Materiais e Agregados para Pavimentação: Conceitos e Aplicações

MATERIAIS E AGREGADOS PARA PAVIMENTAÇÃO Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas RESUMO DA UNIDADE O estudo acerca de materiais e agregados para pavimentação asfáltica com relação à pavimentação vem sendo atualmente desenvolvido a partir de elementos particulares de mecânicas essenciais para o diagnóstico das capacidades do material com relação a elementos de pavimentos asfálticos e de concreto A orientação presente em uma perspectiva sustentável é idealizar a assistência de circunstâncias que girem em torno da préocupação a partir de fundamentos que aprovem a adoção de um sistema de infiltração de água e atrasem seu fluxo Sendo assim os pavimentos permeáveis podem ser considerados como um item essencial por diminuírem o fluxo e seus efeitos sobre a qualidade da água Dessa maneira os sistemas permeáveis de pavimentação são integrados por pavimentos porosos ou por blocos de concreto Esta unidade visa apresentar aos alunos os conceitos dos usos de matérias para pavimentação Palavraschave Construção Pavimentação Asfalto Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas SUMÁRIO RESUMO DA UNIDADE 2 SUMÁRIO 3 APRESENTAÇÃO DO MÓDULO 4 CAPÍTULO 1 MATERIAIS RECICLADOS EM PAVIMENTAÇÃO 6 11 PAVIMENTAÇÃO 6 12 LIGANTES ASFÁLTICOS 9 13 AGREGADOS 11 CAPÍTULO 2 GEOTECNIA DOS SOLOS TROPICAIS 21 21 GEOTECNIA 21 22 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS 22 23 GRANULOMETRIA 28 CAPÍTULO 3 MECÂNICA DOS PAVIMENTOS 34 31 PERMEABILIDADE 34 32 MISTURAS SOLOAGREGADOS 39 33 MISTURAS SOLOCIMENTO 40 34 MISTURAS SOLOCAL 42 35 MISTURAS SOLOEMULSÃO 44 36 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL 45 CONSIDERAÇÕES FINAIS 48 REFERÊNCIAS 49 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas APRESENTAÇÃO DO MÓDULO Olá Bemvindo a mais um módulo acerca dos elementos que giram em torno da pavimentação Antes de estar inserido nos estudos específicos sobre pavimentação tornase importante compreender o delineamento necessário no processo de desenvolvimento do conteúdo do presente módulo Dessa maneira tendo como pressuposto o processo de compreensão do funcionamento do asfalto ecológico termo bastante utilizado em alguns países como é o caso do Brasil observarseá que é um termo deveras equivocado visto ser o asfalto um instrumento bastante agressivo para o meio ambiente muito embora seja um asfalto feito com borracha de pneu e sendo assim a definição mais adequada a ser trabalhada é o asfaltoborracha Por isso convém destacar que a partir de uma perspectiva conceitual o termo asfalto ecológico não existe e que ao utilizálo estaria na verdade materializando aspectos de mercado para que a sociedade manifeste seu apoio ao asfalto utilizado no âmbito da pavimentação Por isso a partir da perspectiva do que deve ser estudado neste módulo será possível compreender a maneira como funcionam os materiais reciclados em pavimentação nomeadamente pavimentação ligantes asfálticos e por fim os agregados Ademais o aluno poderá se utilizar da geotecnia dos solos tropicais a partir do estudo específico chamado de geotécnica e ainda dos elementos específicos a saber classificação dos solos e granulometria No que se refere à mecânica dos pavimentos o aluno estudará a permeabilidade do solo levando em consideração elementos relacionados com a mistura de alguns tipos de solos nomeadamente soloagregados solocimento solocal soloemulsão e por fim como se processa a questão da avaliação estrutural do solo O estudo sobre os temas acima é importante pois quando se tem conhecimento da propriedade do agregado e da sua interação com outras associações como cimento e água por exemplo o engenheiro é capaz de fazer Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas uma escolha apropriada para a sua seleção e seu uso no campo Se bem escolhidas e executadas será possível criar uma estrutura civil com uma boa durabilidade e desempenho Sendo assim é esperado que nesta unidade o aluno consiga aprender compreender e desenvolver os conhecimentos sobre matérias e agregados para pavimentação que são elementos necessários para que esta seja elaborada no ambiente da construção civil 6 