-fios ou banquetas de aterro, os estudos desenvolvidos para o DNER, levando-se em consideração as velocidades do fluxo das águas em diversos projetos conjugados com observações de campo, mostraram que estes elementos são necessários sempre que ocorrem as seguintes situações: b) Ocorrência de cotas de aterro maiores do que 4,5 m, qualquer que seja a rampa.

Manual de Pavimentação 166 ? Ensaio de granulometria dos materiais disponíveis para uso dos drenos. ? Com ampla base experimental, foi determinado que haverá boas condições de permeabilidade entre solo local e os drenos, quando se tem as seguintes características para os materiais filtrantes, drenantes ou material único para enchimento da vala do dreno: O material filtrante não deve ter mais do que 5% de finos passando na peneira n° 200; ? Devem ser verificadas as seguintes inequações, obtidas dos ensaios de granulometria do solo local, do material filtrante para o enchimento da vala, do material drenante para envolvimento do tubo e do diâmetro do furo do dreno.

D ? 5 ? 15F1 ? 40 D15solo D ? 15F1 ? 5 D85solo D ? 5 ? 15F2 ? 40 D85F1 D ? 15F2 ? 5 D85F1 D ? 85F2 ? 2 D furo em que: D15F1 e D85F1 - Diâmetro das partículas do material filtrante para enchimento da vala, correspondente a uma porcentagem de 15% e de 85% passando no ensaio de D15F2 e D85F2 ? Idem, idem para o material drenante de envolvimento do tubo; Boas condições de filtragem e de drenagem são também asseguradas quando as curvas granulométricas dos materiais filtrantes drenantes ou material único e do solo local são Convém notar que, praticamente, as areias grossas do tipo usado na confecção de concreto de cimento e que apresentam no ensaio de granulometria menos do que 5% de material passando na peneira n° 200, são aptas para serem usadas como materiais filtrantes, ou até mesmo como material único na confecção dos dreno.

Manual de Pavimentação 167 Figura 52 - Drenos profundos em corte

Figura 53 - Alguns tipos de drenos utilizados em projetos de rodovias DRENOS SUBSUPERFICIAIS NA PLATAFORMA DO INTERIOR DE CORTES

Manual de Pavimentação 168 Os drenos mais modernos construídos, com "mantas de geotêxtil," aderentes às paredes das valas só utilizam como enchimento o material drenante, pois o tecido das mantas já é Quanto as pesquisas realizadas (Estado do Paraná) a este respeito, mostraram que os drenos construídos com "mantas de geotêxtil", além das facilidades executivas que oferecem, são mais eficientes na retenção de finos dos solos locais, que não são carreados para o interior do material drenante e interior dos tubos, retardando o processo Chamamos atenção de que os drenos subsuperficiais podem também ser projetados com As Mantas Geotêxteis utilizadas como materiais filtrantes nos drenos devem ser não- tecidas, agulhadas e atender aos seguintes requisitos básicos (Tabela 35): Tabela 35 - Requisitos básicos das mantas geotêxteis Unidade Dreno Profundo Dreno subsuperfícial Permeabilidade (ABNT NBR-15223) cm/s ? 3 x 10-1 ? 3 x 10-1 Abertura de Filtração (ABNT NBR-15229) µm ?2D85solo ?2D85solo Resistência à Tração (ABNT NBR-15224, NBR-12824) kN/M ? 12 ?8 Alongamento ?r (ABNT NBR-15224, NBR-12824) % ? 30 ? 30 Resistência ao Puncionamento (ABNT NBR-13359 ou NBR-15224) kN ? 2,5 ? 1,5 As curvas granulométricas, apresentadas na Figura 54, mostram a permeabilidade de ? Camada Drenante O cálculo das descargas de contribuição que devem ser escoadas pela camada drenante do pavimento, é efetuado pela metodologia da publicação "Drainage of Highway and Airfield Pavements" de H.R. Cedergren e as últimas recomendações do "FHWA - USA - Federal Highway Administration" que estabelecem: a) Uma das maiores parcelas de contribuição da água para drenagem subterrânea são as águas de infiltração superficial dos pavimentos.

Manual de Pavimentação 169 Figura 54 - Curvas granulométricas ARGILA SILTE AREIA PEDREGULHO Fina Grossa Fina Grossa 100 PENEIRAS 200 10080 60 50 4030 20 16 10 4 3/8?1/2? 3/4? 1? 1 1/2?2? 0

90 85 80 70 % PASSANDO 60 50 40 30 20 15 10 5 0 0,001 0,01 0,070 0,1 0,16 0,175 0,480,800,841,0 1,2 2 0,20 Diâmetro das Partículas (mm) OBSERVAÇÕES

V III 5 4 3 2 I II I 1 V 10 20 30 40 50

60 % RETIDO 70 80 90 100,0 4, 6 9,51012,70 18,10 23,4 3 34,10 Faixa Recomendada 6,3

CURVA I PERMEABILIDADE 36.580 m/dia CURVA II PERMEABILIDADE 10.975 m/dia CURVA III PERMEABILIDADE 4.265 m/dia CURVA IV PERMEABILIDADE 1.830 m/dia CURVA V PERMEABILIDADE 6.095 m/dia MATERIAIS FILTRANTES CURVA 1 PERMEABILIDADE 30 m/dia CURVA 2 PERMEABILIDADE 15 m/dia CURVA 3 PERMEABILIDADE 6 m/dia CURVA 4 PERMEABILIDADE 3 m/dia CURVA 5 PERMEABILIDADE 1 m/dia

b) A contribuição das águas superficiais deverá ser calculada multiplicando-se a precipitação pluviométrica na superfície pavimentada da rodovia, ocasionada por uma chuva de duração igual a l hora e tempo de recorrência de l ano, por um coeficiente As águas de infiltração no pavimento deverão ser conduzidas pelas camadas drenantes do mesmo, desde a entrada até à borda do acostamento ou ao dreno, em um intervalo de Assim sendo, o projeto procura determinar, de acordo com a largura do pavimento (pista + acostamento) e das condições médias de rampa do projeto, a linha de percurso máxima das águas na superfície do pavimento com largura de 1,0 m, conforme mostrado no esquema da Figura 55.

Manual de Pavimentação 170 Figura 55 - Trecho em curva (Contribuição de toda a plataforma)

TRECHO EM CURVA (CONTRIBUIÇÃO DE TODA A PLATAFORMA) BORDO DO ACOSTAMENTO

BORDO DA PISTA a PISTA / ACOSTAMENTO 1.00 L ß g

a - Inclinação Longitudinal (rampa) ß - Inclinação transversal (superevelação) L - Linha de Escoamento com um gradiente g g - Gradiente hidráulica calculado em função de a . ß Conhecendo-se ainda a espessura h, em cm, da camada drenante, estabelecida pelo projeto de pavimentação, e a precipitação local, calculada por intermédio da equação de chuvas da região, utiliza-se a Equação de Darcy para se estabelecer o coeficiente de permeabilidade da camada drenante da seguinte maneira:

QQ KA = ?K = g g?A onde: Q = Vazão calculada em m3/dia em função da precipitação em mm/h para uma chuva com a duração de l hora, com um tempo de recorrência de l ano, multiplicado por um coeficiente de 0,33 a 0,50 de acordo com o projetista (quantidade de água que penetra no g = Gradiente hidráulico em m/m calculado em função das condições médias A = Área de escoamento, em m2, calculada em função da faixa de 1,00 m e da espessura Em função do coeficiente de Permeabilidade K, pode-se escolher a faixa granulométrica do material granular da camada drenante, que satisfaz ao problema por intermédio da Figura 54.

Manual de Pavimentação 171 Convém observar que a camada drenante possui uma granulometria aberta, e que a sua estabilidade é garantida pelo intertravamento entre os grãos. Em muitos projetos, é utilizada também a confecção de um pré-misturado betuminoso a frio, ou a quente, com uma baixa taxa de ligante como camada drenante, o que melhora bastante a qualidade estrutural da mesma.

4.4.4 DISPOSITIVOS DE DRENAGEM PADRONIZADOS O DNER dispõe de modelos padronizados relativos aos vários dispositivos de drenagem sejam aqueles que ordinariamente são executados por ocasião da implantação da estrada, sejam aqueles cuja execução toma-se mais apropriada por ocasião da Assim é que, no "Álbum de Projetos - Tipo de Dispositivos de Drenagem" do DNER, para cada tipo de dispositivo são apresentadas várias alternativas de solução as quais diferem entre si nos seguintes tópicos: A adoção do referido álbum se recomenda, ante o objetivo de racionalizar e sistematizar o tratamento do assunto, facilitando o seu entendimento e produzindo benefícios a nível de Fica, ao projetista, franqueada a liberação de selecionar o dispositivo mais apropriado ao seu problema específico, procedendo aos dimensionamentos hidráulicos necessários à confirmação de sua adequação. Maiores detalhes podem ser obtidos através de consulta ao Manual de Drenagem de Rodovias do DNER. Rio de Janeiro, 1990.

Manual de Pavimentação 173

Manual de Pavimentação 175 5 INTERFERÊNCIAS COM O MEIO AMBIENTE 5.1 GENERALIDADES Entende-se por meio ambiente o espaço onde se desenvolvem as atividades humanas e a vida dos animais e vegetais - envolvendo, assim, todo o conjunto de condições, leis, influências e interações de ordem física, química e biológica, que permite abrigar e reger Poluição ou degradação ambiental se define como qualquer alteração das qualidades físicas, químicas ou biológicas do meio ambiente que possam: I - prejudicar a saúde ou o bem estar da população; II - criar condições adversas às atividades sociais e econômicas; III - ocasionar danos relevantes à flora, à fauna e a qualquer recurso natural; IV - ocasionar danos relevantes aos acervos histórico, cultural e paisagístico. Impacto ambiental é qualquer alteração significativa provocada pela ação humana em um A avaliação de impacto ambiental - AIA - deve ser entendida como sendo: "um instrumento de política ambiental formado por um conjunto de procedimentos capaz de assegurar, desde o início do processo de execução, que se faça um exame sistemático dos impactos ambientais de uma ação proposta (projeto, programa, plano ou política) e de suas alternativas, e que os resultados sejam apresentados de forma adequada ao público e aos responsáveis pela tomada de decisão, e por eles devidamente considerados". Para os objetivos da AIA de um determinado empreendimento onde o importante é a previsão das alterações que ocorrerão no meio ambiente quando de sua implantação, o impacto ambiental pode ser visto como parte de uma relação de causa e efeito . Do ponto de vista analítico pode ser considerado como a diferença entre as condições ambientais que existiriam com a implantação de um projeto e as condições ambientais que existiriam Nestas condições, os impactos ambientais são analisados a partir de dois atributos principais, ou seja, sua magnitude e a sua importância. "A magnitude é a grandeza de um impacto em termos absolutos, podendo ser definida como a medida de alteração no valor de um fator ou parâmetro ambiental, em termos quantitativos ou qualitativos". Dependendo do caso, considera-se na determinação da magnitude o grau de intensidade, A importância, por sua vez, é a ponderação do grau de significação de um impacto em Deve-se atentar para o fato de que podem ocorrer impactos de magnitude elevada, mas Os impactos ambientais, por força de suas peculiaridades, podem receber várias qualificações. Assim é que: b) Impacto direto ou Impacto indireto;

Manual de Pavimentação 176 Em consonância com o disposto na Constituição Federal, a execução de obras ou de atividades potencialmente causadoras de significativa degradação do meio ambiente - entre as quais se inclui a construção/pavimentação de estradas de rodagem com duas pistas ou mais faixas de rolamento dependerá da elaboração de Estudo de Impacto Ambiental - EIA e respectivo Relatório de Impacto Ambiental - RIMA, a serem submetidos à aprovação do órgão estadual competente, e o IBAMA em caráter supletivo, o Devem-se destacar, por outro lado, as atividades associadas, como a extração de mineral de classe II e usinas de asfalto, que também estão sujeitas a licenciamento, e que, dependendo da magnitude e importância, são passíveis de exigência de estudo específico.

5.2 ESTUDO DE IMPACTO AMBIENTAL Segundo a resolução CONAMA nº 001/86 o EIA - Estudo de Impacto Ambiental deverá contemplar, os seguintes tópicos principais: a) Diagnóstico ambiental da área de influência do empreendimento: que compreende o conhecimento dos componentes ambientais e suas interações, procurando b) Identificação dos impactos: esta atividade é feita considerando o empreendimento com suas alternativas sobre o meio ambiente, conhecido através do diagnóstico; c) Previsão e mensuração dos impactos: é o chamado prognóstico, onde se procura prever e caracterizar os impactos sobre seus diversos ângulos e, a partir de então, d) Interpretação e avaliação dos impactos: a interpretação estabelece a importância de cada um dos impactos em relação aos fatores ambientais afetados; a avaliação consiste na determinação da importância relativa de cada impacto, quando e) Definição das medidas mitigadoras e de compensação e do programa de f) Comunicação dos resultados: os resultados obtidos nas atividades anteriores devem ser apresentados de forma objetiva e adequada à sua compreensão pelos agentes envolvidos e interessados no processo. O instrumento de comunicação dos resultados NOTA.: O proponente ou empreendedor deve procurar o órgão ambiental licenciador desde os estágios iniciais do planejamento de proposta, de forma que os estudos sejam iniciados quando as alternativas de projeto, localização e traçado ainda não foram definidos; a elaboração dos estudos deve ficar a cargo de uma empresa de consultoria ou equipe técnica independente, cadastrada junto ao IBAMA;

Manual de Pavimentação 177 A elaboração dos estudos de impacto ambiental, principalmente os itens referentes à identificação, previsão e valoração dos impactos exige a utilização de métodos e técnicas especiais. Estes instrumentos vem sendo desenvolvidos e adaptados ao longo do tempo de forma a possibilitar uma maior objetividade e previsibilidade para cada tipo de A bibliografia técnica procura fazer uma distinção entre método e técnicas utilizadas. Os métodos de AIA são aqueles instrumentos estruturados visando coletar, avaliar, comparar, organizar e apresentar as informações e os dados sobre os prováveis impactos ambientais de uma proposta. As técnicas, por sua vez, são definidas como instrumentos destinados à coleta e tratamento estatístico de dados básicos, ao mapeamento de informações, à previsão de impactos ambientais e à comunicação de resultados. Destacam-se, neste contexto, as técnicas de previsão de impactos que são instrumentos pré-definidos, formais ou mesmo informais, usados para medir as condições futuras de fatores ambientais específicos.

5.3 PROCEDIMENTOS ADMINISTRATIVOS DA AIA Procedimentos administrativos são o conjunto de regras para utilização de AIA no processo de licenciamento. Tais procedimentos definem a responsabilidade estabelecida pelo poder público no processo de AIA e de licenciamento das atividades modificadoras do meio ambiente, de acordo com as diretrizes estabelecidas pela legislação ambiental. O primeiro passo para entender os procedimentos administrativos é através das A Política Nacional do Meio Ambiente, instituída pela Lei nº 6.938/81, criou o Sistema Nacional do Meio Ambiente - SISNAMA, que tem como órgão superior o Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, e como órgão de assessoria à Presidência da República a Secretaria Nacional do Meio Ambiente - SEMAM e ainda o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - IBAMA; que é o órgão executivo de ambos. O SISNAMA é ainda constituído por todos os órgãos e entidades federais (órgãos setoriais), estaduais (órgãos seccionais) e municipais (órgãos locais) envolvidos com o disciplinamento do uso racional dos recursos ambientais e a Quanto à AIA e o licenciamento ambiental das atividades modificadoras do meio ambiente, a legislação federal vigente atribui aos Estados a coordenação do processo, exceção feita aos pólos petroquímicos e cloroquímicos e ainda às instalações nucleares. Desta forma, cada Estado, em função de suas peculiaridades administrativas, possui a sua estrutura institucional para o estabelecimento dos procedimentos administrativos, atuando os órgãos federais de forma normativa, limitada, porém a diretrizes gerais. Quanto aos procedimentos administrativos propriamente ditos, é ao licenciamento De acordo com o Decreto nº 88.351/83, são três as licenças que o proponente deve requerer junto ao órgão ambiental:

Manual de Pavimentação 178 LICENÇA PRÉVIA (LP): Deve ser pedida na fase preliminar do planejamento da atividade; ao expedi-la o órgão licenciador discriminará os requisitos básicos a serem atendidos pelo empreendedor nas fases de localização, instalação e operação. LICENÇA DE INSTALAÇÃO (LI): Deve ser solicitada para iniciar-se a implantação do empreendimento. Seu requerimento será instruído com a apresentação do projeto de engenharia correspondente, sendo que o grau de detalhamento do projeto deve permitir que o órgão licenciador tenha condições de julgá-lo do ponto de vista do controle ambiental. Isso se fará pela observância às normas editadas pelo Estado sobre a matéria, ou por entendimentos diretos com o órgão licenciador. Na falta de normas específicas, a expedição da licença importará na aprovação do projeto apresentado, com as ressalvas LICENÇA DE OPERAÇÃO (LO): Deve ser requerida antes do início efetivo das operações, competindo ao órgão licenciador verificar a compatibilidade com o projeto e a eficácia das medidas mitigadoras dos impactos ambientais negativos; de seu corpo constarão as restrições eventualmente necessárias nas diversas avaliações de operação. O artigo 4º da Resolução CONAMA, sugere que os chamados órgãos setoriais do SISNAMA, mais precisamente aqueles concessionários do serviço público para as estradas de rodagem, devem, juntamente com os órgãos públicos competentes, Sob o aspecto ainda do licenciamento, deve-se atentar para as atividades modificadoras do meio ambiente que estão associadas às obras rodoviárias, como usinas de asfalto, extração de areia e brita, e infra-estrutura e obras de apoio como o canteiro de obras, alojamento e depósitos. Para cada um desses casos, dependendo do porte, do período de funcionamento e da localização, pode estar sujeito ao licenciamento ou à adoção de O processo de licenciamento,uma série de etapas a serem seguidas e a documentação a ser apresentada em cada fase. É fundamental observar a questão dos prazos para realização do EIA/RIMA e para avaliação do empreendimento pelos órgãos estaduais de meio ambiente, visando à concessão das licenças ambientais, que serão fixados para Deve-se observar que o licenciamento é um processo complexo e lento, principalmente, quando se considera que em alguns Estados a decisão sobre cada licença é atribuição de uma instância colegiada, composta de representantes de diversas entidades do governo e da sociedade civil. Em outros Estados, a decisão é do órgão executivo de meio ambiente, que analisa o empreendimento considerado fundamentalmente os aspectos técnicos. Esse processo pode ser descrito da seguinte forma: Contatos preliminares - O proponente do projeto, no caso o DNIT ou o DER estadual, procura o órgão ambiental, já acompanhado da equipe de consultores (empresa de consultoria independente), que se responsabilizará pela elaboração do EIA/RIMA. Na ocasião deverá ser entregue o F.C.E., Formulário de Caracterização do Empreendimento, contendo as informações preliminares.