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas CAPÍTULO 1 MATERIAIS RECICLADOS EM PAVIMENTAÇÃO 11 PAVIMENTAÇÃO Tendo a compreensão de que pavimentar é o ato ou efeito de revestir determinada área com uma cobertura podendo portanto ser piso ou chão no âmbito da engenharia a pavimentação assume a característica organizada de um ou mais níveis que se encontram sobrepostas gerando portanto uma maior longevidade e proporcionando um melhor trânsito de pessoas e veículos A pavimentação realizada nas vias urbanas brasileiras geralmente segue os seguintes padrões No Brasil a pavimentação de 99 das vias urbanas e rodoviárias é realizada com mistura asfáltica composta 95 de pedra britada e 5 de asfalto Para ter o desempenho esperado a solução precisa apresentar excelente qualidade Também tem que manter suas propriedades ao longo do tempo ou seja sem trincas ou demais problemas que comprometam o fluxo dos mais diferentes tipos de veículos JUNIOR 2011 pg35 Para que o processo de pavimentação seja considerado sustentável tornase importante que possua longa duração e ainda que o projeto estruturado seja de maneira rigorosa cumprida E sendo feito assim a possibilidade de haver recapeamento na pavimentação será reduzida e consequentemente haverá um menor dano ambiental já que construindo novos pavimentos haverá a utilização de recursos econômicos e ainda a degradação do próprio meio ambiente Por isso quando se tratar de sistema sustentável no âmbito da pavimentação tornase essencial procurar técnicas que se utilizem de meios destinados à preservação ambiental A maior consciência social em preservação da natureza e do meio ambiente obriga a procurar novas técnicas construtivas e um uso racional dos recursos disponíveis Além disso a legislação mostra uma tendência protecionista que dificulta a obtenção de agregados e materiais virgens e a disposição de resíduos em aterros Isso aumenta consideravelmente o custo das obras principalmente em áreas urbanas GómezPlabo 2017pg22 As soluções em artefatos de concreto são o uso de pavimentos permeáveis pavers e pisos grama Eles permitem o escoamento correto da água para o solo e 7 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas lençóis freáticos sem trazer prejuízos para sua estrutura interna Além disso apresentam processos fáceis para instalação e manutenção além de promoverem maior conforto térmico se comparado ao asfalto atenuando a formação de ilhas de calor Em um mundo que preza cada vez mais pela sustentabilidade e respeito aos valores ambientais a busca por opções de pavimentação urbana sustentável se mostra como uma poderosa aliada para soluções de problemas antigos como a drenagem da água pluvial e a busca de maior conforto para nossas ruas e calçadas GómezPlabo 2017 pg22 De maneira distinta às funcionalidades que são apresentadas pelo asfalto tradicional em que absorvem apenas 15 de água observase um tipo de pavimento mais eficaz no processo de absorção nomeadamente o eco pavimento visto ser capaz de ser mais resistente às enchentes Ainda no que tange aos benefícios com o uso do eco pavimento encontrase na retenção do calor urbano através das grelhas alveolares que evitam em tempo de chuva a formação de sulcos poças e barros nas ruas e calçadas E muito embora o eco pavimento apresente quando utilizado determinados benefícios ainda é pouco utilizado em lugares de maior fluxo de veículos em virtude das fragilidades que surgem por isso o referido pavimento tem sido utilizado com maior frequência em lugares com menor impacto do trânsito por exemplo estacionamentos e calçadas Nesse sentido um pavimento é considerado como sustentável quando o seu ciclo de vida for estudado por técnicas de otimização no sentido de tornar o pavimento em análise mais eficiente e adequado para o feito A figura 1 expressa o ciclo de vida da pavimentação As fases são colocadas de forma circular dando uma importância igual a cada etapa Este esquema encaixa nos princípios de economia circular que engloba a reutilização dos recursos tentando fechar o ciclo o máximo possível 8 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Figura 1 Ciclo de vida da pavimentação Fonte Elaborado pela autora 2019 A preservação do