Manual de Pavimentação 180 jurídico, que deverá, em alguns Estados, passar por novo julgamento das câmaras LICENÇA DE OPERAÇÃO - Ao final da implantação do empreendimento, o proponente requererá a Licença de Operação, quando então o órgão ambiental deverá realizar vistoria técnica para avaliar as medidas mitigadoras e as condicionantes estabelecidas A critério dos órgãos ambientais estaduais, em cada uma das fases do licenciamento devem ser publicados o requerimento e a concessão da licença, de forma que o processo seja público e não ocorram manifestações posteriores fora do prazo de avaliação e análise técnica. Tal procedimento foi estabelecido em caráter geral pela Resolução CONAMA nº 006, de 24 de janeiro de 1986, e em cada Estado foram efetuadas as adaptações peculiares à sua política ambiental.

5.4 IMPACTOS AMBIENTAIS DE OBRAS RODOVIÁRIAS No caso das obras de infra-estrutura rodoviária, o exame sistemático dos impactos ambientais tem o objetivo de avaliar desde o início os danos potenciais a serem As obras de infra-estrutura rodoviária, em especial as estradas de rodagem com duas ou mais faixas de rolamento, objeto principal deste estudo, têm características peculiares sob o aspecto ambiental. Por ser uma infra-estrutura fundamental como indutora do desenvolvimento econômico, é também indutora de modificações ambientais Seus efeitos sobre o meio ambiente, caso não sejam corretamente avaliados, podem provocar danos irreversíveis em nível local e regional e a médio longo prazo. Diferentemente dos empreendimentos chamados pontuais, cujos efeitos potenciais adversos ficam restritos a uma determinada área, as estradas de rodagem provocam alterações ao longo de extensões territoriais significativas, além das áreas de intervenção de seu eixo, abrangendo dimensões regionais. Por isso, estes empreendimentos devem estar vinculados a planos e programas governamentais de médio e longo prazo. A proposição aqui, no entanto, é de identificar e caracterizar os impactos ambientais potenciais de uma obra de infra-estrutura rodoviária, sem contudo considerar um caso específico. Portanto, considerou-se, a partir de cada uma das fases do empreendimento, os possíveis impactos potenciais, de forma a caracterizar e avaliar os seus efeitos e/ou impactos ambientais e, quando for o caso, indicar as possíveis medidas mitigadoras. Como um dos objetivos do trabalho é também considerar o enquadramento à legislação ambiental vigente, particularmente quando ao licenciamento regulamentado através da Resolução CONAMA 001/86, a avaliação dos impactos observa a compatibilização das fases do empreendimento com as etapas do licenciamento, como mostra a tabela 36.

Manual de Pavimentação 181 Tabela 36 - Compatibilização das fases do empreendimento com as etapas do licenciamento FASE DO EMPREENDIMENTO ETAPAS DO LICENCIAMENTO Estudos e Projeto Construção/Pavimentação Operação e Conservação Licença Prévia Licença de Instalação Licença de Operação ou Funcionamento Em decorrência das peculiaridades de cada empreendimento, podem-se prever os impactos ambientais potenciais em cada uma das fases. Conhecidos os efeitos prováveis do empreendimento é possível definir as medidas para evitá-los ou mitigá-los, quando considerados negativos ou adversos a um determinado ecossistema ou comunidade. Portanto, a legislação ambiental exige que os estudos de impacto ambiental sejam elaborados e avaliados na fase inicial do empreendimento, sendo que a licença prévia só deverá ser expedida com aprovação do EIA/RIMA. Isso ocorre porque é de senso comum nas ciências ambientais que a localização do empreendimento é que determina os impactos ambientais de maior importância ou magnitude. Daí a exigência de, nesta fase, serem contempladas alternativas de localização, para poder definir aquela em que os Nessa fase, a atenção deve se concentrar na adequada definição das alternativas de traçado, onde a avaliação econômica e de engenharia deverá estar aliada à avaliação das repercussões ambientais. Os efeitos ambientais a serem mais observados referem-se às características do ecossistema a ser afetado; a localização de áreas de preservação permanente, áreas de interesse especial tais como as de proteção de mananciais, de patrimônio cultural, histórico, paisagístico e arqueológico, bem como os parques nacionais, estaduais e municipais, reservas indígenas, etc; a transposição de áreas urbanas; as modificações da paisagem por cortes, aterros e túneis; e até mesmo os As ações modificadoras listadas na fase de estudos e projeto são as seguintes: Impactos decorrentes destas ações afetam geralmente o meio antrópico ou sócio- econômico, conforme pode ser observado na matriz de correlação ou de impacto. Após essa primeira fase ou etapa, tendo o projeto básico sido aprovado, deverá ser elaborado o projeto executivo final contendo o detalhamento necessário ao início da construção propriamente dita. Nessa fase, deve ser requerida a licença de instalação, onde, após a avaliação do plano de controle ambiental do projeto, o empreendimento pode ser aprovado com as ressalvas técnicas necessárias à sua adequação ambiental. As principais ações modificadoras do meio ambiente a serem avaliadas na fase de construção são as seguintes: b) alocação de mão-de-obra;

Manual de Pavimentação 182 Pelas características das ações, seus impactos afetam de forma significativa o meio físico e biológico e em alguns casos o meio antrópico. Cada ação merece uma avaliação específica por parte do empreendedor e das empresas de construção, no sentido de Nessa fase ou etapa, a atuação do órgão ambiental competente será no sentido de fiscalizar as obras para verificar o cumprimento do projeto e das condicionantes Na fase final, quando a estrada estiver em condição de tráfego, deverá ser realizada vistoria técnica para liberação da licença de operação, expedida após a verificação da compatibilidade do projeto aprovado e a eficácia das medidas mitigadoras dos impactos ambientais negativos identificados no licenciamento. De seu escopo constarão as restrições eventualmente necessárias nas diversas situações de operação. Destes últimos aspectos, as ações mais visadas poderão ser as seguintes: A matriz de correlação, apresentada na Tabela 37 a seguir, mostra as possíveis interseções entre as ações modificadoras e os fatores ambientais. Deve-se ressaltar que a matriz é genérica e hipotética, pois para cada empreendimento rodoviário os fatores ambientais podem ser desdobrados, permitindo uma visão mais específica das interferências.

Manual de Pavimentação 183 Tabela 37 - Matriz de correlação de impactos ambientais de obras rodoviárias AÇÕES DE

Estudo do 1. Qualidade do Ar 2. Microclima 3. Ruídos e Vibrações 4. Relevo 5. Solo MEIO ANTRÓPICO D D D

D D D D D D D D D D D D D D D I D D D D D D D D D D D D D D D

D D D D D D D D D D MEIO BIOLÓGICO I I I I I I D I I I I

I I I D D D D D D I MEIO FÍSICO I I D I D I I I D I D I I D I D D D D D D D D

D D D D D I D D D D D D D D D D D D D D I I D I D D D D D FATORES AMBIENTAIS Desapropriação de Terras Alocação de Mão-de-obra Infra-estrutura e Obras de Apoio Remoção de Cobertura Vegetal Terraplenagem Remoção de Rocha Construção de Túnel Extração de Minerais Classe II Preparação de Base e Pavimentação Acessos de Serviços Obras-de-Arte Obras de Drenagem Usina de Asfalto Regulamentação de Tráfego EMPREEDIMENTO 1234 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Estudo de Viabilidade DD DD D Traçado/Projeto Básico DDIIDDIID

Manual de Pavimentação 184 Os efeitos e/ou impactos ambientais potenciais decorrentes das intervenções de obras rodoviárias sobre o meio ambiente, conforme demonstrado pelas correspondências apresentadas na matriz de correlação, estão listados e caracterizados, quanto aos seus atributos relativos à natureza, ordem, espaço, temporalidade e reversibilidade, nos Quadros de Avaliação de Efeitos/Impactos Ambientais, nas Tabelas 38, 39 e 40.

Tabela 38 - Avaliação de impactos ambientais de estudos e projetos rodoviários FASES DE ESTUDOS E PROJETOS AÇÃO IMPACTO/EFEITOS AMBIENTAIS ATRIBUTOS MEDIDAS MITIGADORAS Estudo de Viabilidade geração de renda e emprego expectativa de desenvolvimento regional benéfico, direto, regional, temporário, imediato e reversível geração de conflitos de uso e ocupação do solo; pressão sobre o patrimônio tensão social adverso, direto/indireto, regional, temporário, curto prazo e reversível compatibilidade com planos e esclarecimento público sobre considerações dos recursos ambientais e unidades de conservação Estudo de Traçado/ Projeto Básico perspectiva de desenvolvimento melhoria de infra-estrutura benéfico, direto/indireto, regional estratégico, imediato, médio e longo prazo e reversível geração de conflitos de uso e ocupação pressão sobre o patrimônio natural e aumento do fluxo de tráfego e do risco potencial de degradação das áreas de intervenção adverso, direto/indireto, regional, temporário, curto prazo e reversível compatibilidade com planos e discussão das alternativa de avaliação dos conflitos de uso análise das condições físicas, biológicas e sócio- econômicas; observação dos aspectos de segurança de tráfego; plano de reabilitação das áreas degradadas.

Manual de Pavimentação 185 Tabela 39 - Avaliação de impactos ambientais de obras rodoviárias FASE DE ENGENHARIA E OBRAS AÇÃO IMPACTOS/EFEITOS AMBIENTAIS ATRIBUTOS MEDIDAS MITIGADORAS Desapropriação de Terras parcelamento do solo alteração da perdas de áreas produtivas adverso, direto, local permanente imediato e irreversível estudo de alternativas de avaliação real do patrimônio; planejamento Alocação de Mão-de-Obra geração de renda, emprego, incremento de estrutura produtiva benéfico, direto, local temporário, imediato e reversível aumento dos riscos de doenças social- aumento da demanda de infra- estrutura alteração e hábitos e costumes adverso, direto, local temporário imediato e reversível recrutamento local de mão- de-obra; prevenção e aplicação de recursos em melhoria dos serviços de assistência social e Infra-estrutura e Obras de Apoio (canteiro de obras e alojamento) contaminação das águas superficiais e remoção da cobertura vegetal; conflito adverso, direto/indireto, local temporário, imediato e reversível implantação em locais adequados; terrenos favoráveis; controle de drenagem; efluentes e reabilitação das áreas Remoção da Cobertura Vegetal adverso, direto/indireto, local permanente, imediato/médio e longo prazo e irreversível revegetação da faixa de desmate restrito às áreas proteção de árvores de valor paisagístico e/ou obter licença de desmatamento junto aos órgãos florestais Terraplenagem (cortes, aterros bota-foras e áreas de empréstimo) emissão de material particulado, ruído degradação dos solos e riscos de aumento de carga sólida e redução da alteração da paisagem e degradação modificação na forma de ocupação do adverso, direto/indireto, local permanente, imediato/médio e longo prazo e reversível/irre- versível otimização da compensação de cortes e limitação da terraplenagem controle de estabilidade controle de erosão e reabilitação das áreas proteção de nascentes e cursos d'água Remoção de Rocha emissão de gases e material degradação dos solos e riscos de alteração da paisagem e degradação adverso, direto, local, permanente, imediato, irreversível controle de estabilidade controle de erosão e reabilitação das áreas proteção do patrimônio natural e cultural.

Manual de Pavimentação 186 Tabela 39 - Avaliação de impactos ambientais de obras rodoviárias (Continuação) FASE DE ENGENHARIA E OBRAS AÇÃO IMPACTOS/EFEITOS AMBIENTAIS ATRIBUTOS MEDIDAS MITIGADORAS Túneis alteração na drenagem e recarga de alteração da paisagem e degradação adverso, direto, local permanente, imediato, reversível/ irreversível controle de estabilidade controle da drenagem proteção do patrimônio Extração de Minerais Classe II (brita, areia, cascalho) degradação dos solos e riscos de poluição hídrica e degradação dos alteração da paisagem e degradação adverso, direto/indireto, local permanente, imediato/médio e longo prazo e reversível/ irreversível controle de estabilidade controle de erosão e reabilitação das áreas proteção do patrimônio avaliação ambiental dos Preparação da Base e Pavimentação adverso, dire- to/indireto, local temporário/perm anente, imediato e reversível/ irreversível revegetação adequada da dimensionamento adequado do sistema de Acessos de Serviços degradação dos solos e dos riscos aumento da carga sólida e redução degradação da vegetação, da paisagem e do patrimônio natural e adverso, direto/ indireto, local temporário/ permanente, imediato/médio e longo prazo e reversível/ irreversível restrição à abertura de controle de reabilitação proteção de nascentes e proteção do patrimônio Obras e Drenagem degradação dos solos e riscos de erosão alteração no ?run-off? adverso, direto/indireto, local, permanente, imediato e irre- versível dimensionamento adequado do sistema de dissipação de energia e Obras-de-Arte alteração da paisagem e degradação alteração da modalidade de uso do adverso, direto, local permanente, imediato, irreversível limitação da área de redução das áreas de proteção do patrimônio reabilitação das áreas Usina de Asfalto emissão de gases e material alteração da paisagem e conflito de adverso, direto, local, temporário, imediato, reversível implantação de sistema de avaliação ambiental dos locais de reabilitação das áreas degradadas.

Manual de Pavimentação 187 Tabela 40 - Avaliação de impactos ambientais em operações rodoviárias FASE DE OPERAÇÃO AÇÃO IMPACTOS/EFEITOS AMBIENTAIS ATRIBUTOS MEDIDAS MITIGADORAS Abertura de Tráfego adverso, direto, local/regional, permanente, imediato, irreversível monitorização e controle de ruídos e emissões atmosféricas; sinalização fomento da estrutura produtiva e de melhorias das condições de melhoria do fluxo de circulação de benéfico, direto/indireto, regional, permanente, imediato/médio e longo prazo, irreversível Conservação e Manutenção acompanhamento e controle de erosão e reabilitação de áreas proteção e limpeza da faixa de campanhas de educação ambiental e proteção da sinalização de benéfico, direto, regional, permanente, curto prazo, irreversível

Manual de Pavimentação 189

Manual de Pavimentação 191 6 CANTEIRO DE SERVIÇOS E INSTALAÇÕES INDUSTRIAIS 6.1 CANTEIRO DE SERVIÇOS Canteiro de serviço é a disposição física das fontes de materiais, edificações e construções necessárias para concentrar a estrutura e o apoio logístico indispensáveis ao No apoio logístico há que se considerar as condições sócio-econômicas das comunidades que serão influenciadas pela obra e as cidades mais próximas com bancos, hospitais, A escolha do local para a implantação do canteiro deve levar em consideração a topografia da região e do local, as condições de acesso, a infra-estrutura de energia e telecomunicações, a ocorrência de água e o tipo das instalações industriais necessárias à produção ou beneficiamento dos materiais que constituirão as camadas do pavimento, nos volumes previstos no cronograma da obra. A concepção do canteiro deve ter como principal objetivo a minimização dos custos de produção, a racionalidade do gerenciamento, a integração do homem à obra e conseqüentemente a redução do Com freqüência, divide-se o Canteiro de Serviço em Canteiro Central e Canteiros Auxiliares.

6.1.1 CANTEIRO CENTRAL O Canteiro Central concentra as edificações dos setores administrativos, técnico, recreativo, ambulatoriais, alimentar, almoxarifados, oficinas, posto de abastecimento e alojamentos. Como se vê, pelo número de edificações, a racionalidade do aproveitamento da área disponível implicará na redução de custos para as implantações das redes de esgoto, água potável, rede elétrica e viária, as quais constituirão a infra-estrutura básica do canteiro. Por outro lado, todo o apoio obtido nas cidades ou comunidades vizinhas acarretará grande economia de recursos e de tempo na construção do canteiro. Nas A área utilizada por setor, nos canteiros, será função do organograma da empresa para obra e o seu vulto, conseqüentemente, das quantidades de mão-de-obra empregada e equipamentos mobilizados. Por outro lado, a oferta de mão-de-obra local, inclusive especializada, promoverá grande redução no número de edificações relativas ao As edificações são, ou pré-moldadas, que garantem o reaproveitamento em outras obras com perdas reduzidas, em madeira compensada com perda de até 30%, quando parafusadas, ou em tábuas comuns, cujo aproveitamento é praticamente nulo. Todos os canteiros devem ter, por motivo de segurança e controle, uma única entrada, com uma guarita em forma de portaria, para evitar a entrada de pessoas estranhas aos serviços, e de onde se controla a movimentação de veículos, pessoas ou materiais que entrem ou saiam do canteiro.

Manual de Pavimentação 192 A edificação do setor administrativo deverá agrupar a superintendência da obra, o gerente administrativo, com os setores de pessoal, financeiro, bem-estar e transportes gerais, e vigilância. O setor técnico, com as seções de controle de custos, serviços de terceiros, medições, de projetos e topografia e computação.