pavimento é uma atividade especificamente sustentável Muitas vezes emprega tratamentos de baixo custo e baixo impacto ambiental que prolonga a vida útil do pavimento ou atrasa as principais atividades de reabilitação Isso reduz a utilização de materiais virgens ao mesmo tempo em que reduz as emissões de GEE Gases Efeito Estufa durante o ciclo de vida Além disso como mencionado anteriormente os pavimentos bem conservados fornecem superfícies mais suaves seguras e mais silenciosas em um período significativo das suas vidas resultando em maior eficiência de combustível do veículo taxas de acidentes reduzidas e menores impactos de ruído nas comunidades vizinhas o que contribui positivamente para sua sustentabilidade geral 9 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Devido às condições do Brasil principalmente climáticas e de tráfego pesado e a falta de informação encontrada neste trabalho em referência a obras com bom desempenho tanto econômico como funcional recomendase criar uma base de dados parecida o que também ajudaria a destinar corretamente os recursos econômicos do país em obras que durariam muito mais 12 LIGANTES ASFÁLTICOS Cerca de 97 das rodovias brasileiras possuem pavimento flexível sendo o asfalto o componente principal das camadas de rolamento e às vezes de camadas intermediárias da estrutura SINECESP sd Nesse sentido o uso do asfalto no processo de pavimentação se justifica pois gera uma forte união entre os agregados de maneira a agir como um elemento que unifica e flexibiliza os agregados além de ser impermeabilizante resistente aos agentes externos e flexíveis Os asfaltos podem ser encontrados em jazidas naturais na forma de bolsões de asfaltos originados da evaporação das frações mais leves mais voláteis do petróleo e aflorados à superfície em épocas remotas São exemplos sempre citados os asfaltos naturais de Trinidad e do Lago Bermudez Atualmente quase toda a produção de asfalto resulta da destilação de petróleo em unidades industriais refinarias Em obras de pavimentação os asfaltos podem ser denominados ligantes asfálticos cimentos asfálticos ou materiais asfálticos sendo adotado neste trabalho o termo mais genérico ligante asfáltico pois aos asfaltos podem ser adicionados produtos que visam melhorar suas propriedades de engenharia modificadores DIAS 2005 pg 20 Para ser utilizado em pavimentação o asfalto material termoplástico que é semissólido à temperatura ambiente precisa de ser aquecido para atingir a viscosidade adequada à mistura 100oC Além do aquecimento as alternativas para tornar o asfalto trabalhável são a diluição com solventes derivados de petróleo e o emulsionamento De forma geral os ligantes asfálticos são classificados de acordo com o seu processo de produção em cimento asfáltico de petróleo CAP asfalto diluído de petróleo ADP e emulsão asfáltica PETROBRÁS 1996 10 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Os CAPs são compostos por 90 a 95 de hidrocarbonetos e 5 a 10 de heteroátomos dos quais fazem parte oxigênio enxofre nitrogênio e alguns metais como vanádio níquel ferro magnésio e cálcio Os ligantes produzidos no país têm teor de enxofre bastante inferior aos derivados de petróleos árabes e venezuelanos Além disso a proporção de metais encontrada também é baixa e há maiores teores de nitrogênio LEITE 1999 Uma análise elementar de ligantes asfálticos oriundos de petróleos de distintas localidades deixa evidente as proporções encontradas em seus constituintes HUNTER et al 2015 carbono variando de 82 a 88 hidrogênio de 8 a 11 oxigênio de 0 a 15 enxofre de 0 a 6 e nitrogênio de 0 a 1 Bernucci et al 2008 esclarecem que a composição pode modificar em função da fonte do petróleo do processo empregado de destilação durante o envelhecimento decorrido da usinagem e quando já aplicado em campo A classificação dos ligantes pela metodologia é baseada no seu Grau de Desempenho PG Performance Grade A sigla PG é seguida por dois números como PG 6422 sendo o primeiro número indicativo do grau a alta temperatura que é a temperatura mais elevada na qual o ligante possui propriedades físicas adequadas e se for utilizado em um pavimento a temperatura elevada do trecho onde se deseja construílo não deve ultrapassar esse valor O segundo número indica o grau a baixa temperatura sendo a temperatura mais baixa na qual o ligante apresenta propriedades físicas adequadas também devendo ser comparada à do trecho onde se executará o pavimento MARQUES 2004 A seleção de um ligante asfáltico envolve a análise das suas características reológicas físicas e químicas Historicamente o parâmetro mais utilizado para classificar ligantes asfálticos é a sua consistência que pode ser determinada através dos seguintes ensaios penetração ABNTMB107 viscosidade absoluta a 60oC ASTM D2171 viscosidade cinemática a 135oC ASTM D2170 e ponto de amolecimento Método Anel e Bola ABNTMB164 Cimentos Asfálticos de Petróleo CAP Especificação ANP Resolução N 19 de 11 de julho de 2005 e Regulamento Técnico No 32005 11 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Asfaltos Diluídos de Petróleo ADP CR e CM Especificação ANP Resolução N 30 de 9 de outubro de 2007 e Regulamento Técnico N 22007 Emulsões Asfálticas Catiônicas EAC 2241a Seção Ordinária 060988 do Ministério de Minas e Energia Conselho Nacional do Petróleo Resolução 0788 Emulsões para Lama Asfáltica LA 178 Sessão Extraordinária de 200273 do Ministério de Minas e Energia Conselho Nacional do Petróleo Resolução 0173 com a Norma CNP17 e publicadas no DO da União em 080573 Agentes Rejuvenescedores Emulsionados ARE Proposta de Especificação da Comissão de Asfalto do IBP Asfaltos Modificados por polímeros Especificação ANP Resolução N 31 de 9 de outubro de 2007 e Regulamento Técnico No 032007 Cimentos asfálticos de petróleo modificados por borracha moída de Pneus AMB Especificação ANP Resolução N 39 de 24 de dezembro de 2008 Apesar de não existir material similar aos ligantes asfálticos quanto à sua aplicabilidade na construção de pavimentos muitas vezes seu emprego requer o uso de aditivos para melhorar suas propriedades físicas mecânicas e químicas o que acaba alterando as propriedades reológicas do ligante particularmente borracha de pneus moída PETROBRÁS 1996 13 AGREGADOS Todos os revestimentos asfálticos constituemse de associações de ligantes asfálticos de agregados e em alguns casos de produtos complementares Essas associações quando executadas e aplicadas apropriadamente devem originar estruturas duráveis em sua vida de serviço Para que isso ocorra devese conhecer e selecionar as propriedades que os agregados devem conter BERNUCCI et al 2006 pg 45 12 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas De acordo com a norma ABNT NBR 99352005 que determina a terminologia dos agregados o termo agregado é definido como material sem forma ou volume definido geralmente inerte de dimensões e propriedades adequadas para produção de argamassas e de concreto Os agregados podem ser compreendidos como uma mistura de pedregulho areia pedra britada escória ou outros materiais minerais usada em combinação com um ligante para formar um concreto uma argamassa etc BERNUCCI et al 2006 pg 49 O nível de desempenho em serviço de um determinado agregado depende também das propriedades geológicas da rocha de origem São importantes portanto informações sobre o tipo de rocha sua composição mineralógica sua composição química sua granulação seu grau de alteração sua tendência à degradação abrasão ou fratura sob tráfego e o potencial de adesão do ligante asfáltico em sua superfície A variedade de agregados passíveis de utilização em revestimentos asfálticos é muito grande Contudo cada utilização em particular requer agregados com características específicas e isso inviabiliza muitas fontes potenciais DIAS 2005 pg 39 Sendo assim os agregados utilizados em pavimentação podem ser classificados em três grandes grupos segundo sua natureza tamanho e distribuição dos grãos Para a seleção e a caracterização dos agregados empregase tecnologia tradicional pautada principalmente na distribuição granulométrica e na resistência forma e durabilidade dos grãos Para os materiais constituídos essencialmente de agregados graúdos e de agregados miúdos prevalecem as propriedades dessas frações granulares DIAS 2005 pg54 Por um custo mais moderado os agregados utilizados em um concreto podem definir determinadas características