6.1.2 LABORATÓRIO O laboratório deverá ser instalado em outra construção, e de preferência afastado da via de passagem de máquinas e veículos. Deverá ter todo o equipamento e instrumental para a realização dos ensaios especificados para solos, betumes e concreto-cimento. No projeto de construção, é conveniente ter-se em conta local para recebimento e estocagem das amostras, secagem quarteamento e execução do ensaio de compactação. Dentro do canteiro, este local deve ter acesso independente e, externamente, uma meio-água com varanda onde se pode construir o tanque para imersão dos corpos-de-prova. O laboratório de betume, deve ter alguns instrumentais junto à usina de asfalto para acompanhamento direto e imediato das misturas produzidas.

6.1.3 ALMOXARIFADO A maior demanda no almoxarifado é por peças, daí procura-se construí-lo perto da oficina. O seu dimensionamento é função da localização da obra em relação a cidades de comércio desenvolvido, da marca e quantidade dos equipamentos alocados à obra e da existência de "dealers" dos veículos e equipamentos. O almoxarifado deve ter boas condições de recepção e atendimento dos materiais e peças, e prateleiras para estoque que permitam controle e fácil manuseio das peças. Os depósitos de pneus, de óleos lubrificantes e graxas, integram o complexo do almoxarifado e devem ser estocados na mesma edificação, ou em outra, próxima a ela.

6.1.4 OFICINA MECÂNICA A oficina mecânica deve ter uma quantidade de boxes compatível com o números de máquina alocados à obra. Em obras de grande porte, são construídos dois blocos, tipos galpões, um para as máquinas, outro para os veículos. Nas oficinas são feitas as manutenções preventivas e corretivas dos equipamentos. No galpão principal, devem ser construídos boxes para as ferramentas, o torno, a prensa, o setor elétrico, ajustagem de motor, a soldagem, e boxes externos para lanternagem e pintura. Normalmente os galpões têm estrutura metálica, e na sua localização, deve-se levar em conta o nascer e por do sol e a direção dos ventos dominantes. A manutenção, nas frentes de serviços, habitualmente é feita com apoio de um caminhão oficina onde se instalam todos os equipamentos, ferramentas e peças, indispensáveis às correções de pequeno e médio portes.

6.1.5 AMBULATÓRIO O ambulatório concentra o atendimento médico para seleção dos candidatos ao emprego, como também a prestação dos primeiros socorros nos casos emergenciais e de acidentes. Deve ter dependências para recepção, consultório, enfermaria, salão de

Manual de Pavimentação 193 repouso e pronto socorro. Em havendo convênio com o INSS, essas instalações poderão ser ampliadas, com seções para internamento.

6.1.6 ALOJAMENTOS Muitos funcionários da obra são transferidos e portanto residem no canteiro. Normalmente são alojados em construções alongadas, com quartos para duas ou quatro pessoas, circundados por alpendres, e com sanitários e banheiros coletivos em construções apropriadas e separadas.

6.1.7 COZINHA E REFEITÓRIO A boa alimentação está diretamente ligada à produtividade do operário. Para garantia de uma alimentação de boa qualidade, e racional quanto à nutrição, são construídas instalações para a cozinha e o refeitório. Há no mercado, grandes variedades de cozinhas industriais que asseguram economicidade no preparo da alimentação aliada a uma perfeita higiene. Câmaras de refrigeração para carnes e verduras quando construídas, garantem a conservação dos alimentos "in natura" e evitam grandes desperdícios, assegurando pois, economia no custo da unidade alimentar fornecida. Não custa afirmar, que qualquer investimento feito para preparar-se uma refeição variada e de bom padrão tem como retorno o bom relacionamento, e a satisfação das pessoas envolvidas no gerenciamento e na construção da obra. A auto-estima da equipe é um fator primordial para o bom andamento dos trabalhos e ela passa pela qualidade da alimentação fornecida.

6.1.8 ÁREAS DE LAZER Para o pessoal que reside no canteiro, há necessidade da construção de áreas de lazer, que vão de um simples campo de futebol de salão, com iluminação noturna, até um salão com televisão e vídeo, e outro para jogos em grupo. Estes salões poderão ser utilizados, também, para aulas de treinamento em determinados horários.

6.1.9 CANTEIROS AUXILIARES Nos Canteiros Auxiliares, estão as edificações de apoio às instalações industriais ou de frentes de serviços. Neles estão a pedreira, a britagem e a usina de asfalto, quando a solução do revestimento é o concreto asfáltico, a usina de solos, e centrais de concreto e cimento, se for o caso. Na maioria das vezes há condições de montar-se as usinas junto à britagem. Com esse procedimento centraliza-se o controle, a central de geração de energia e os procedimentos que controlam a poluição ambiental. É imprescindível construir-se uma instalação para que os ensaios de granulometria dos agregados, penetração do asfalto e moldagens do Marshall possam ser realizados. Uma balança para pesagem das carretas de asfalto recebidas deve ser instalada e aferida.

Manual de Pavimentação 194 6.2 INSTALAÇÕES DE PEDREIRAS E ESQUEMAS DE BRITAGEM 6.2.1 INTRODUÇÃO Para produção de agregados graúdos e miúdos, visando a atender especificações e normas técnicas de projeto, o processo de redução de diâmetro dos agregados se faz por: Fase 1- Britagem Primária - Britadores de mandíbula Fase 2- Britagem Secundária - Rebritadores de mandíbula/girosféricos (rebritadores de cone) Fase 3- Britagem Terciária - Girosféricos (rebritadores de cone) Fase 4- Britagem Quartenária - Hidrocônicos, girosféricos rocha/rocha, ou moinhos de barra ou de bola Vale salientar que a necessidade de todas essas fases no processo de britagem estão ligadas diretamente às faixas e aos volumes granulométricos exigidos pelo projeto.

6.2.2 DIMENSIONAMENTO Em função dos tempos, da demanda mensal, em consonância com as especificações e normas técnicas exigidas pelo projeto, calculam-se as produções efetiva e nominal da instalação, as quais definirão por conseqüência, o porte dos equipamentos, bem como as fases da britagem necessárias à instalação.

6.2.2.1 PRODUÇÃO HORÁRIA EFETIVA PEAK PHE = JxM PHE - Produção Horária Efetiva PEAK - Necessidade máxima de produção no mês: (m3) J - Horas / Dias M - Dias / Mês Para este cálculo deve-se considerar os dois períodos distintos na região (seco e chuvoso); sendo assim teremos duas produções horárias efetivas;

6.2.2.2 PRODUÇÃO HORÁRIA NOMINAL PHE PHN = C PHN - Produção Horária Nominal PHE - Produção Horária Efetiva C - Eficiência do Sistema

Manual de Pavimentação 195 Em razão de se estar considerando duas produções horárias em função dos períodos Eficiência do Sistema = C C = K1 x K2 x K3 x K4 x K5 x K6 K1 = 0,85 - avarias mecânicas K2 = 0,97 - lubrificação e limpeza K3 = 0,752 - utilização do equipamento K4 = x - dias chuvosos (período seco) valor variável dependendo da região K4 = Y - dias chuvosos (período chuvoso) valor variável dependendo da região K5 = 0,90 - rocha basalto K5 = 1,00 - rocha granito K5 = 1,20 - rocha calcário K6 = 0,95 - alimentador com pré-silo

6.2.2.3 BALANÇO DE MASSAS Para o dimensionamento de todos os equipamentos de britagem para cada fase do processo, deve-se levar em consideração as seguintes características do material, bem a) Material - tipo da rocha b) Densidade aparente c) Peso específico d) Umidade aparente e) Contaminação da rocha f) Compatibilidade do tamanho máximo da pedra da alimentação com a boca de g) Curva final a ser obtida.

Manual de Pavimentação 196 acrescer, na produção do conjunto primário, 20% do valor da produção nominal do O transporte dos agregados, que passam pelo Grizzly do alimentador e do britador primário à britagem secundária, é realizado por correias transportadoras. É de todo conveniente, em britagens de grande porte, separar o fluxo do material resultante da britagem no primário, da britagem secundária. A ruptura desse fluxo é feita através da criação de um pulmão. A pedra que passa no Grizzly e a resultante da britagem no primário é elevada através de uma correia que é lançada no terreno natural, formando um cone (pilha). Daí chamar-se de pilha pulmão. Embaixo da base do cone, e encravado no solo, é construído um caixão de concreto ou de chapa metálica pré- montada, onde através de uma calha vibratória alimenta-se uma correia transportadora, protegida por um túnel de chapa metálica ondulada, a qual promove a alimentação do Assim os circuitos primário e secundários tornam-se independentes, aumentando conseqüentemente a produção. Em alguns projetos o material da pilha pulmão é utilizado como camada do pavimento.

6.2.2.5 BRITAGEM SECUNDÁRIA Compõe-se dos seguintes equipamentos: a) Grizzly intermediário b) Rebritador de mandíbulas ou girosférico cônico A peneira vibratória poderá ter um ou dois decks, sendo que a malha definirá o diâmetro máximo, bem como, o volume dos agregados que serão encaminhados à britagem Vale salientar que se deve evitar o envio do agregado dentro das especificações finais, nesta fase do processo, pois a passagem do mesmo pelo rebritador é considerada perda. Em função do volume, bem como da curva granulométrica final requerida, dimensiona-se o equipamento, optando-se pela: a) capacidade produtiva b) abertura máxima de saída - posição aberta e fechada c) diâmetro máximo de admissão de agregado d) perda final no processo (agregado sem aplicação no projeto) O transporte dos agregados, que passaram pela peneira vibratória intermediária e rebritador secundário à britagem terciária/quaternária, ou simplesmente, para a classificação final, é realizado por correias transportadoras.

6.2.2.6 BRITAGEM TERCIÁRIA / QUATERNÁRIA E CLASSIFICAÇÃO FINAL Compõe-se dos seguintes equipamentos: a) Peneira vibratória classificadora

Manual de Pavimentação 197 b) Rebritador girosférico cônico - terciário c) Rebritador ou moinhos - quaternário Os critérios de dimensionamento para os equipamentos acima, estão ligados diretamente à curva granulométrica final requerida, à faixa granulométrica, ao material circulante e às perdas no processo, levando-se em consideração: a) capacidade produtiva b) abertura máxima de saída - posições aberta e fechada c) diâmetro máximo de admissão dos agregados d) volume de agregado dentro da faixa granulométrica Salientamos que toda a flexibilidade de uma instalação de britagem está na capacidade de se poder retornar, para as britagens secundárias, ou terciárias e/ou quaternária, e obter o volume necessário dentro da faixa granulométrica requerida, o agregado retido de Portanto, no dimensionamento da peneira vibratória classificadora, devemos considerar como fundamental, o material circulante no processo, o qual irá somar-se aos agregados Abaixo apresentamos as funções específicas das britagens terciárias e quaternárias no processo (fluxo) de uma instalação da britagem: a) Britagem Terciária ? Composição de curva granulométrica final ? Redução total do diâmetro do agregado ao máximo da faixa requerida ? Balanço de massas, diminuindo o material circulante do processo, bem como as b) Britagem Quaternária ? Produção de areia artificial ? Correção de finos do agregado miúdo Todo o fluxo de material de uma fase a outra, bem como classificação final, é realizada A fim de proteger o meio ambiente, bem como obter agregados quase isentos de finos, costuma-se instalar nas correias transportadoras, e nas bicas de desvio das peneiras e Visando a atender três tipos de projetos de instalação de britagem, (pequeno, médio e de grande porte), apresentamos ao final do capítulo, quatro fluxogramas de britagem, ? Pequeno Porte Capacidade Nominal 25 m3/h (móvel) ? Médio Porte Capacidade Nominal 50m3/h (móvel) ? Grande Porte Capacidade Nominal 100m3/h

Manual de Pavimentação 198 ? Grande Porte com britagem quaternária Capacidade Nominal 100m3/h

6.3 EXPLORAÇÃO DE PEDREIRA As rochas normalmente utilizadas para fins rodoviários são de origem ígneas ou Na escolha de uma pedreira deve-se levar em consideração os seguintes fatores: ? Qualidade da rocha ? Volume aproveitável ? Espessura do material inerte ? Facilidade do desmonte ? Distância até a aplicação ? Impedimentos legais e técnicos

6.3.1 INVESTIGAÇÃO Inicialmente as indicações são feitas através de mapas e fotografias aéreas. No campo, na fase de projeto, são coletadas as amostras através de poços e sondagens rotativas e de pequenas detonações, já que a coleta se faz indispensável para a realização dos ensaios necessários à aprovação da ocorrência.

6.3.2 PLANO DE ATAQUE Dependendo do volume a ser explorado, prazo, produções e altura do maciço, as praças de trabalho devem ser projetadas estabelecendo-se a altura das bancadas, acessos, declividade, drenagem e locais para bota-fora. É importante a elaboração de um planejamento que minimize a agressão ao meio ambiente e a sua recomposição, parcial ou total, se for o caso, após a exploração. Às vezes, a autorização para a exploração da pedreira exige a elaboração e aprovação do RIMA.

6.3.3 EXPLORAÇÃO A exploração propriamente dita compõe-se das seguintes atividades: a) Limpeza da Camada Estéril A limpeza pode ser executada com trator de esteira quando a espessura for pequena e o transporte até 50 metros. As decapagens maiores são feitas com trator de esteira, carregadeira e caminhões basculantes. Sempre que possível deve aproveitar-se o A limpeza fina do maciço deve ser executada com utilização de serviço braçal, deixando-se a rocha em condições de ser perfurada sem o perigo de contaminação do b) Perfuração da Rocha Não se pode falar em perfuração sem antes definir algumas palavras e conceitos relacionados com o item, ora em análise.

Manual de Pavimentação 199 ? Malha - conjunto de furos que integram a mesma detonação. A malha é função de duas medidas, que são o afastamento e o espaçamento; numa malha o afastamento e o espaçamento são constantes. A malha deve ser marcada ? Afastamento-A- distância entre o eixo do furo e a face livre da bancada. O afastamento é função do diâmetro do furo, que por sua vez é função da capacidade da caçamba do equipamento de carregamento em jardas cúbicas. Sendo D o diâmetro do furo em polegadas, C a capacidade da caçamba em jardas cúbicas, e A o afastamento em metros, têm-se: A=C A = 45 D ? Espaçamento - E- distância entre dois furos de uma mesma linha, que determina uma seção paralela à face livre da bancada. A prática recomenda que em Na malha simples tem-se: E = 1,30 A Na malha alongada, quando a altura da bancada é igual ou maior que duas vezes o afastamento, tem-se: 3 < E/A < 5 Segundo a disposição dos furos, as malhas podem ser: ? quadrada ? retangular Subfuração - perfuração abaixo da cota do pé da bancada, representado por X. X = 0,30 A Dependendo da produção requerida, e da altura da bancada, pode-se usar marteletes manuais pneumáticos, ou perfuratrizes de carreta e ar comprimido, ou Os marteletes estão limitados a um comprimento efetivo de 6,40m, limite da série 12, a última da série. Na prática, a partir de 4,80 m perde-se o rendimento na perfuração, e a limpeza do furo é difícil. O diâmetro da coroa varia de 40 mm a 33 mm e o comprimento das hastes é um múltiplo de 0,80m. Para esse tipo de As perfuratrizes de carreta podem perfurar bancadas de grandes alturas. O limite prático de utilização é de até 20 m; as bancadas de 14 metros de altura têm maior rendimento. As coroas [bits] mais utilizadas são as que têm os diâmetros se 2 1/2" ou de 3", e os explosivos, 2" e 2 1/4" respectivamente. As coroas mais comuns são as do tipo de pastilha ou de botões.

Manual de Pavimentação 200 Os materiais de extensão utilizados são: punho, luvas, hastes que podem ter O furo, preferencialmente, deve ser feito com inclinação de 15 a 20 graus em relação à vertical. Esse procedimento oferece algumas vantagens como: ? aumento da área de superfície livre de reflexão da onda de choque ? diminuição do sopé ? fragmentação melhor ? lançamento melhor do material ? menos quebra na parte de trás (no maciço) Como desvantagens pode-se citar: ? a furação tem que ser cuidadosa e a inclinação exata c) Carregamento e Detonação ? Explosivos Para a carga de fundo são usadas as gelatinas, as lamas e as emulsões puras. Para a carga de coluna são usadas as lamas menos densas, as gelatinas, os nitrocarbonitratos, os semigelatinosos e as emulsões misturadas com ANFO. ? Carga de Fundo A altura da carga de fundo, onde se usa explosivo de alta densidade, pode ser definida como sendo função do afastamento; sendo h a altura de carga de fundo, tem-se: h = 1,30 x A ? Tampão Parte superior do furo preenchida com material inerte, de preferência material argiloso. Sendo T a altura do tampão, tem-se: T = 0,70 a 1,0 A ? Carga de Coluna A carga de coluna será a altura do furo com a subfuração menos a carga de fundo e a altura do tampão. Usa-se explosivo de baixa densidade. Sendo L a carga de coluna, tem-se: L = H-[1,30 A + 0,7 a 1,0 A] ? Razão de Carregamento Chama-se razão de carregamento a quantidade de explosivo necessário ao desmonte de um metro cúbico de rocha no maciço. Depende do tipo de rocha

Manual de Pavimentação 201 (granito,basalto,etc), da malha adotada, do diaclasamento do maciço, da ? Acessórios Os principais acessórios de detonação empregados são: ? estopim ? espoletas comuns ? espoletas elétricas ? cordel detonante ? dispositivos de retardo com intervalos de 5, 10, 20 30, 50 milisegundos. É comum atualmente a substituição do fogo por meio do circuito elétrico pelo cordel detonante. O circuito elétrico tem sido a causa de inúmeros acidentes provocados pela detonação imprevista das espoletas elétricas provocada por fontes elétricas estranhas ao circuito, como relâmpagos, eletricidade estática da atmosfera etc. Assim o cordel detonante é a forma mais segura para a detonação do fogo a céu aberto. Ele consiste de um núcleo explosivo, constituído do tetranitrato pentaeritritol de alta velocidade, 7000 m/s, coberto por um múltiplo revestimento de fibras têxteis e PVC que lhe oferecem alta resistência à tração e segurança contra as intempéries. A iniciação do cordel detonante é feita através d) Carga e Transporte O dimensionamento da carga e do transporte depende da instalação de britagem instalada. A carga é usualmente feita com carregadeiras de pneus com correntes de proteção ou escavadeiras. Se usada carregadeira, é conveniente que a rocha seja bem lançada na praça, se escavadeira, a rocha deve ficar mais amontoada. O transporte pode ser executado com caminhões com caçamba minério, desde 8 e) Licença para Exploração Para explorar-se uma pedreira, como há uso de explosivos, faz-se necessário a concessão de Certificado de Registro de pedreiras obtido no comando da Região Militar do Ministério do Exército com jurisdição na área onde está instalada a pedreira. Por outro lado impõe-se saber se já existe o título autorizador de extração e aproveitamento de substâncias minerais exarado pelo Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM). Essa informação deve constar do relatório do projeto para As Figuras 56, 57 e 58 a seguir apresentam os fluxogramas de instalações de britagem.