nomeadamente retração e resistência Entretanto para que isso ocorra tornase essencial que se utilize de técnicas adequadas além de materiais específicos para o feito E em virtude ao caráter de extrema importância que os agregados revestem na mistura existe a necessidade de realizar ensaios para a sua composição que irão definir granulometria do conteúdo 13 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas No que diz respeito ao local em que os agregados são obtidos encontrase os materiais rochosos de caráter variado consolidado fragmentado e granulado a partir de um processo industrial específico Os agregados podem ser encontrados ainda em rochas sedimentares como é o caso dos arenitos e siltitos e ainda metamórficas quartizitos calcátios e gnaisses Os arenitos são constituídos por grãos de quartzo normalmente em uma matriz argilosa ou siltosa aglomerados por sílica amorfa óxidos de ferro ou carbonatos sendo que os ferruginosos são os menos resistentes Somente os arenitos silicosos se prestam como rocha britada mas a sílica presente pode reagir com os álcalis do cimento Portland ou causar má adesividade a ligantes betuminosos Siltitos são arenitos de grãos extremamente finos formados de silt ou seja depósitos de lama e sedimentos muito finos SERNA REZENDE sd pg 602 Os agregados para concreto também são classificados como artificiais ou naturais Como artificiais entendemse as areias e pedras provenientes do britamento de rochas pois necessitam da atuação do homem para modificar o tamanho dos grãos SERNA REZENDE sd pg 602 Os agregados naturais são compostos por diferentes minerais com composições variáveis Mesmo com agregados de mineralogia uniforme as suas propriedades podem ser alteradas pela oxidação hidratação lixiviação ou intemperismo Entretanto a mineralogia não pode produzir sozinha uma base para predizer o comportamento de um agregado em serviço Exames petrográficos são úteis e o desempenho de agregados similares em obras existentes sob condições ambientais e de carregamento semelhantes ajuda na avaliação dos agregados SERNA REZENDE sd pg 605 Os principais tipos de rochas utilizados como agregados são ANDESITO variedade de diorito vulcânico de granulação fina BASALTO rocha básica de granulação fina usualmente vulcânica CONGLOMERADO rocha constituída de blocos arredondados ligados por cimento natural DIORITO rocha plutônica intermediária constituída de plagioclásio com hornblenda augita ou biotita 14 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas GABRO rocha plutônica básica de granulação grossa constituída de plagioclásio cálcico e piroxênio algumas vezes com olivina Gnaisse Rocha riscada produzida por condição metamórfica intensa GRANITO rocha plutônica ácida constituída principalmente de feldspatos alcalinos e quartzo CALCÁRIO rocha sedimentar constituída principalmente de carbonato de cálcio QUARTZITO rocha metamórfica ou sedimentar constituída quase que totalmente por grãos de quartzo RIOLITO rocha ácida de granulação fina usualmente vulcânica Sienito Rocha plutônica intermediária constituída de feldspatos alcalinos com plagioclásios hornblenda biotita ou augita TRAQUITO variedade de sienito de granulação fina usualmente vulcânico Com relação aos agregados naturais existem as areias extraídas de rios ou barrancos e os seixos rolados pedras do leito dos rios ou seja são aqueles que já se encontram na natureza As areias das praias e dunas não são usadas em geral para o preparo de concreto por causa de sua grande finura e teor de cloreto de sódio A figura 2 mostra como se é dado o processo de obtenção da areia para a indústria da construção civil 15 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Figura 2 Obtenção da areia Fonte Elaborado pela autora 2019 A dispersão geográfica é uma das características naturais dos minerais usados no emprego imediato na construção civil Todavia para que eles sejam economicamente viáveis fatores como a legislação mais ou menos restritiva a inviabilização de reservas e jazidas pelas cidades e por usos do solo impeditivos à mineração o uso e posse de tecnologia de pesquisa e lavra o sistema de transportes e a demanda por minerais para agregados são fundamentais SERNA REZENDE sd pg 606 Os usos das areias e britas estão relacionados ao seu tamanho e granulometria Chegam ao consumidor final misturados ao cimento quando da preparação do concreto ou sem nenhuma mistura aglomerante Entretanto é misturado ao concreto que os maiores volumes de agregados chegam ao consumidor final Uma menor fração da produção é utilizada sem mistura aglomerante em drenos em filtros em ferrovias na forma de lastro na fabricação 16 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas de gabiões de muros de contenção em base e subbase de pisos e estradas e outras aplicações SERNA REZENDE sd pg 608 O quadro 1 apresenta as principais utilizações dos agregados Quadro 1 Principais utilizações dos agregados Materiais Utilização Areia Artificial Assentamento de bloquetes tubulações em geral tanques embolso podendo entrar na composição de concreto e asfalto Areia Natural Assentamento de bloquetes tubulações em geral tanques embolso podendo entrar na composição de concreto e asfalto Pedrisco Confecção de pavimentação asfáltica lajotas bloquetes intertravados lajes jateamento de túneis e acabamentos em geral Brita 1 Intensivamente na fabricação de concreto com inúmeras aplicações como na construção de pontes edificações e grandes lajes Brita 2 Fabricação de concreto que exija maior resistência principalmente em formas pesadas Brita 3 Também denominada pedra de lastro utilizada nas ferrovias Pedra marroado Fabricação de gabiões muros de contenção e bases Rachão Fabricação de gabiões muros de contenção e bases Brita graduada Em base e subbase pisos pátios galpões e estradas Fonte Elaborado pela autora 2019 Segundo a Norma NBR 7211 da Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT os diferentes tipos de brita são classificados de acordo com a sua granulometria ou seja o tamanho dos grãos Assim temos o pó de brita e as britas 0 1 2 3 e 4 veja quadro com as granulometrias Cada um desses tipos tem uma 17 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas função específica na construção civil seja para fabricação de concreto pavimentação construção de edificações ou de grandes obras como ferrovias túneis e barragens Cabe ao engenheiro e aos responsáveis pela obra decidirem que faixas granulométricas utilizar de acordo com as necessidades do projeto e sempre respeitando as normas técnicas FONSENCA sd pg 03 A figura 3 mostra o processo de obtenção da brita PÓ DE PEDRA de 48 mm BRITA 0 OU PEDRISCO produto de dimensões reduzidas em relação à brita 1 brita aplicada em lajes prémoldadas blocos usinas de asfalto e de concreto dimensão de 48 mm a 95 mm BRITA 1 produto mais utilizado pela construção civil muito apropriado para lajes pisos tubulões vigas pilar entre outros dimensão de 95 mm a 19 mm BRITA 2 utilizado em estacionamentos concretos mais grossos e drenos dimensão de 19 mm a 25 mm BRITA 3 conhecida como pedra de lastro pois são constantemente utilizadas em aterramentos e nivelamentos de áreas ferroviárias drenos e reforço de pistas Dimensão de 25 mm a 50 mm BRITA 4 de 50 mm a 76 mm 18 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Figura 3 Obtenção da brita Fonte Elaborado pela autora 2019 Os agregados reciclados são material granular obtido através de processos de reciclagem de rejeitos ou subprodutos da produção industrial mineração construção ou demolição da construção civil incluindo agregados recuperados de concreto fresco por lavagem para uso como agregado DIAS 2005 pg40 Segundo Cabral 2007 quando se compara os agregados reciclados com de origem natural observase que a sua trabalhabilidade é afetada chegando a apresentar resultados menores o que pode ser explicado pelo fato de que os agregados reciclados são considerados mais secos que os normais ocasionando uma maior absorção de água do que o normal fazendo com que o resultado final apresente um material com uma mistura mais seca pelo fato dos agregados retirarem a água do processo que seria usado no cimento o que provoca uma menor trabalhabilidade do conjunto O mesmo autor destaca que um dos fatores que podem explicar essas características apresentadas nos materiais com agregado 19 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas reciclado é o