Manual de Pavimentação 202 Figura 56 - Fluxograma ? instalação de britagem móvel de pequeno porte (CAP 25 m3/h) 12356 7 89 4 Cap m3/h 90 40 20 60 Discriminação Alimentador Vibratório Britador de Mandíbula Primário Rebritador Cônico Secundário Peneira Vibratória Correia Tranportadora - 2,4? Correia Tranportadora 2,4? Correia Tranportadora 16? Correia Tranportadora 16? Correia Tranportadora 16? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 INSTALAÇÃO DE BRITAGEM MÓVEL CAP. 25m3 /h FLUXOGRAMA

Manual de Pavimentação 203 Figura 57 - Fluxograma ? instalação de britagem móvel de médio porte (CAP 50 m3/h) 1236 75849

POS. Discriminação CAP. m3/h INSTALAÇÃO DE BRITAGEM MÓVEL CAP. 50m3 /h 90 50 25 60 Alimentador Vibratório Britador de Mandibulas Primário Rebritador Cônico Secundário Peneira Inclinada Vibratória 3Deck Correia Transportadora 30'' Correia Transportadora 24'' Correia Transportadora 20'' Correia Transportadora 20'' Correia Transportadora 20'' 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Manual de Pavimentação 204 Figura 58 - Fluxograma ? instalação de britagem móvel de grande porte (CAP 100 m3/h) 18293 10 4 11 5 6 13 12 14 15 16 7

POS. Discriminação CAP m /h INSTALAÇÃO DE BRITAGEM MÓVEL CAP. 100m3/h 3 180 100 150 150 80 50 150 Alimentador Vibratório Britador de Mandíbulas - Primário Calha Vibratória - Pilha Pulmão Peneira Inclinada Vibratória 1 Deck Rebritador Cônico - Secundário Rebritador Cônico - Terciário Peneira Inclinada Vibratória 3 Deck Correia Transportadora 36? Correia Transportadora 36? Correia Transportadora 36? Correia Transportadora 36? Correia Transportadora 36? Correia Transportadora 24? Correia Transportadora 24? Correia Transportadora 24? Correia Transportadora 24? 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Manual de Pavimentação 205 6.4 USINAS DE ASFALTO O concreto betuminoso é produzido em usinas apropriadas com várias capacidades de produção (em termos de toneladas/horas) - existindo dois tipos básicos, a saber: a) Usinas descontínuas - que apresentam produção descontínua; gravimétricas, b) Usinas contínuas - que apresentam produção contínua; as volumétricas c) Usinas TSM ? Tambor ? Secador ? Misturador (Drum-Mixer) 6.4.1 USINAS GRAVIMÉTRICAS E VOLUMÉTRICAS São constituídas de: 6.4.1.1 SILOS FRIOS Os silos frios são construídos com chapas metálicas em forma de tronco de pirâmide invertido e destinam-se a receber os agregados naturais e artificiais que vão ser utilizados Na parte inferior destes silos localizam-se os chamados alimentadores frios, que permitem O alimentador poderá ser constituído, ou de uma chapa com movimento horizontal de elongação constante, ou de calhas vibratórias por ação eletromecânicas instaladas na boca inferior de cada silo. No caso da chapa, o número de elongações é o mesmo para todos alimentadores. Da mesma maneira, são idênticos os valores de a e L, definidos mais adiante. O material, em ambos os casos, é lançado em uma correia transportadora Assim sendo, admitindo-se um conjunto de três silos, nos quais serão depositados, em cada um, tipos distintos de agregados, o cálculo dos valores das aberturas de cada um dos portões é feito a partir dos parâmetros definidos na Tabela 41 a seguir.

Tabela 41 - Definição dos valores das aberturas dos silos Silo Produção Horária Requerida (tonelada) Massa Específica do Agreg. t/m3 Quantitativos de Agregados Lançados na Correia no Relação entre a Massa Específica do Agregado e a Quantidade Requerida Volume (m3) Massa (tonelada) 1

2 3 X Y Z µ1 µ2 µ3 v1 v2 v3 m1 = µ1 v1 m2 = µ2 v2 m3 = µ3 v3 µ1 v= x µ2 v= y µ3 v= z Para o tempo de alimentação, tem-se então: m1 m2 m3 µ1 v1 µ2 v2 µ3 v3 = = ou = = e v v1 = sv2 = µv3 XYZXYZ

Manual de Pavimentação 206 Pela Figura 59, que representa o alimentador frio, verifica-se que, aproximadamente, o volume de material lançado na correia correspondente a uma elongação e equivale a um paralelepípedo com as seguintes dimensões: Figura 59 - Representação do alimentador frio

Estas expressões definem a relação entre as aberturas h, a fim de ser atendida a As posições da Chapa Oscilante são apresentadas na Figura 60 a seguir: Figura 60 - Posições da chapa oscilante 1 - posição de recuo da 2 - posição de avanço 3 - Nova posição de recuo chapa oscilante Para a fixação das aberturas dos portões dos alimentadores o procedimento é o seguinte:

Manual de Pavimentação 207 b) Recolher e pesar, adotando valores crescentes de h, as quantidades de agregado correspondentes a um tempo de alimentação igual a t.Considerando que em geral os agregados contêm umidade, há necessidade de se efetivar as necessárias correções, c) Desenhar para cada agregado, o diagrama representativo dos pesos secos, p, referidos nas ordenadas, obtidos com os diversos valores das aberturas, h, referidos d) Entrar, nos diagramas citados, com ordenadas proporcionais a X, Y e Z, respectivamente, e determinar as abscissas correspondentes que são os valores de h, as aberturas dos portões dos silos.

Figura 61 - Relações: abertura e vazão do agregado Agregado do Silo 1 Agregado do Silo 2

P 1 (kg) P2 (kg) P3

17,216,0 6,8 Agregado do Silo 3 (kg) h h (cm) h2 h2 (cm) h 11 3 Exemplo: P = 40 t/h Silos X = 43% 1 : 40 x 0,43 = 17,2 t/h - h1 Y = 40% 2 : 40 x 0,40 = 16,0 t/h - h2 Z = 17% 3 : 40 x 0,17 = 6,8 t/h - h3 Os silos frios devem ter depósitos para três tipos de materiais no mínimo. Os agregados são descarregados nos silos frios, por meio de pás carregadeiras ou diretamente dos caminhões basculantes. É conveniente, por outro lado, que durante a operação, os níveis de agregados nos silos sejam mantidos, sempre que possível, constantes, a fim de que as condições de densidade dos agregados no fundo do silo se A qualidade da mistura e a uniformidade da produção depende grandemente da alimentação dos silos frios e do isolamento da cada agregado nos depósitos.

6.4.1.2 CORREIAS TRANSPORTADORAS A função da correia transportadora é conduzir os agregados provenientes dos alimentadores, para a base do elevador frio.

Manual de Pavimentação 208 6.4.1.3 ELEVADOR FRIO É normalmente constituído por transportador de correia ou de caçamba e tem por finalidade elevar a mistura de agregados transportada pela correia dos silos frios para o secador.

6.4.1.4 SECADOR Figura 62 - SECADOR - corte A ? A Tubo de exaustão A

Câmara de combustão (mat. refratário) Ar primário Injeção de vapor Tambor ou de ar A

Manual de Pavimentação 209 teores de umidade. Daí, principalmente em regiões sujeitas a grandes precipitações pluviométricas, a necessidade de se construir coberturas para proteção dos agregados estocados no pátio da usina. Outros fatores são a temperatura ambiente, o correto dimensionamento do secador quanto ao diâmetro e o comprimento, a quantidade de calorias do combustível usado no queimador e a velocidade do gás no tambor. A mistura dos agregados deve deixar o secador com um teor de umidade inferior a 1,0%. Na prática, obtêm-se agregados com um teor de umidade de 0,5%, pois a remoção da água restante é extremamente difícil. Quando a temperatura especificada para a mistura não é atingida, após a regulagem do maçarico, impõe-se diminuir o fluxo dos agregados, o que se consegue por intermédio de uma redução proporcional das aberturas dos portões dos alimentadores frios. Em certas usinas, é possível conseguir efeito análogo, promovendo uma diminuição na velocidade do conjunto de alimentação. De qualquer forma, uma redução no fluxo dos agregados ocasiona um decréscimo de produção.

6.4.1.5 SISTEMA COLETOR DE PÓ São instalados sistemas coletores de pó nas usinas, a fim de reduzir os inconvenientes que resultariam do lançamento do pó na atmosfera, bem como para possibilitar a recuperação de uma parcela dos finos que são retirados dos agregados no secador. O sistema coletor é constituído fundamentalmente por uma tubulação na qual são instalados, pela ordem, uma ventoinha e um ciclone. A mistura de gases mais pó succionada no interior do secador por intermédio da ventoinha, é encaminhada para o ciclone, onde os finos são separados dos gases pela força centrífuga. Em certos tipos de usina, a fração de pó recuperada no ciclone retorna ao fluxo de agregado geralmente na base do elevador quente. Em outras usinas tal não ocorre, havendo, porém, a possibilidade de estocar-se, à parte, a parcela de finos recuperada. Os gases são expelidos pela chaminé. Se há uma perfeita combustão no maçarico os gases terão a cor cinza clara. Se tiverem a cor variando de cinza escuro para preta, a combustão é incompleta e há contaminação dos agregados pelo combustível. A usina deve ser parada. Por causa de problemas ambientais e controle da poluição, em determinadas localizações da usina, é exigida a implantação do controle da poluição provocada pela emissão dos gases. Esse controle pode ser feito por dois processos, quais sejam, o a seco, ou com lavadores de gases. O primeiro, opera com filtros de manga e reintegra ao processo da usinagem os finos retidos na filtragem. O segundo é feito através da passagem dos gases em tanques com água onde há a decantação dos finos; neste caso, não há recuperação deles.

6.4.1.6 ELEVADOR QUENTE O elevador quente é constituído por caçambas acopladas a correntes para a elevação da mistura quente dos agregados saídos do secador. É recoberto por uma estrutura metálica de seção retangular à qual se conecta com a estrutura da peneira e dos silos. É de todo conveniente, instalar-se um pirômetro na estrutura do elevador do material quente para poder-se, melhor e mais rapidamente, regular a chama do maçarico.

Manual de Pavimentação 210 6.4.1.7 DISPOSITIVO DE PENEIRAMENTO Os agregados aquecidos, provenientes do secador e transportados pelo elevador quente, são introduzidos num dispositivo de peneiramento onde são separados em duas ou mais frações granulométricas. Não é recomendável a utilização de usinas que não possuam, sequer, dispositivo de peneiramento, sendo o agregado, aquecido e armazenado num único silo. É fácil conceber as desvantagens que resultam de tal constituição, uma vez que a composição granulométrica da mistura será norteada exclusivamente pela alimentação fria, não apresentando nenhuma possibilidade posterior de correção. Outro inconveniente é o constituído pela maior possibilidade de segregação do agregado, A seleção das malhas que constituirão as peneiras deverá ser feita em função da análise conjunta de vários fatores, tais como: diâmetro máximo do agregado, granulometria da mistura dos agregados, número de silos quentes disponíveis, capacidade de peneiramento dos dispositivos, etc. Os agregados retidos na tela superior são recolhidos num compartimento e descarregados por uma calha no solo.

6.4.1.8 SILOS QUENTES Os silos quentes, como sugere a própria denominação, são destinados a receber os agregados aquecidos provenientes do peneiramento, nas usinas descontínuas, e do secador, nas usinas contínuas. O número de silos quente que a usina dispõe condiciona o número de frações em que será dividida a mistura de agregados. Devem ter capacidade Cada um dos silos quentes deve ser equipado, na sua parte inferior, com dispositivos destinados à determinação correta da temperatura dos agregados armazenados (termômetros ou pirômetros constituídos por pares termoelétricos). Os silos em questão possuem, na parte superior, "ladrões", que servem para evitar o transbordamento de Os silos quentes das usinas descontínuas dispõem, em suas bases, de comportas acionadas por alavancas, comportas estas localizadas diretamente sobre o receptáculo da balança. Os silos quentes das usinas contínuas são equipados com portões à semelhança dos alimentadores frios. Através desses portões escoa o agregado quente, que é levado por uma esteira metálica ao segundo elevador quente, ou, em outros tipos, diretamente ao misturador.

6.4.1.9 INTRODUÇÃO DO FÍLER O fíler é o único material componente da mistura asfáltica que não é aquecido. Ele é estocado em galpões, perto do misturador, e pesado à parte, sendo transportado por um elevador e descarregado diretamente no misturador por intermédio de um parafuso sem Há usinas contínuas, (volumétricas) em que o fíler, dosado em bases volumétricas, é lançado no pé do segundo elevador quente.

Manual de Pavimentação 211 6.4.1.10 BALANÇA Nas usinas descontínuas, o estágio final da dosagem dos agregados é efetuado sob a forma de pesadas cumulativas em uma balança. Sobre esta, acham-se localizadas As especificações da AASHTO exigem que a sensibilidade do mostrador da balança empregada seja de modo a permitir a acusação de até 0,5% da carga máxima que a mesma pode suportar. O painel da balança é localizado na cabine de comando de operação da usina, onde estão instaladas as chaves elétricas de acionamento de todos os motores. A pesagem dos agregados é cumulativa, a do asfalto em separado. Todas as operações de funcionamento da usina são controladas por dispositivos que as automatizam. Os tempos de pesagem, de mistura, de adição do ligante são definidos quando da calibração da usina. A cabine deve ser instalada numa posição que se tenha uma visão das atividades mais importantes da operação da usina, e deve ser totalmente vedada e dispor de sistema de climatização, de isolamento acústico e de exaustão. Qualquer paralisação da usina inicia-se na interrupção do funcionamento do silo frio. Todos os dias, no início da operação da usina, deve aferir-se o conteúdo do reservatório de ligante, através da pesagem, por diferença, do volume de ligante que será incorporado ao misturador, em cada traço.

6.4.1.11 MISTURADOR - INTRODUÇÃO DO LIGANTE Os agregados aquecidos e convenientemente proporcionados na balança, no caso das usinas descontínuas, ou provenientes dos portões dos silos quentes, no caso das usinas O misturador consiste essencialmente de uma caixa térmica de fundo curvo, com comporta para descarga operada pneumaticamente, com dois eixos horizontais, paralelos, providos de braços com palhetas reversíveis e substituíveis e animados de movimento de rotação quando em operação. Estes movimentos têm sentidos opostos, de forma a promover a ascensão do material localizado entre eles, e, em seguida, lançá-lo de encontro à parede do misturador. A capacidade do misturador é dada pelo volume do sólido formado pelo plano que passa pela secção média dos eixos e o seu fundo, função deste volume, da densidade dos materiais e do tempo de mistura, não menor que Nas usinas descontínuas, os agregados e o fíler são, inicialmente, misturados sem ligante. O intervalo de tempo que decorre entre a abertura da comporta da balança e o início da injeção do ligante através da barra distribuidora é denominado "tempo de misturação seca". Este intervalo deve ser fixado de forma a ser suficiente para que se possa processar uma homogeneização perfeita entre os agregados e o fíler. O "tempo de misturação úmida" será, por sua vez, o intervalo decorrido entre o término da injeção do ligante e o momento da abertura da comporta do misturador. A delimitação de "tempo de misturação úmida" deve ser feita de forma que, ao cabo do mesmo, todas as partículas da mistura de agregados mais fíler estejam recobertas uniformemente pelo ligante. Obviamente, a fixação dos "tempos de misturação" estará condicionada tanto à ordem de grandeza do "traço", como às características da própria massa produzida, no entanto, o

Manual de Pavimentação 212 tempo de misturação úmida não poderá ser menor que 20 segundos. A redução deste tempo implicará numa mistura inadequada. A soma dos "tempos" de mistura seca e a Diante disso, a produção horária de uma usina será o produto da capacidade do misturador em toneladas por 80 (número das misturas feitas, no intervalo de tempo de 45 O controle de tempo das misturas deverá ser flexível e capaz de ser ajustado em intervalos de não mais que 5 (cinco) segundos, através de ciclos de três minutos. Um contador mecânico de traços deverá ser colocado como parte do equipamento de controle de tempo, e deverá registrar apenas a descarga do recipiente de asfalto e evitar Nas usinas contínuas, a incorporação do ligante aos agregados (ou à mistura de agregados mais fíler) tem lugar, de forma contínua, pouco antes deles penetrarem no misturador. Nos misturadores das usinas contínuas, a disposição das palhetas, além de facultar a operação de mistura, possibilita o deslocamento de massa em direção à saída do misturador; o tempo de misturação (tempo que ocorre entre a entrada de uma partícula no misturador e sua saída do mesmo) pode ser aumentado, ou diminuído, respectivamente pela elevação, ou abaixamento, de uma comporta existente na saída do misturador. Como conseqüência o tempo de misturação pode ser ampliado, sem implicar em decréscimo de produção. A descarga do ligante é assegurada por uma bomba, geralmente do tipo de excêntrico, a cujo eixo está solidária uma engrenagem, a qual é acoplada, por uma transmissão de corrente, a uma outra engrenagem fixa no eixo motriz. Este eixo é geralmente o próprio eixo que comanda o movimento da esteira do alimentador do silo quente. Como o número de revoluções deste último eixo é constante, a descarga de ligante poderá ser variada, desde que sejam possibilitadas combinações Nas usinas intermitentes, a quantidade do ligante correspondente a uma injeção é dosada, em geral com bases volumétricas, através de um depósito cujo enchimento é comandado por uma válvula de três estágios, a qual regula o fluxo do ligante feito por uma bomba apropriada.

6.4.1.12 DEPÓSITOS Os depósitos do ligante são tanques que deverão ser capazes de aquecê-lo, sob controle, às temperaturas determinadas nas especificações. O aquecimento deverá ser feito por meio de serpentina e vapor, eletricidade ou outro meio, desde que não haja contato da chama com o tanque. Até uma fornalha com abóbada de tijolo refratário pode ser Um sistema de bombas para circulação do ligante no depósito, deve ser instalado. Todas as tubulações e acessórios devem ser revestidos com camisas de vapor ou isolamento térmico, de modo a evitar perdas de calor.

Manual de Pavimentação 213 A capacidade dos depósitos deve ser suficiente para três dias ou mais de serviço, em função da distância dos depósitos da distribuidora de ligantes ao canteiro da obra. Para evitar a interrupção do funcionamento da usina, debaixo das comportas do misturador, e numa altura que possibilite o esvaziamento sobre a caçamba do basculante, equipam-se as usinas com um pré-silo para estocar por pouco tempo a mistura quente. Este pré-silo tem um alçapão que é aberto pelo contato com a caçamba, descarregando nela a mistura estocada.

6.4.2 USINA - TAMBOR SECADOR MISTURADOR - TSM - DRUM MIXER Neste tipo de usina, a grande alteração, em relação às gravimétricas, é a eliminação das peneiras, silos quentes, e principalmente do misturador, já que o tambor do secador Este tipo de usina, que teve sua aplicação iniciada na França na metade da década de quarenta, só após a crise do petróleo, na década de setenta ela passou a ter uma grande demanda, principalmente nos Estados Unidos e na França, diante da racionalização do consumo de combustível e da necessidade de rejuvenescimento das camadas asfálticas do pavimento, através da reciclagem da mistura fresada Como foi classificada, a TSM é uma usina contínua, conseqüentemente, a sua calibração é feita através das alturas das comportas dos silos frios, como descrito anteriormente. Na correia que alimenta o secador com os agregados dos silos frios, pode-se adaptar o chamado controle ponderal, que pesa eletronicamente a quantidade de agregado em um determinado comprimento da correia, dada uma determinada velocidade dela. O controle ponderal é comandado da cabine, onde através da mesa de controle, se acompanha a leitura das pesagens dos agregados na correia, como também a rotação da bomba de O fíler é também incorporado aos agregados nessa correia, após a descarga do depósito em uma correia com dosador ponderal, que quantifica o peso do fíler na mistura. Como se vê, o fíler, nessa usina, é incorporado aos agregados antes da entrada deles no secador. A grande solução mecânica para o funcionamento dessas usinas está dentro do secador, através da configuração das aletas. No início do tambor do secador, quando da carga, as aletas têm a forma de espirais, que contêm parte do material, evitando, com um véu de pouco material o afogamento da chama do queimador. Na parte média do tambor, as aletas com formato de um "J" promovem a queda do material formando um véu completo que impede a penetração da chama do queimador a partir desta seção. O formato das aletas, pois, cria duas zonas no tambor, a zona de radiação e a zona de convecção. A zona de radiação tem a maior quantidade de energia calorífica, através da chama do queimador a óleo de baixa pressão, e conseqüentemente, onde o agregado sofre maiores Em algumas usinas americanas, a zona de queda do agregado é definida por uma chapa metálica, que cria uma coroa circular dentro do tambor através da qual fluem os agregados.

Manual de Pavimentação 214 Na zona de convecção, o asfalto é injetado no melhor ponto dentro do tambor, iniciando- se a mistura que continua na zona de revestimento, onde os agregados são melhor envolvidos pela ação espumante do ligante. A ação espumante é provocada pela eliminação da água ainda contida no agregado. A incorporação do ligante provocando a aglomeração dos finos evita a perda deles ocasionada pela exaustão dos gases. A cortina de agregados na zona média do tambor evita o contato do asfalto com a chama. Após a zona de revestimento, há a zona de saída dos gases através de uma câmara de expansão, onde eles perdem a velocidade, provocando a sedimentação dos finos que A descarga da mistura é feita em forma circular, pela lateral do tambor, em silos Esse tipo de usina se adequa à reciclagem dos revestimentos asfálticos, através de adaptações para a incorporação, das misturas fresadas na pista, aos agregados no tambor. Os dois tipos de adaptações mais usados são: a) adição mediana - quando o material a reciclar é adicionado no tambor, na zona de convecção, por uma correia transportadora, através da janela, tipo chaminé, de um b) duplo tambor concêntrico - um tambor com menor diâmetro é inserido dentro do tambor maior. Os agregados da mistura, proveniente dos silos frios, são descarregados no interior do tambor menor, e a mistura, a ser reciclada, é adicionada no vazio entre os dois tambores. Os dois materiais se misturam na zona de As usinas TSM têm hoje grande emprego pelas vantagens que apresentam, como economia de combustível, de ligante e de finos, maior homogeneidade da mistura do ligante com os agregados e redução nos investimentos para proteção do meio ambiente. Calibração de uma Usina Gravimétrica Vamos supor uma usina gravimétrica com três silos frios, e dois silos quentes, conforme Figura 63.

Figura 63 - Usina com 3 silos frios e 2 silos quentes 3 Silos frios

1 2 3 Ladrão SF - 1 SF - 2 SF - 3 (W)

Manual de Pavimentação 215 Através do Ensaio Marshall veio a ser definido, por exemplo, a seguinte mistura ideal, com bases nos materiais disponíveis: Agregado 1 X = 50% Agregado 2 Y = 25% Agregado 3 Z = 15% Fíler F = 5% Betume B = 5% Considerando-se que como o ligante só entra no misturador e que o fíler também não entra na alimentação inicial, estes componentes devem ser excluídos da calibração dos Assim, para a calibração dos silos frios tem-se, sucessivamente: Excluindo-se o Betume: 50% = X X1 = 52,6% 25% = Y -B%? Y1 = 26,3% Granulometria I 15% = Z Z1 = 15,8% 5% = F F1 = 5,3%

100,0% Os valores relativos ao novo traço sendo obtidos por regra de três direta: Agregado 1 (100 - B) - X 100 x X 100 x 50 X1 = = = 52,6% 100 - X 100 - B 100 - 5 1

Agregado 2 (100 - B) - Y 100 x Y 100 x 25 Y1 = = = 26,3% 100 - Y 100 - B 95 1

Agregado 3 (100 - B) - Z 100 x Z 100 x 15 Z1 = = = 15,8% 100 - Z 100 - B 95 1

Fíler (100 - B) - F 100 x F 100 x 5 100 - F1 F1 = = = 5,3% 100 - B 95 Excluindo-se o fíler: Granulometria X1 = 52,6% X2 = 55,5%

Manual de Pavimentação 216 Y1 = 26,3% Y2 = 27,8% Granulometria II Z1 = 15,8% F1 = 5,3% Z2 = 16,7% 100,0% 100,0% Agregado 1 (100 - F1) - X1 100 x X1 100 x 52,6 X2 = = = 55,5% 100 - F1 100 - 5,3 100 - X2 Agregado 2 (100 - F1) - Y1 100 x Y1 100 x 26,3 Y2 = = = 27,8% 100 - F1 94,7

100 - Y2 Agregado 3 (100 - F1) - Z1 100 x Z1 100 x 15,8 Z2 = = = 16,7% 100 - F1 94,7

100 - Z2 Os valores da granulometria II serão, então, utilizados para calibração dos silos frios. Assim, procedendo-se na forma anteriormente descrita obtêm-se os valores h1, h2 e h3, Em seqüência, através do confronto da granulometria II com a malha (W) da peneira separadora (que dividirá a mistura em duas porções, uma para cada silo quente), obtém- se os valores de p e q, na forma das Figuras 64 e 65:

Figura 64 - Agregado do secador para os silos quentes p = 40% 60% q= 100% W Peneiras

(q%) (p%) elevador quente SQ-1 SQ-2

Manual de Pavimentação 217 Figura 65 - Folha de ensaio nº 200 nº 10 W - nº 4 3/8? 1/ 2? 3/4? 100 % que passa 50 granulo metria (II) abertura da peneira p% = material retido na peneira = = W - SQ . 2 = 40%

q% = material passando na peneira = = W SQ . 1 = 60% Os valores p e q verificados no gráfico devem ser obtidos nos silos quentes. Admitindo-se um tempo de alimentação t (em min.), com as aberturas, h1, h2 e h3 respectivamente nos silos frios 1, 2 e 3 são efetivadas várias pesagens, para calcular-se o peso médio, conforme Tabela 42 a seguir.

Tabela 42 - Massas acumuladas em t min SQ - 1 SQ - 2 q1 q2 q3 - .

qn p1 p2 p3 pn ?qi ?pi t q1 qm = n t p1 pm = n Caso os valores de pm e qm não se apresentem aproximadamente iguais a p e q, respectivamente, devem ser efetivados os competentes ajustes das aberturas do dosador Uma vez alcançado a igualdade (pm = p e qm = q) e supondo-se p/q = r, tem-se: q m = r = 1,50 pm Num mesmo tempo de alimentação, as massas acumuladas em cada um dos silos quentes, devem guardar a seguinte proporção: mSQ2 mSQ1 = 1r mSQ1 - massa acumulada no silo quente 1, no tempo t

Manual de Pavimentação 218 mSQ2 - massa acumulada no silo quente 2, no tempo t É da máxima importância que, nos silos quentes, seja mantida a proporcionalidade p e q, dada pela curva, pois isto permitirá a permanência dos materiais nos dois silos quentes, Cabe observar que, a essa altura, já se está trabalhando com agregados aquecidos (à temperatura adequada), ficando evidente que não se deve permitir armazenamento por Um desequilíbrio nas proporções fixadas poderá resultar numa acumulação excessiva, ocasionando além do resfriamento dos agregados, grande escoamento pelos ladrões, e com a continuação da operação da usina, o excesso continuado provocará o entupimento Vamos supor que o traço T para cada betonada do misturador tenha 0,4 t de material Assim: T = pm + qm qm = 1,5 x 0,4 = 0,60 t T = 0,60 + 0,40 = 1,00 t Sendo: 0,40 t do agregado do SQ - 2 e 0,60 t do agregado do SQ - 1 A granulometria assim obtida (devidamente ajustada) será a (III) - que deverá ser, Granulometria II = Granulometria III Para cada traço, a descarga dos silos será feita acumuladamente ou seja: Abre-se a comporta do SQ - 1 e deixa-se escoar o material até que a balança acuse 0,60 Em seguida, fechada a comporta do SQ - 1, abre-se a comporta do SQ - 2 e deixa-se escoar o material até completar 1,00 t de agregado: Se se deseja 5 % na mistura final que corresponde a 5,3% na mistura sem betume (F1) tem-se: Material do SQ - 1: T ________________ qm qm (100 - F1 ) 0,6 (100 ? 5,3) Q1 = = = 56,8% T 1,0 (100 - F1) _________ Q1 Material do SQ - 2 T ________________ pm pm(100-F1) 0,4(100-5,3) P1 = = = 37,9% T 1,0

Manual de Pavimentação 219 (100 - F1) _________ P1 Agregado do SQ - 1 = Q1 = 56,8% Agregado do SQ - 2 = P1 = 37,9% Fíler F1 = 5,3% 100,0% Deverá ocorrer: Granulometria I = Granulometria IV Com a mistura que é introduzida no misturador (granulometria IV), repete-se o ensaio Confirmado o valor, por exemplo 5%, tem-se estabelecida a fórmula de trabalho: Q1 = 56,8% Q = 54,0% P1 = 37,9% P = 36,0% F1 = 5,3% F = 5,0% 100,0% B = 5,0% 100,0% já que: Q = Q1 (100-B) 56,8x95 100 = 100 Q1 -100 = 54,0% Q - (100 - B)

Manual de Pavimentação 220 B = 0,05 X 1.110 = 55,5 ? 55,5 kg 1.110,0 kg Em referência ao betume,como em geral se trabalha com quantitativos em volumes e a temperaturas diferenciadas, há necessidade de se efetuar as devidas conversões, com T?B L = = 55,5 kg 100 Seja, por exemplo: Densidade do ligante a 60 ºF ( 15,6 °C) = d60 = 0,910 temperatura de trabalho Consultando-se as tabelas 55 e 56 constantes ao final deste capítulo, tem-se: 60 °F(d60) Y60 = 0,908 kg/l (tabela 55) L 55,5 V60 = = = 61,12 I Y60 0,908 300 °F M = 0,8909 (tabela 56) = V60 = = V60 MM Vt 350 V350 61,12 V350 = = 68,60 I por traço 0,8909

6.5 USINAS DE SOLOS A usina de solo destina-se a homogeneizar, em planta fixa, a mistura de dois ou mais solos, de solos e agregados, dos agregados provenientes de britagem entre si e de solos Os materiais resultantes desta mistura serão constituintes das camadas do pavimento, Como foi dito na definição, a usina de solos presta-se a executar a adição e homogeneização de cimento e cal aos solos e agregados e também à preparação de pré- O funcionamento e calibração da usina quando da sua utilização para mistura com No caso do cimento ou cal, faz-se necessário fazer a dosagem destes materiais, oriundos de um silo vertical, e adicioná-los na correia que transporta o solo ou agregado A emulsão é adicionada, em quantidade definida no projeto da mistura, aos agregados já no pug-mill, através de uma bomba própria.

Manual de Pavimentação 221 Com a utilização da usina, a uniformidade da mistura é praticamente perfeita, desde que se mantenha estreita vigilância nas saídas de materiais dos silos, evitando variações que As principais peças que compõem a usina - bem como o processo executivo correspondente, descrevem-se da seguinte maneira: Silos de solos - São os depósitos destinados a receber os materiais a serem utilizados na mistura e descarregá-los nas correias transportadoras, nas proporções estabelecidas no São constituídos de chapas metálicas, em forma de tronco de pirâmide, com capacidade para permitir a produção contínua da mistura, e nas quantidades requeridas. O nível de carregamento dos silos deve ser mantido constante, a fim de manter um regime igual de A calibração dos silos de solo obedece ao seguinte esquema: Para cada silo, independentemente, abre-se a comporta durante um tempo adotado e igual para todas as alturas das comportas. Traça-se uma curva relacionando a altura da comporta do silo, em abscissa, e o peso do material para cada altura, em ordenadas. Partindo-se da produção horária pretendida, obtêm-se as aberturas necessárias para as comportas de cada silo. O carregamento, dos silos da usina de solos, deve ser feito com carregadeira ou basculantes, devendo a usina ser instalada, preferencialmente, junto à jazida cujo material Correias transportadoras - Geralmente, utiliza-se uma única correia transportadora, que passa sob os portões de saída dos silos de solos, com inclinação suficiente para despejar os materiais no misturador em altura conveniente, para que o carregamento dos Depósito de água - Deve fornecer a água necessária para se atingir o teor ótimo de umidade. Os depósitos são enchidos por caminhões tanques ou por bombeamento de Misturador - Geralmente é constituído por dois eixos dotados de pás, tipo pig-mill. Os eixos giram em sentido contrário, jogando os materiais contra as paredes. É conveniente que, inicialmente, seja feita apenas a mistura com os solos; após a homogeneização dessa mistura "seca", adiciona-se a água de acordo com a proporção prevista. No caso de misturadores do tipo contínuo, a água é adicionada continuamente, pois o tempo de mistura é limitado pela passagem dos materiais pelas palhetas do eixo A mistura de solos, assim usinada é descarregada em caminhão basculante e Como foi escrito acima o misturador tipo pug-mill pode ser usado para a homogeneização do solo com cimento, brita graduada com cimento, solo com cal até a execução do pré- misturado a frio.

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Manual de Pavimentação 225 7 EQUIPAMENTOS 7.1 GENERALIDADES Os serviços de pavimentação, por sua natureza, variedade das soluções para as camadas integrantes dos pavimentos e magnitude dos quantitativos envolvidos, requerem Assim é que, para cada um dos itens-serviços dispõe-se de uma série de equipamentos específicos, conforme exemplificado na Tabela 43 a seguir .