fato da britagem do processo que pode causar uma formação de agregados com extremidades angulares fator que não é característico em materiais naturais que são arredondados e com uma superfície lisa Quando se cita a abrasão dos materiais dizse a respeito ao que podemos falar sendo a capacidade do agregado em se fragmentar quando ele é colocado em contato com outro material CARRIJO 2005 Leite 2001 considera que os agregados reciclados apresentam uma resistência ao contato e impacto menor gerando um maior desgaste por abrasão quando comparado aos naturais Os ensaios de abrasão para que chegue à sua determinação utilizase através da metodologia mais usual que é através do ensaio americano Los Angeles que no mesmo ensaio pode combinar tanto abrasão como também atrito pois a análise mostra boa eficiência com os resultados relacionados ao desgaste real dos agregados além de apresentar dados como a resistência à compressão e a resistência à flexão do concreto confeccionado com agregado proveniente de resíduos da construção civil em sua composição podendo citar resultados em que a perda do agregado reciclado pela abrasão foi maior em uma diferença de 3 vezes quando equiparado com agregados naturais sendo que os resultados independiam da granulometria dos materiais TENORIO 2007 pg45 Quando o agregado reciclado é proveniente de resíduos da construção civil podemos classificálo em dois grupos Agregado reciclado de concreto ARC obtido por reciclagem de concreto fresco ou endurecido constituído na sua fração graúda 475mm de no mínimo 90 em massa de fragmentos à base de cimento Portland ou de material pétreo que atendam à norma NBR 15116 Agregado reciclado misto ARM obtido de acordo com o item de agregado reciclado de concreto ARC constituído na sua fração graúda 475mm por menos de 90 em massa de fragmentos à base de cimento Portland ou de material pétreo que atendam à norma NBR 15116 Tanto no Brasil como em outros países a maior parte do mercado de agregados é voltada para o emprego em concretos e em argamassas No Brasil a reciclagem de toda a fração mineral dos resíduos de construção e demolição RCD 20 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas como agregado ocuparia apenas cerca de 20 do mercado de produtos à base de cimento ANGULO 2005 Já é sabido que o emprego dos agregados de RCD reciclados em concreto é viável no entanto as normas para uso de agregados de RCD reciclados em concretos não são facilmente aplicáveis nas usinas de reciclagem devido a a heterogeneidade da composição do RCD e variabilidade das propriedades dos agregados reciclados b falta de controle das operações de processamento c quantificação de fases no material por análise visual que é subjetiva não garantindo homogeneidade do produto final e não apresentando uma relação clara com o desempenho dos concretos ANGULO 2005 21 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas CAPÍTULO 2 GEOTECNIA DOS SOLOS TROPICAIS 21 GEOTECNIA Para iniciar a aprendizagem sobre a presente temática é preciso compreender o conceito e abrangência da geotecnia e seus estudos Dessa forma destacase que a Geotecnia é a aplicação de métodos científicos e princípios de engenharia para a aquisição interpretação e uso do conhecimento dos materiais da crosta terrestre e materiais terrestres para a solução de problemas de engenharia É a ciência aplicada de prever o comportamento da Terra e seus diversos materiais no sentido de tornar a Terra mais habitável para as atividades humanas A geotecnia abrange as áreas de mecânica dos solos e mecânica das rochas e muitos dos aspectos de engenharia da geologia geofísica hidrologia e ciências afins Geotecnia é praticada tanto por geólogos de engenharia e engenheiros geotécnicos DIAS 2005 pg 56 Independentemente da atuação do geotécnico ele certamente irá precisar de ensaios que em sua maioria são realizados em laboratórios certificados O geotécnico também deve ser capaz de sugerir os tipos de ensaios mais adequados a serem realizados em cada situação além de fazer a correta interpretação dos dados AZEVEDO 2020 Dessa maneira podemos dividir a Geotecnia em duas áreas nomeadamente GEOTECNIA BÁSICA que compreende o estudo da Geologia Mecânica dos