Tabela 43 - Equipamentos utilizados Itens-serviços Equipamentos Utilizados Desmatamento e limpeza Escavação de solos

Extração de areia Extração de rocha Cargas de materiais Produção de brita

Transporte de materiais Espalhamento de materiais terrosos Umedecimento de solos na pista Misturas de solos e homogeneização de umidade na pista

Compactação propriamente dita Espalhamento/distribuição de agregados e solos usinados Tratores de esteira com lâmina S ou A Tratores de esteira com lâminas (A, S, ou U) ou escavadeiras Escavadeiras com caçambas tipo drag-line ou clam-shell, ou bombas de sucção Compressores de ar, marteletes ou perfuratrizes de carreta e tratores de esteira Carregadeiras, escavadeiras Britadores de mandíbulas, girosféricos, peneiras e correias transportadoras

Caminhões de carroceria, caminhões basculantes, carretas prancha alta, carretas tanque para ligantes, caminhões fora-de-estrada Motoniveladoras, tratores de esteira com lâmina Caminhões tanques Pulvi-misturadoras Arados e grade de discos Motoniveladora

Rolo pé-de-carneiro autopropelido Rolo de pneu (pressão variável) Rolo vibratório liso e/ou corrugado Distribuidor de agregados Acabadora com controle eletrônico Motoniveladora com raio laser ou ultra-som

Manual de Pavimentação 226 Itens-serviços Equipamentos Utilizados Misturas de solos em central Distribuição de materiais betuminosos

Limpeza e varredura de pista Estocagem de materiais betuminosos Preparo de concreto betuminoso usinado à quente e mistura asfáltica usinada Preparo do pré-misturado a frio Espalhamento de concreto betuminoso usinado a quente Espalhamento de pré-misturado a frio

Serviços auxiliares Preparo de concreto de cimento Transporte do concreto de cimento Espalhamento do concreto de cimento Usina de mistura de solos e carregadeira Caminhão com tanque distribuidor de asfalto

Vassoura mecânica e trator de pneus Tanques de asfalto com aquecimento a vapor Usina de asfalto e carregadeira

Usina de solos e carregadeira Vibro-acabadora de asfalto, rolos lisos tandem vibratório, rolos de pneus de pressão variável Vibro-acabadora de asfalto, rolos lisos tandem vibratório, rolos de pneus de pressão variável e rolos tandem Tratores de pneus e retro-escavadeiras Central de concreto cimento, ou central dosadora, e carregadeira Caminhões dumpers ou caminhões betoneiras Acabadora de concreto cimento e trilhos de aço A execução de uma determinada camada de pavimento, compreendendo via de regra vários itens-serviços, demanda, então, a utilização conjugada de equipamentos vários, cujo conjunto constitui a patrulha de equipamentos - dimensionada de modo a atender a produção compatível com o cronograma de obra.

Manual de Pavimentação 227 intervenção onerosa, na verdade, ela permite a racionalização do uso do equipamento e um dimensionamento das suas horas operadas corretamente, porque ela reduz as paradas não administradas. Essas intervenções são feitas normalmente no campo, quando os serviços são de pequena monta ou na oficina quando implique na troca de conjuntos. Hoje em dia, com a permuta de conjuntos usados por reformados, com os "dealers", a manutenção preventiva é uma condicionante da racionalização na operação A intervenção corretiva é aquela que ocorre quando da quebra do equipamento. A obra deve estar equipada para resolver com rapidez esta interrupção através da sua estrutura de oficina (pessoal e ferramental), do almoxarifado de peças, ou do setor de aprovisionamento.

7.3 OPERAÇÃO DO EQUIPAMENTO Para uma operação eficiente do equipamento, torna-se indispensável sua adequação ao serviço que irá fazer. A adequação compreende o tipo de equipamento, sua potência, natureza do implemento acoplado e facilidade de manutenção e de assistência técnica. Os serviços de pavimentação têm exigências técnicas que impõem uma seleção naqueles que operarão os equipamentos integrantes da patrulha executiva. Assim, operadores qualificados são uma exigência indispensável ao sucesso da camada do pavimento As equipes para abastecimento de combustível e de lubrificação devem operar nos momentos em que cada equipamento esteja parado, evitando intervir nas horas de operação.

7.4 PRODUÇÃO DOS EQUIPAMENTOS Cada equipamento, adequadamente escolhido, tem uma produção teórica dada pelo fabricante. Esta produção é considerada a produção máxima. É necessário, entretanto, dimensionar-se o número de cada equipamento que integra a equipe. Para isso é indispensável a pré-determinação dos tempos de ciclos despendidos na execução dos trabalhos. Estes tempos são o somatório dos tempos elementares gastos nas diversas tarefas que compõem o trabalho, necessitando para alguns equipamentos, o conhecimento prévio das extensões dos trechos a serem executados, das velocidades de operação, e das distâncias das fontes de materiais. Com esses dados, dimensiona-se a produção horária efetiva do equipamento para as condições de trabalho locais. Função de produção total a ser feita, do número de dias operáveis, do número de horas dos turnos de trabalho, da produção horária e da eficiência mecânica, determina-se o número de equipamentos por equipe. Esse número pode variar ao longo dos meses de Como os serviços de pavimentação desenvolvem-se com a terraplenagem já concluída, fatores que condicionam a produtividade dos equipamentos de terraplenagem não interferem na dos equipamentos de pavimentação. No entanto, os caminhos de serviços bem conservados, e a transferência do tráfego de veículos que utilizam a estrada para

Manual de Pavimentação 228 variantes construídas, evitando a sua passagem nos trechos em execução, é uma providência que aumenta grandemente o rendimento operacional das equipes, principalmente em determinadas fases do processo construtivo. Há inclusive determinadas soluções técnicas para camadas do pavimento, que a possibilidade do desvio do tráfego comercial é uma condição imperativa para a racionalidade da solução e qualidade da camada executada.

7.5 CONSTITUIÇÃO DAS EQUIPES Os tipos de equipamentos usualmente utilizados para a execução dos serviços mais comuns de pavimentação estão consignadas na Tabela 44 - onde constam a unidade de medição e a produção convencionalmente adotada.

Manual de Pavimentação 229 Tabela 44 - Produção dos equipamentos DISCRIMINAÇÃO DOS

Regularização do m subleito Reforço do subleito Sub-base estabil, m grânulos

Sub-base estabil, m grânulos Base de solo cimento Sub-base estabil, m grânulos c/útil. De solos lateríticos Sub-base estabil, m grânulos c/útil. De solos lateríticos Macadame betuminoso Imprimação Pintura Tratamento m supeficial simples Tratamento m supeficial duplo Tratamento m supeficial triplo

NOTA: Grupo gerador 1 Vibroacabadora de asfalto 1 Usina de asfalto 1 Aquecedor de fluído térmico 1 Tanque de estac. 1 Vassoura mecânica 1 De asfalto Rolo liso vibrat. 1 De rodas 1 Rolo liso Distribuição Cainhão Fixa 1 1 Rolo pneus 1 1 1 Trator de pneus 1 1 1 1 Grade de disco 1 1 1 Rolo pé de carneiro Caminhão tanque 1 1 2 Motoniveladora 1 1 1 PRODUÇÃO PADRÃO 74 74 74 43 UNIDADE 2 3 3 m3 3 m3 3 m3 3 3 3 2 2 2 ton. SERVIÇOS Sub-basede solo melhorado com cimento Sub-basede solo melhorado com cimento Base de macadame hidráulico Concreto betuminoso usinado a quente DISCRIMINAÇÃO DOS EQUIPAMENTOS

302 1 1 1 1 2 m 98 98 1 2 1 1 1 98 1 2 1 1 1 m 74 1 1 1 1 2 98 1 2 1 2 1 1

98 1 2 m m2 62 510 1 1 6 1 111 de ligação m2 520 513 1 111 1 1 1 1311 342 1 1 1 1311 244 1 1 1 1311

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Manual de Pavimentação 233 8 CONTROLE DA QUALIDADE 8.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS O controle da qualidade constitui-se em garantia de sucesso de toda a construção. As exigências de controle da qualidade e os métodos de ensaio são especificados para se assegurar que a obra responda às normas de qualidade mínima apropriadas ao comportamento desejado. Assim, a qualidade obtida em conformidade com as normas, Para alcançar o seu objetivo, o controle da qualidade deve ser considerado sobre dois enfoques: O controle administrativo e o controle técnico ou qualitativo. O controle administrativo objetiva a verificação da conformidade do trabalho às exigências legais e administrativas do contrato da obra. O controle técnico assegura a conformidade às normas ou às especificações, verificando, por meio de ensaios e medições, a qualidade Assim, a equipe técnica da obra formula as recomendações, sem lhe ser atribuído a Esta linha de demarcação, não indica evidentemente um estaqueamento entre as duas atividades e se demonstra a mais vantajosa à administração propriamente dita e ao controle técnico ou qualitativo - sendo óbvio o reconhecimento de que um controle técnico eficiente e rigoroso através de laboratórios adequados, é essencial a um controle É de se observar que, embora esses laboratórios possam ser montados em instalações semi-fixas, a sua ação, na realidade, não se limita ao recinto dessas instalações. Uma equipe deverá permanecer nas operações de usinagem, outra equipe nas operações de preparo do subleito, outra equipe acompanhando os serviços de execução de base e sub- base e outra equipe acompanhando os serviços de execução da capa de rolamento. A freqüência mínima de ensaios, definida com base nas seções constantes no item do Controle Tecnológico das Especificações de Obras, deve ser rigorosamente obedecida.

8.2 ANÁLISE ESTATÍSTICA 8.2.1 ESTIMATIVA DE VALORES MÁXIMOS E MÍNIMOS Em quase todo problema de engenharia tem-se, como uma das suas etapas, o dimensionamento de uma estrutura, envolvendo o cálculo das cargas externas P, das tensões unitárias p na estrutura e das resistências r dos materiais que compõem essa No caso de um pavimento têm-se, de um lado, as cargas do tráfego e as tensões impostas ao pavimento e ao subleito e que são dadas pelos métodos de dimensionamento; de outro lado, as resistências, traduzidas pelas capacidades de suporte dos materiais que compõem o pavimento e o subleito.

Manual de Pavimentação 234 De um modo geral, não são conhecidos com precisão os valores de P, p e nem os Chamando h a espessura do pavimento, tem-se: p = f1 (P); h = f2 (p, r) Têm sido adotados coeficientes de segurança para levar em conta o desconhecimento dos valores que interessam ao dimensionamento. Assim, conhecendo-se um valor Os coeficientes de segurança que afetam os valores de p estão implícitos nos diversos No caso dos valores de r - ligados direta ou indiretamente à resistência e à deformabilidade dos materiais - tem sido verificado que suas distribuições de freqüência seguem, pelo menos aproximadamente, a lei normal ou de Gauss, desde que: b) as amostras provenham de um material produzido - natural ou artificialmente - sob as Para orientar a coleta de amostras aleatórias, podem ser utilizadas tabelas de números aleatórios, mas pode-se dizer, de um modo geral, que a escolha das amostras a serem Como exemplos de materiais produzidos sob as mesmas condições essenciais podem ser citados: a) Misturas betuminosas produzidas na mesma usina e obedecendo ao mesmo traço; b) Solos pertencentes à uma mesma classificação e oriundos dos mesmos processos No projeto e construção de pavimentos, as especificações e métodos sempre se referem a valores mínimos e/ou máximos a serem respeitados. Uma placa de concreto de cimento, por exemplo, é dimensionada para uma taxa mínima de resistência do concreto à tração na flexão; uma base granular deve ser constituída por material que apresente um determinado índice de plasticidade (I.P.) máximo e se enquadre em uma faixa granulométrica, apresentando valores máximos e mínimos para as percentagens No caso dos valores r prefere-se, em lugar dos coeficientes de segurança, lançar mão da Sendo X1, X2, X3 ... Xn os valores individuais referentes a uma determinada característica, chama-se, respectivamente, média e desvio-padrão do universo de valores X, os valores: µ = ?X N N?? ?(X?µ)2 ?= N?1

Manual de Pavimentação 235 Conhecidos µ e ?, os coeficientes z, constantes da Tabela 45, permitem determinar a probabilidade de ocorrência de valores abaixo de µ - z? e acima de µ + z?.

Tabela 45 - Determinação da probabilidade de ocorrência de Z

z Probabilidade p (%) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 2,7 2,8 2,9 3,0 50,0 46,0 42,1 38,2 30,8 27,4 24,2 21,2 18,4 15,9 13,6 11,5 9,7 8,1 6,7 5,5 4,5 3,6 2,9 2,3 1,8 1,4 1,1 0,8 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Nota: Só se consideram aqui e a seguir, os valores absolutos de z, [z]. Embora teoricamente não se possa anular a probabilidade p, por maior que seja z, considera-se o intervalo µ + 3? como englobando todos os valores da distribuição, não Assim, se, em um trecho de estrada, o revestimento de concreto betuminoso se caracteriza, no que se refere à estabilidade Marshall, por uma média µ e um desvio- padrão ?, pode-se calcular a percentagem dos valores de estabilidade que ocorrem fora do intervalo µ + z? e afirmar que, praticamente, não existem valores fora do intervalo µ ±

Manual de Pavimentação 236 3?. Como o que interessa no projeto é o valor mínimo da estabilidade, poder-se-ia tomar este valor como sendo Xmín = µ - 3?; por razões técnico-econômicas é comum tomar-se em pavimentação um coeficiente z menor que 3, para estimativa dos valores máximo e mínimo. O DNIT recomenda atualmente um valor z = 0,68, o que corresponde a um risco de 25%.

8.2.2 PLANOS DE AMOSTRAGEM Quase sempre não se conhece nem a média µ, nem o desvio-padrão ? do universo de valores X. Praticamente, só é possível conhecer a média e o desvio-padrão de uma amostra de N elementos - sendo N finito e pequeno - determinados pelas fórmulas: ? ( X ? X )2 ?X ?= =X= N ?1 N

Os planos de amostragem para aceitação ou rejeição consistem, justamente, na escolha dos valores z e N que conduzam ao nível de confiança desejado, isto é, evitar aceitação de produtos rejeitáveis ou rejeição de produtos aceitáveis (Figura 66). Supondo-se um canteiro de pavimentação em que se estabeleça um valor X min. para uma determinada característica e que um valor inferior a X min. conduza a falhas indesejáveis no pavimento, a média µ destes valores X (média do universo de valores) deve ser, como já se disse, bastante superior a X min., para que apenas poucos resultados sejam inferiores a este valor. A percentagem de valores inferiores ao mínimo especificado deve ser previamente fixada, sendo necessário dizer que, teoricamente, é Deve, assim ser estabelecido um plano de amostragem em que se fixem o número N de amostras a colher (N valores X) e o valor mínimo, min. da média destes N valores, para que se tenha um risco de rejeitar qualidade aceitável (risco do vendedor) e um risco ? (risco do comprador) de aceitar qualidade rejeitável.

Manual de Pavimentação 237 Figura 66 - Determinação dos valores mímimos para aceitação de produtos ?

µ 1 ? X min. µ 2 O plano de amostragem a adotar em cada caso, deve ser estabelecido, atendendo a condicionantes de ordem financeira e considerando o constante nas competentes Especificações de Obras e peculiaridades dos serviços.

8.2.3 CONCLUSÃO Em conclusão, pode-se dizer que o Controle da Qualidade é o conjunto de técnicas e atividades operacionais utilizadas para satisfazer os requisitos para a qualidade, de acordo com a ISO - International Organization for Standardization e a que a indústria da construção, face à sua importância no contexto geral e aos recursos que movimenta, mereceria, talvez, maior atenção para o aspecto de obtenção da qualidade. Torna-se, pois, necessário que haja responsabilidade para fixar um nível de controle e garantia da qualidade, compatíveis com o valor da obra de pavimentação a ser realizada. Finalmente, é fundamental que os mesmos critérios adotados para o órgão fiscalizador e financiador da obra, sejam adotados para as unidades de execução dos serviços, a fim de garantir a qualidade, de forma a atingir, de maneira objetiva, a segurança o bem-estar dos usuários da rodovia, na realidade, o cliente preferencial.

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Manual de Pavimentação 241 9 RECEBIMENTO E ACEITAÇÃO DE OBRAS 9.1 INTRODUÇÃO Admite-se que ordinariamente as obras de pavimentação tenham sido conduzidas observando-se a adoção de medidas que asseguram sua boa qualidade. Tais medidas incluem, no mínimo: O recebimento de uma obra constitui-se em uma decisão global, representando, pois, a sua integral aceitação, ressalvados os dispositivos legais quanto à responsabilidade civil.

9.2 RECEBIMENTO DA OBRA Ao ser concluída uma obra, deve ser providenciado o seu recebimento formalizado por Comissão de Recebimento, especialmente designada e constituída por, pelo menos, 3 Estando o pavimento em condições satisfatórias e de acordo com as especificações e o projeto, é lavrado o "Termo de Recebimento" - a partir do qual poderá a obra ser entregue ao tráfego.

9.2.1 TERMO DE VERIFICAÇÃO Na hipótese de o serviço não se apresentar conforme, será então lavrado apenas "Termo de Verificação", especificando as irregularidades constatadas ou apontando os motivos de sua inaceitação.

9.2.2 CONDIÇÕES DE ACEITAÇÃO Os serviços que não satisfizerem às condições de aceitação devem ser recusados e, então, refeitos, de modo a atender ao projeto e às especificações competentes.

9.2.3 TERMO DE RECEBIMENTO PROVISÓRIO Sendo a obra ou serviço passível de aceitação parcial ou por etapas, deve-se admitir a lavratura de Termo de Recebimento Provisório. Estando a obra ou serviço inteiramente concluído e a contento, deve ser, então, lavrado o "Termo de Recebimento Definitivo".

Manual de Pavimentação 243

Manual de Pavimentação 245 10 MANUTENÇÃO DO PAVIMENTO 10.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS O objetivo maior do pavimento - entendido aqui como a rodovia com todos os seus componentes, deverá se constituir em atender, adequadamente, às suas funções básicas. Por este motivo, deverá ser ele concebido, projetado, construído e conservado de forma a apresentar, invariavelmente, níveis de serventia compatíveis e homogêneos, em toda sua extensão, os quais são normalmente avaliados através da apreciação de três características gerais de desempenho: a segurança, o conforto e a economia (de A consideração concomitante destas três categorias de desempenho traduzem a denominação "características operacionais do pavimento", enquanto que os "níveis de desempenho ou de serventia" desejáveis são normalmente fixados em função de três condicionantes preponderantes: b) as características inerentes à região (topografia, geologia, climatologia, pedologia, Paralelamente, para que a rodovia apresente nível de desempenho superior, torna-se fundamental que todos os seus componentes (Pavimento, Terrapleno, Proteção do Corpo Estradal, Obras-de-Arte Correntes, Obra-de-Arte Especiais, Sinalização, Obras Complementares, etc) desempenhem a contento suas funções e se comportem de forma Releva enfatizar que todos os componentes são importantes, cabendo destaque apenas à preponderância exercida pelo "componente Pavimento", no tocante às características de Assim, a manutenção do Pavimento se constitui no conjunto de operações que são desenvolvidas objetivando manter ou elevar, a níveis desejáveis e homogêneos, as Características Gerais de Desempenho - segurança, conforto e economia do Pavimento, considerando globalmente todos os componentes de Rodovia (Pavimento, Terraplenagem, Proteção de Corpo Estradal, Obras-de-Arte Correntes, Obras-de-Arte Especiais, Drenagem, Sinalização, Obras Complementares, etc).

10.2 TAREFAS TÍPICAS DA MANUTENÇÃO RODOVIÁRIA - TERMINOLOGIA E DEFINIÇÕES 10.2.1 TERMINOLOGIA GERAL Com o objetivo específico de unificar a Terminologia de Manutenção Rodoviária, apresentam-se a seguir algumas definições relativas às principais atividades (ou tarefas) e problemas típicos de conservação.

Manual de Pavimentação 246 10.2.1.1 CONSERVAÇÃO É o conjunto de operações destinado a manter as características técnicas e operacionais da rodovia, até que tais operações se tornem antieconômicas e de acordo com a sua concepção original, tem-se: a) Conservação Preventiva Periódica É o conjunto de operações de conservação realizadas periodicamente com o objetivo b) Conservação Corretiva Rotineira Conservação realizada de acordo com uma programação com base em mesma É o conjunto de operações de conservação realizadas com o objetivo de reparar ou sanar defeitos.

10.2.1.2 REMENDOS É o conjunto de operações destinadas a corrigir manifestações de ruína específicas, ocorrentes a nível de revestimento betuminoso e em alguns casos extremos, atingindo frações de camada de base; tais operações são bem definidas e de pequeno porte.

10.2.1.3 RECUPERAÇÃO SUPERFICIAL (RECARGAS) É o conjunto de operações destinadas a corrigir falhas superficiais, tais como fissuração, desagregação, polimento das asperezas (rugosidade), desgaste (perda de agregados), exsudação e, eventualmente, também pequenas deficiências da geometria transversal, (trilha de roda) do pavimento. Trata-se de recapeamentos com delgadas espessuras (da ordem de no máximo 2,5 cm), não apresentando, por conseguinte, efeito estrutural próprio.

10.2.1.4 REFORÇO ESTRUTURAL É o conjunto de operações destinadas, fundamentalmente, a aumentar a capacidade estrutural do pavimento. Este objetivo é alcançado normalmente pela sobreposição de uma ou mais camadas, as quais responderão ainda pela correção de deficiências superficiais (degradações e deformações) existentes.

10.2.1.5 RESTAURAÇÃO É o conjunto de operações destinado a restabelecer o perfeito funcionamento do pavimento. Processa-se normalmente pela substituição e/ou reconfecção de uma ou mais camadas existentes, complementadas por outras que deverão conferir ao pavimento o aporte de capacidade estrutural necessário de um bem deteriorado ou avariado, e restabelecer, na íntegra, suas características originais.

Manual de Pavimentação 247 10.2.1.6 MELHORAMENTOS É o conjunto de operações que acrescentam às rodovias características novas, ou que modifica as características existentes.

10.2.1.7 AÇÕES EMERGENCIAIS É o conjunto de ações a serem empreendidas em caráter excepcional e que caracterize uma emergência - com as finalidades de eliminar o risco real ou potencial à vida humana ou ao patrimônio público, ou então, de restabelecer as condições mínimas necessárias ao fluxo de tráfego de uma rodovia, interrompida ou na iminência de interromper, devido a manifestações de ruína e/ou colapso repentino.

10.2.1.8 SERVIÇOS EVENTUAIS É o conjunto de operações não previstas que podem se fazer eventualmente necessárias, normalmente decorrentes do surgimento de defeitos no intervalo compreendido entre a elaboração e a implementação do PEMR, envolvem em geral, a definição de materiais, mão-de-obra e horas de máquinas diversas.

10.2.2 PRINCIPAIS PROBLEMAS RELACIONADOS COM A MANUTENÇÃO RODOVIÁRIA Os principais problemas/defeitos relacionados à Manutenção Rodoviária podem ser sistematicamente agrupados para os distintos subsistemas envolvidos.

10.2.2.1 PISTA DE ROLAMENTO E ACOSTAMENTOS 10.2.2.1.1 PAVIMENTOS FLEXÍVEIS E SEMI-RÍGIDOS a) Degradações/Defeitos Superficiais: ? fissuração/fendilhamento: ? bombeamento de água;

Manual de Pavimentação 248 b) Deformações em Perfil: ? estufamento.

10.2.2.2 DRENAGEM SUPERFICIAL E PROFUNDA: a) crescimento de vegetação na entrada ou saída das obras de drenagem; d) obstruções de drenos subsuperficiais e profundos;

10.2.2.3 OBRAS-DE-ARTE CORRENTES: b) aparecimento de trincas, selagem ou de outros sinais de defeitos nos bueiros; c) bocas dos bueiros, assoreadas e mal posicionadas, alas quebradas, falta de bacias de e) necessidade de estruturas adicionais de drenagem.

Manual de Pavimentação 249 10.2.2.4 OBRAS-DE-ARTE ESPECIAIS: e) defeitos nos aparelhos de apoio.

10.2.2.5 OBRAS DE PROTEÇÃO DO CORPO ESTRADAL: 10.2.2.6 SINALIZAÇÃO: e) mensagens inadequadas.

10.2.2.7 OBRAS COMPLEMENTARES: b) árvores e arbustos, que representem perigo para a plataforma da estrada ou interferência na distância de visibilidade nas curvas e na sinalização; c) deficiência na irrigação das áreas recentemente plantadas e na aplicação de i) acessos que representem perigo ao tráfego.

10.2.3 PRINCIPAIS ATIVIDADES TÍPICAS DE MANUTENÇÃO 10.2.3.1 CONSERVAÇÃO PREVENTIVA PERIÓDICA ? Descrição das Principais Atividades: ? limpeza de sarjetas e meios-fios: tem como finalidade desobstruir o caminho a ser percorrido pela água que incide sobre a sarjeta, a qual deve ser dirigida para um adequado escoamento.

Manual de Pavimentação 250 ? limpeza manual de valeta: consiste na remoção do entulho e dos sedimentos acumulados. No caso de valetas não revestidas deverá ser evitada a remoção total da vegetação: apenas aquela que impeça o fluxo da água deverá ser cortada. ? limpeza de bueiros: trata-se da desobstrução dos canais e das bocas de entrada e saída, até o limite da faixa de domínio, bem como da remoção de qualquer ? limpeza de bocas e drenos profundos e subsuperficiais: trata-se da desobstrução ? limpeza e pintura de pontes: a limpeza do tabuleiro, dos drenos e dos guarda- rodas da ponte tem como finalidade principal mantê-los desobstruídos de areia ou de entulhos depositados pela ação do vento, das chuvas ou do tráfego. A pintura ? limpeza e enchimento de juntas em concreto-cimento: consiste em limpar as juntas dos pavimentos rígidos, calafetando-as com material apropriado que permita a sua livre dilatação e evite a penetração de água e de materiais estranhos. Esta tarefa deverá ser programada preferencialmente para o período de inverno pois, com as ? roçada: é o corte de vegetação de pequeno porte na faixa de domínio, dentro da mata natural ou na arborização implantada. Tem como finalidade tornar as áreas marginais da rodovia livres de vegetação que impeça a fácil visualização da sinalização vertical ou propicie a ocorrência de incêndios; esta tarefa poderá ser ? capina: consiste na erradicação da vegetação, de forma manual ou química, objetivando evitar sua expansão nos acostamentos e facilitar a drenagem.

10.2.3.2 CONSERVAÇÃO CORRETIVA ROTINEIRA Descrição das Atividades: a) selagem de trincas: consiste no enchimento manual de trinca e fissuras no revestimento betuminoso ou pavimento de concreto de cimento, com material asfáltico para impedir a penetração de água nas camadas inferiores do pavimento. No caso de trincas de contração em revestimento betuminoso, o mais aconselhável é ignorá-las, a b) recomposição de obras de drenagem superficial: consiste na recomposição dos c) recomposição de obras de drenagem profunda: consiste na recomposição dos drenos longitudinais profundos, drenos "espinha de peixe", colchões drenantes, etc., obstruídos e responsáveis por degradações refletidas no pavimento e/ou na d) recomposição de obras-de-arte correntes: os trabalhos referentes a essa tarefa consistem no reparo, substituição ou reconstrução de segmentos danificados.

Manual de Pavimentação 251 e) recomposição das sinalizações horizontal e vertical: consiste na pintura da sinalização horizontal e no reparo, substituição e implantação da sinalização vertical, postes de f) recomposição de placas de concreto: consiste no reparo de áreas danificadas de pavimento de concreto de cimento Portland, para se evitar a propagação de defeitos, na própria placa e nas placas vizinhas, inclui a correção das condições de suporte g) recomposição de guarda-corpos: consiste na substituição (pré-moldados) ou h) recomposição de cercas: consiste na substituição dos arames e mourões que se encontrarem inutilizados. Esta tarefa tem alta prioridade devido ao perigo que representa, para o usuário da estrada, a presença de animais de grande porte que i) recomposição de defensa metálica: consiste na limpeza, pintura, reparo ou j) recomposição da tela antiofuscante: consiste na limpeza, pintura, reparo ou k) reconformação da plataforma: consiste em conformar superfícies não pavimentadas, com emprego de motoniveladora, sem adição de material, mantendo-as em boas condições de tráfego e drenagem. Esta operação deverá ser executada, de preferência, com a superfície umedecida, não se permitindo o acúmulo de material ao longo das bordas da plataforma, (para que haja liberdade de escoamento das águas l) combate à exsudação: consiste no espalhamento manual de agregado fino sobre a superfície exsudada. Visa a corrigir o excesso de material betuminoso na superfície do m) controle de erosão: consiste na aplicação de medidas que eliminem os processos de erosão em cortes, aterros, voçorocas, etc..

10.2.3.3 REMENDOS Reparações localizadas ou remendos, são as operações corretivas processadas normalmente a nível do revestimento asfáltico, com o objetivo de corrigir manifestações de ruína específicas, bem definidas e de pequenas dimensões; em alguns casos extremos, a sua magnitude pode atingir frações das camadas granulares subjacentes. Tais operações têm sido, de um modo geral, consideradas como de importância secundária ou relativa, e por conseguinte, realizadas, não raras vezes, sem o esmero e a De forma a reverter esta situação, deve-se exigir que a confecção de remendos se processe de acordo com a mais apurada técnica executiva, a qual deverá ser composta, obrigatoriamente, pelas seguintes etapas: regularização da degradação (panelas), impermeabilização (imprimação) das camadas granulares atingidas, espalhamento, conformação e compactação do "material de enchimento" (pré-misturados, areia-asfalto,

Manual de Pavimentação 252 CBUQ, etc.) e selagem superficial (vedação final) quando o material de enchimento apresentar índice de vazios elevado: maior que 6%. Para a consecução desta selagem final recomenda-se sempre a utilização de CBUQ e, quando não for possível, a composição de agregados finos (pedriscos, pó-de pedra, areia, "filer", etc.) com ligantes betuminosos, seja através de misturas fabricadas na pista (mixed-in-place), seja pela As principais atividades, neste tipo de Manutenção Rodoviária são discriminadas a seguir: a) remendo superficial ou tapa-buraco: consiste em reparar degradações localizadas (panelas, depressões secundárias, etc.) no revestimento, de modo a se evitar maiores danos ao pavimento e se obter uma superfície de rolamento segura e confortável. b) remendo profundo: consiste em operações corretivas localizadas de porte um pouco maior, podendo incluir, em certos casos extremos, a remoção de frações de camadas granulares subjacentes. Nestes casos, dever-se-á proceder à substituição dos materiais de características e suporte deficientes por outros, com propriedades adequadas, concluindo com a reparação do revestimento com misturas asfálticas; se necessário, deverá ser executada inclusive a drenagem superficial e profunda.

10.2.3.4 RECUPERAÇÕES SUPERFICIAIS (RECARGAS) As recargas superficiais são operações concebidas com a finalidade de corrigir falhas superficiais (fissuração, desagregação, perda de agregados, polimento das asperezas, exsudação, etc.) exteriorizadas pelo revestimento existente. Acessoriamente, em alguns casos, poderão ser concebidas também com o objetivo de corrigir pequenas deficiências Fundamentalmente, destinam-se a impermeabilizar revestimentos abertos e/ou fissurados, a protelar a perda de agregados, a minimizar os efeitos maléficos decorrentes da oxidação dos ligantes betuminosos, a recuperar a rugosidade de revestimentos desgastados pela ação abrasiva do tráfego ou pela inadequabilidade dos agregados pétreos utilizados e, em certa medida, corrigir deficiências do perfil transversal (trilhas de roda). Tais operações, devido às suas delgadas espessuras (da ordem de no máximo 2,5 As principais operações neste tipo de Manutenção Rodoviária, são discriminadas a seguir: Descrição das Atividades: a) misturas asfálticas usinadas: consiste em se promover o recapeamento do revestimento existente com misturas asfálticas em espessuras bastante delgadas Podem ser executadas com pré-misturados a frio, areias-asfalto a frio ou a quente, ou ainda concretos asfálticos, espalhados com vibro-acabadoras e/ou com b) lama asfáltica: consiste na aplicação de uma mistura fluida de agregado miúdo, "fíler", emulsão asfáltica e água, em proporções pré-definidas; suas espessuras delgadas, sempre inferiores a 1,0 cm, não lhe conferem efeitos estruturais próprios.

Manual de Pavimentação 253 c) capa selante: consiste de um banho de ligante asfáltico, seguido da imediata cobertura com agregados finos (tipo areia ou pó de pedra), os quais deverão ser d) tratamentos superficiais simples ou duplos: são aqueles tradicionalmente executados com alternância entre banhos de ligante asfáltico e a cobertura de agregados pétreos. No caso de serem indicados como recargas de revestimentos existentes deverão combinar em parte as técnicas de execução por penetração invertida e penetração direta; no TSD o banho mais rico deverá ser o segundo e, quando utilizado como ligante as emulsões asfálticas, recomenda-se um banho final e superior, diluído em água na proporção de 1:1, com teor da ordem de 0,8 l/m2 e sem cobertura com pedrisco. Quando a rugosidade do revestimento existente for elevada, a execução de tratamentos superficiais poderá tornar-se praticamente impossível: nestes casos, recomenda-se a sua utilização combinada com uma camada de lama asfáltica fina, destinada a constituir um "leito" liso e regular.

10.2.3.5 REFORÇO ESTRUTURAL O reforço estrutural de um pavimento deverá ser concebido quando as operações corretivas de menor vulto já não se fizerem suficientes para conter o processo evolutivo e inexorável de degradação do pavimento. Com efeito, ao final da "vida útil", o pavimento é atacado por um processo extremamente acelerado de degradação (fadiga intensa e deformação permanente acentuada), o qual realça as características antieconômicas de se promover ações corretivas de pequeno porte. Assim sendo, dada à debilitada e já incompatível capacidade estrutural residual, faz-se mister dotar o pavimento de um aporte estrutural capaz de permitir-lhe cumprir suas finalidades primeiras (conforto e segurança O reforço, embora com funções estruturais intrínsecas, por si só promoverá, concomitantemente, a correção das características funcionais (degradação e deformação superficiais). Obviamente, trata-se agora de uma tarefa que exige determinação específica da capacidade de carga residual e da necessidade de aporte estrutural, de forma a suportar cargas de tráfego ulteriores.

10.2.3.6 RECONSTRUÇÃO O processo de degradação dos pavimentos rodoviários, dada a forma de solicitação imposta à estrutura pelas cargas do tráfego e pelos agentes do intemperismo é contínuo e inexorável, verificando-se uma atenuação gradual e impiedosa da resistência intrínseca dos materiais constituintes. Desta forma, se ao longo da vida em serviço dos pavimentos não forem promovidas intervenções periódicas de manutenção, suficientes para capacitá- los a suportar solicitações ulteriores - através do alívio da estrutura e do aumento de sua capacidade de tráfego restante - o colapso total da estrutura será fatal: neste instante já não se justifica promover o reforço da estrutura, visto a necessidade de remover as suas camadas que evidenciem falência total (elevado grau de degradação).

Manual de Pavimentação 254 O processo de reconstrução poderá ser parcial ou até mesmo total. tornando-se necessário promover estudos capazes de permitir a definição das camadas a serem Em alguns casos específicos, tais como aqueles em que existam acentuadas diferenças de tráfego (carga por eixo e volume) por faixa de tráfego - como exemplo, citam-se as estradas de pista dupla - a reconstrução de uma única pista poderá se apresentar como opção altamente viável: nestes casos, apresenta-se como alternativa de alto interesse a técnica da "fresagem e reciclagem a frio ou a quente".

10.2.3.7 MELHORAMENTOS Ao conjunto de operações que acrescentam às rodovias características novas, ou modificam as características existentes, denomina-se Melhoramentos, os quais podem se subdividir em: a) Complementação: são os melhoramentos que acrescentam condições técnicas não b) Modificação: são os melhoramentos que alteram as características existentes na rodovia, levando-a a um nível superior de utilização.

Manual de Pavimentação 255 variantes poderão ser dotadas até mesmo de sistemas provisórios de drenagem e de revestimento primário.

10.2.3.9 SERVIÇOS EVENTUAIS No intervalo de tempo decorrente entre a elaboração e a implantação de um PEMR pode- se deparar com eventualidades não previstas, cujas soluções envolvem a definição de custos específicos para: materiais, mão-de-obra e horas de máquinas diversas. Essas soluções envolvem tarefas que compõem o que se denomina de Serviços Eventuais, podendo-se citar como exemplo: c) escavação, carga e transporte de materiais para recomposição de taludes de aterro d) confecção, transporte e aplicação de material de base para confecção de remendos f) fabricação de concreto de cimento Portland e de guarda-corpos de pontes; h) recuperação de cercas, etc..

Manual de Pavimentação 257

Manual de Pavimentação 259 11 ESTIMATIVA DE CUSTOS DAS OBRAS Para fins de programação das obras de pavimentação, integrando o projeto executivo correspondente, deve-se dispor de uma estimativa de custo das obras, estabelecida dentro de um nível de precisão compatível. Em linhas gerais, a seqüência metodológica a ser adotada na elaboração da referida estimativa de custo é descrita a seguir.

11.1 ESTUDO PRELIMINAR Nesta fase, deverão ser detectados problemas específicos que envolvam a obra e que se Serão, então elaboradas listagens de equipamentos, materiais e mão-de-obra que serão utilizados na composição dos custos unitários dos serviços - bem como constituídas as equipes para os serviços mecanizados.

11.2 PESQUISA DE MERCADO A partir das listagens mencionadas no item anterior, é então providenciada a pesquisa a nível nacional para equipamentos e a nível regional/local para os materiais. No que se refere à mão-de-obra é adotada a Escala Salarial de Mão-de-Obra (Tabela 46): Os valores alcançados são registrados em planilhas na forma das Tabelas 47 e 48.

Tabela 46 - Escala salarial de mão-de-obra FUNÇÃO K 1 - Engenheiro 2 - Encarregados 3 - Técnico de Nível Médio 4 - Auxiliares 5 - Operador de Máquina 6 - Profissionais em Geral 7 - Ajudantes de Operação em Geral 8 - Operários não Qualificados 40,0 12,0 6,0 2,5 3,0 2,5 2,0 1,5 onde K é o coeficiente multiplicador do salário mínimo vigente no país, acrescido dos encargos sociais sobre a mão-de-obra.

Manual de Pavimentação 260 Tabela 47 - Pesquisa de mercado - materiais Local de Pesquisa Preços com taxas Valores das taxas Preços sem taxas Local de Pesquisa Endereço da Firma Firma Fornecedora Unidade Material Item

Manual de Pavimentação 261 Tabela 48 - Pesquisa de mercado - equipamentos Local de Pesquisa Preços com taxas Valores das taxas Preços sem taxas Local de Pesquisa Endereço da Firma Firma Fornecedora

Manual de Pavimentação 262 11.3 CUSTOS DIRETOS E CUSTOS INDIRETOS 11.3.1 CUSTOS DIRETOS Os custos diretos dizem respeito à remuneração dos fatores que podem ser diretamente Compreendem, assim, os custos referentes à utilização de equipamentos e de materiais a Relativamente aos equipamentos, cujo processo de apropriação detém algumas particularidades, cabe registrar o seguinte: 11.3.2 CUSTO HORÁRIO DE UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTO Este custo compreende as quatro parcelas, a saber: a) Custo Horário de Depreciação e Juros Durante a Vida Útil Esta parcela depende do valor de aquisição do equipamento e seu valor residual (ao final da vida útil), da vida útil do equipamento e da taxa de juros anual considerada. b) Custo Horário de Manutenção Este custo oscila, conforme o equipamento entre 50% e 100% do custo de aquisição do equipamento - percentuais estes que incluem os gastos na manutenção preventiva c) Custo Horário de Material Este custo é função, principalmente da potência do equipamento e do custo do combustível - a saber, o óleo diesel para a grande maioria dos equipamentos e a d) Custo Horário de Mão-de-Obra NOTA.: Os valores obtidos relativamente a estes 4 (quatro) custos são reunidos na Tabela 49.

Manual de Pavimentação 263 Tabela 49 - Custo horário de utilização de equipamentos OBS.

LOTE: RODOVIA: DATA: TRECHO: MANUTENÇÃO OPERAÇÃO E JUROS VALOR DE AQUISIÇÃO (R$) HORAS TRABALHO/ ANO (H) VIDA ÚTIL (t) POTÊNCIA (HP) DECRIÇÃO CÓDIGO OPERAÇÃO CUSTO HORÁRIO MATERIAL MÃO-DE-OBRA IMPRODUTIVO PRODUTIVO (Mt) (M.O.) DJM.Q DJMMt. MQ

Manual de Pavimentação 264 11.3.3 CUSTOS INDIRETOS Estes custos decorrem da estrutura da obra (e da Empresa) - não podendo ser Envolvem as seguintes parcelas: c) Este custo em geral se situa entre 2% e 2,5% de custo direto de construção. d) Administração (A) Compreende a "Administração Direta das Obras", (correspondendo ao custo de instalação do canteiro mais o custo de mão-de-obra no período de construção) e a Administração O custo de Administração situa-se entre 5% e 10% do custo direto da construção mais mobilização e administração, para fazer face aos gastos não previstos e que podem a) Eventuais (E) Admite-se um percentual de 5% sobre o custo direto de construção mais mobilização e administração, para fazer face aos gastos não previstos e que podem ocorrer na b) Impostos (I) Admite-se um percentual de 5% sobre o custos direto de construção mais mobilização, administração e eventuais para fazer face à incidência deste componente c) Lucros (L) Admite-se um percentual de 12% sobre o custo total da construção mais mobilização, administração, eventuais e impostos, como lucro normal da Empresa.

11.4 PRODUÇÃO DAS EQUIPES A produção da equipe, referida sempre a uma unidade de tempo (no caso a hora), é obtida a partir das produções individuais de cada equipamento componente da equipe. A planilha (Tabela 50), referente ao cálculo de produção, facilita a sistemática de cálculo das produções relativas aos vários itens-serviços, discriminando todas as variáveis interferentes com o processo. Tais variáveis dependem, de um lado, das características específicas do equipamento considerado e, de outro, de condições inerentes aos A necessidade da utilização conjugada de equipamentos vários - bem como as diferenças de produções horárias proporcionadas pelos vários equipamentos enseja a adoção, para os equipamentos, dos conceitos de Hora Produtiva e Hora Improdutiva e, em conseqüência, Custo Horário Produtivo e Custo Horário Improdutivo.

Manual de Pavimentação 265 11.5 CUSTO DOS TRANSPORTES Relativamente a este componente do custo, os conceitos e parâmetros básicos adotados são os seguintes: Modalidade de Transporte Transporte comercial - envolve a movimentação dos materiais industrializados desde os Transporte local - envolve a movimentação de materiais terrosos, pétreos e areias, desde o local de extração/aquisição até o ponto de sua aplicação na pista (ou no canteiro de obras, conforme o caso) - bem como todos os percursos entre o canteiro da obra e o ? Formulação básica (y = custo R$/t) y = C = Custo horário da operação do caminhão P Produção horária do caminhão B?i P= 2x + Tf V

B - Capacidade nominal do caminhão i - Fator de eficiência V - Velocidade do caminhão Tf - Tempo fixo (manobra/carga/descarga) x - Distância de transporte a ser vencida

Manual de Pavimentação 266 Tabela 50 - Produção de equipamentos CÓDIGO: SERVIÇO: UNIDADE: VARIÁVEIS INTERVENIENTES UNIDADE EQUIPAMENTOS a AFASTAMENTO b CAPACIDADE c CONSUMO (QUANTIDADE) d DISTÂNCIA e ESPAÇAMENTO f ESPESSURA g FATOR DE CARGA h FATOR DE CONVERSÃO i FATOR DE EFICIÊNCIA j LARGURA DE OPERAÇÃO l LARGURA DE SUPERPOSIÇÃO m LARGURA ÚTIL n NÚMERO DE PASSADAS o PROFUNDIDADE p TEMPO (fixo) CARGA, DESCARGA E MANOBRA q TEMPO PERCURSO (IDA) r TEMPO DE RETORNO s TEMPO TOTAL DE CICLO t VELOCIDADE (IDA) MÉDIA u VELOCIDADE RETORNO v x OBSERVAÇÕES: FÓRMULAS

PRODUÇÃO HORÁRIA NÚMERO DE UNIDADES UTILIZAÇÃO PRODUTIVA IMPRODUTIVA PRODUÇÃO DA EQUIPE LOTE: RODOVIA: TRECHO: PRODUÇÃO DAS EQUIPES MECÂNICAS

11.5.1.1 CUSTO HORÁRIO DE MÃO-DE-OBRA SUPLEMENTAR Este custo, envolve a mão-de-obra direta (excluídos os operadores dos equipamentos e eventualmente os ajudantes) que atua na execução dos serviços - a saber, encarregados, Para seu cálculo, utiliza-se a Escala Salarial de Mão-de-Obra, convertendo-se o salário mensal acrescido dos encargos sociais, em Custo Horário mediante a aplicação do divisor 200.

Manual de Pavimentação 267 11.5.1.2 CUSTO HORÁRIO TOTAL Será obtido pela soma das duas parcelas acima descritas.

11.5.1.3 PRODUÇÃO DA EQUIPE Este componente foi estabelecido na planilha - Quadro 51, devendo ser transposto para a planilha - Quadro 52.

11.5.1.4 CUSTO UNITÁRIO DE EXECUÇÃO 11.5.1.5 CUSTO UNITÁRIO DE MATERIAL SUPLEMENTAR Este custo, envolvendo os custos de aquisição/elaboração dos materiais incorporados às obras é obtido com base nos respectivos consumos unitários estabelecidos nos projetos e/ou nas especificações e no resultado da Pesquisa de Mercado.

11.5.1.6 CUSTO UNITÁRIO DE TRANSPORTE Este custo é obtido com base nos consumos unitários e elementos pertinentes outros estabelecidos nos projetos e/ou especificações; nas distâncias de transportes a serem vencidas e nas fórmulas de transportes definidas na forma do item 11.5.

11.5.1.7 CUSTO DIRETO TOTAL Este custo corresponde à soma do "Custo Unitário de Execução" com o "Custo Unitário de Materiais" e o "Custo Unitário de Transporte".

11.5.2 CUSTO INDIRETO (BONIFICAÇÃO) É estabelecido multiplicando-se o "Custo Direto Total" pelo Valor da Bonificação (que na falta de dados mais precisos para os itens Mobilização e Administração, costuma ser fixada em 35,8%) 11.5.3 CUSTO UNITÁRIO TOTAL Corresponde à soma de Custo Direto Total com a Bonificação.

Manual de Pavimentação 268 Tabela 51 - Fluxograma da composição dos custos unitários COMPOSIÇÃO DOS CUSTOS UNITÁRIOS FATORES DE PRODUÇÃO: EQUIPAMENTOS, MATERIAIS SUPLEMENTARES (DE PISTA) E MÃO-DE-OBRA SUPLEMENTAR (DE PISTA)

8 1 PROJETO E ESPECIFICAÇÃO DA CONSTRUÇÃO 2 CONSTRUÇÃO DAS EQUIPES

3 CONSUMO DE MATERIAL SUPLEMENTAR POR UNIDADE DE SERVIÇO 7 EDUCAÇÃO DE CUSTO DO TRANSPORTE PRODUÇÃO HORÁRIA 9

6 PESQUISA DE MERCADO CUSTO HORÁRIO DE EQUIPAMETOS 9.1-DEPRECIAÇÃO E JUROS 9.2-MANUTENÇÃO 9.3-MTERIAL DE OPERAÇÃO 9.4-MÃO-DE-OBRA OPERAÇÃO 10 CUSTO HORÁRIO DE MATERIAL SUPLEMENTAR E MÃO-DE-OBRA SUPLEMENTAR

4 11 DMT RELATIVO AO MATERIAL SUPLEMENTAR CUSTO DO TRANSPORTE DO MATERIAL SUPLEMENTAR FORMULÁRIO-CUSTO HORÁRIOS DOS EQUIPAMENTOS, DEPRECIAÇÃO E JUROS P=V l + (V -R)l 00 (l+i) n-1

MANUTENÇÃO M=V x K 0 nh MATERIAL DE OPERAÇÃO m=0,18 x HP x C 13 CUSTO HORÁRIO TOTAL (SEM TRANS- PORTE) (9) + (10) 14 CUSTO UNITÁRIO (SEM TRANSPORTE) (13) + (8) 15 CUSTO UNITÁRIO DIRETO (14) + (11)

5 12 ESTABELECIMETO DA BONIFICAÇÃO (%) VALOR DA BONIFICAÇÃO (5) x (15) 16 CUSTO UNITÁRIO FINAL (15) + (12)

V e R = VALORES DE AQUISIÇÃO E RESIDUAL 0 I = CUSTO DE OPORTUNIDADE DE CAPITAL n = VIDA ÚTIL EM ANOS h = HORAS TRABALHADAS POR ANOS K = COEFICIENTE DE PROPORCIONALIDADE HP = POTÊNCIA DO EQUIPAMENTO C = CUSTO DE UM LITRO DE ÓLEO DIESEL

CHP (CUSTO HORÁRIO PRODUTIVO DO EQUIPAMENTO) = (9.1) + (9.2) + (9.3) + (9.4) CHI (CUSTO HORÁRIO IMPRODUTIVO DO EQUIPAMENTO) = (9.1) + (9.4)

Manual de Pavimentação 269 ? Valores adotados para os parâmetros

Para transporte comercial: 10 m3 ou 15t B- Para transporte local : 6 m3 ou 9t i - Para todos os casos: 0,833 (50/60) Para caminhão basculante (9t ou 15t) Tf -

Para caminhão carroceria fixa - 43 Rodovia pavimentada : 50 km/h Transporte comercial Revestimento primário:40 km/h

V- Rodovia pavimentada : 40 km/h Transporte local Revestimento primário: 35 km/h

Terra : 15km/h x - Distância de transporte, em km, relativa a cada material/componente, a ser - Equações de transporte

Manual de Pavimentação 270 Com base na formulação apresentada, são obtidas as equações, da forma Y = a x + b, sendo a e b funções dos valores adotados para os parâmetros mencionados.

11.7 CUSTOS UNITÁRIOS DE SERVIÇOS A determinação dos Custos Unitários dos Serviços pode ser efetivado com base na planilha - Quadro 52, cuja sistemática compreende as etapas a seguir.

11.7.1 CUSTOS DIRETOS 11.7.1.1 CUSTO HORÁRIO DE EQUIPAMENTO A determinação deste custo é efetivado com base nas planilhas, cujos dados são transpostos para a planilha ? Tabela 52.

Tabela 52 - Custo horário de equipamento CÓDIGO DATA SERVIÇO UNIDADE EQUIPAMENTO QUANT. UTILIZAÇÃO CUSTO OPERACIONAL CUSTO HORÁRIO PRODUTIV O IMPRODUTIVO (A) TOTAL MÃO-DE-OBRA SUPLEMENTAR K ou R QUANTIDADE SALÁRIO BASE CUSTO HORÁRIO (B) TOTAL ( C ) PRODUÇÃO DA EQUIPE CUSTO HORÁRIO TOTAL ( A + B ) ( D ) CUSTO UNITÁRIO DA EXECUÇÃO [ ( A ) + ( B ) ] / ( C ) = ( D ) MATERIAIS UNIDADE CUSTO CONSUMO CUSTO HORÁRIO (E) TOTAL TRANSPORTE D.M.T. CUSTO CONSUMO CUSTO UNITÁRIO (F) TOTAL CUSTO DIRETO TOTAL : ( D ) + ( E ) + ( F ) R$ BONIFICAÇÃO R$ CUSTO UNITÁRIO TOTAL R$ OBS.: LOTE - RODOVIA - TRECHO - CUSTOS UNITÁRIOS

Manual de Pavimentação 271

Manual de Pavimentação 273 BIBLIOGRAFIA a) AMERICAN ASSOCIATION OF STATE HIGHWAY AND TRANSPORTATION OFFICIALS. AASHTO guide for design of pavement structures. Washington, D.C., b) BRASIL. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes. Coletânea de normas. Disponível em: . Acesso em: 15 c) CAMPELLO, Clauber dos Santos; PINTO, Salomão; PREUSSLER, Ernesto Simões. Um estudo das propriedades mecânicas de solos tropicais. In: Reunião Anual de Pavimentação, 25., 1991, São Paulo. Anais ... Rio de Janeiro: ABPv, 1991. v. 2, p. d) CAPUTO, Homero Pinto. Mecânica dos solos e suas aplicações. 6. ed. rev. ampl. Rio e) CHIOSSI, Nivaldo josé. Geologia aplicada à engenharia. 4. ed. São Paulo: Grêmio f) DE BEER, Morris; KLEYN; Eduard G., HORAK, Emile. Behavior of cementitious gravel pavements with thin surfacings. In: Simpósio Internacional de Avaliação de Pavimentos e Projeto de Reforço, 2.; 1989, Rio de Janeiro. Anais ... Rio de Janeiro: g) FRAENKEL, Benjamim Constant Bevilacqua Magalhães. Engenharia rodoviária. 3. ed. h) Instituto Brasileiro de Petróleo. COMISSão De asfalto. Informações básicas sobre i) MOTTA, Laura Maria Goretti da. Método de dimensionamento de pavimentos flexíveis: critério de confiabilidade e ensaios de carga repetidas. 1991. 366p. Tese (Doutorado em Ciências em Engenharia Civil) ? Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 1991. j) PINTO, Salomão. Contribuição ao estudo da classificação de solos e sua aplicação k) _____. Estudo do comportamento à fadiga de misturas betuminosas e aplicação na avaliação estrutural de pavimentos. 1991. 478p. Tese (Doutorado em Ciências em Engenharia Civil) ? Coordenação dos Programas de Pós-Graduação de Engenharia , l) ______. Materiais betuminosos: conceituação, especificações e utilização. Rio de n) ______. Tópicos especiais em mecânica dos pavimentos. Rio de Janeiro: o) ______; Preussler, Ernesto Simões. A consideração da resiliência no projeto de pavimentos. Ed. rev. Rio de Janeiro: DNER, 1994.

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