Solos e Mecânica das Rochas GEOTECNIA APLICADA que envolvem estudos relacionados a Estabilidades de Taludes na Mineração estabilidade de taludes em rodovias barragens engenharia ambiental túneis fundações entre outros diversos assuntos Na engenharia civil o solo é o suporte das obras além de ser utilizado em aterros compactados para os mais diversos fins É considerado um material heterogêneo com propriedades variáveis Além disso é nãolinear ou seja suas reações às tensões principalmente à compressão não são variáveis podendo afetar enormemente seu comportamento e anisotrópico suas propriedades e materiais que o compõem não são iguais SERNA REZENDE sd pg 608 22 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas A geotecnia e todas as suas vertentes têm ganhado cada vez mais destaque na 1 Prevenção de desabamentos 2 Prevenção de desmoronamentos 3 Prevenção de deslizamentos 4 Preservação dos lençóis freáticos 5 Gerenciamento do problema do lixo 6 Conter a ocupação de encostas 22 CLASSIFICAÇÃO DOS SOLOS Os solos resultam do intemperismo por desagregação e alteração das rochas A intensidade dos processos intempéricos está diretamente associada com os seguintes fatores material de origem rocha relevo clima organismos vivos e tempo Em projetos de estradas que se caracterizam por apresentar grandes extensões no sentido longitudinal os solos encontrados nos subleitos dessas vias devido às suas peculiaridades físicoquímicas e mineralógicas apresentam em geral comportamentos geotécnicos bastante diferenciados SILVA et al 2010 pg 7 Os solos tropicais ocorrem em locais que apresentam características climáticas tropicais e úmidas Normalmente países onde ocorre este tipo de solo estão localizados na faixa intertropical mas vale a pena ressaltar que isto não representa uma regra pois o solo tropical deverá possuir propriedades peculiares relativamente aos solos não tropicais devido a atuação de processos geológicos eou pedológicos típicos das regiões tropicais úmidas SANTOS PARREIRA 2015 sd Classificar um solo e enquadrálo dentro de um grupo com características semelhantes é uma das etapas preliminares e essenciais para obtenção do perfil do subsolo e escolha de amostras apropriadas nos projetos de obras de engenharia para adotar um tipo de solo ou fazer um projeto com base nele Do ponto de vista da engenharia um sistema de classificação pode ser baseado no potencial de determinado solo para uso em camadas de um pavimento fundações ou como outro material de construção Devido à natureza extremamente variável do solo é inevitável que em qualquer classificação ocorram casos em que 23 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas é difícil se enquadrar o solo em uma única categoria ou seja sempre vão existir situações em que determinado solo poderá ser classificado como pertencente a dois ou mais grupos Do mesmo modo o mesmo solo pode ser inserido em grupos que pareçam radicalmente diferentes em diversos sistemas de classificação SILVA et al 2010 pg 215 Tanto no Brasil quanto no estrangeiro atualmente utilizamse quase que exclusivamente para classificação dos solos procedimentos baseados nas suas características plásticas e na granulometria O uso dessas classificações na maioria das vezes não condiz com o comportamento real de solos tropicais Diversos profissionais de engenharia têm se dedicado ao estudo sobre os sistemas de classificação de solos mais adequados para a classificação de solos tropicais de clima tropical quente e úmido SILVA et al 2010 pg 215 As características de um solo são determinadas em função do clima topografia fauna e tempo Regiões de clima tropical têm como características predominantes as altas temperaturas altos índices pluviométricos ausência de congelamento do subsolo lixiviação etc O autor ressalta que não existe uma terminologia consagrada para a definição do que são solos tropicais Desse modo vários estudos e bibliografias nacionais e internacionais são encontrados a fim de que se possa definir o que são solos tropicais Essas acepções geram confusões no âmbito técnicocientífico já que termos iguais podem ser usados para definir materiais diferentes SILVA et al 2010 pg 215 Na engenharia a identificação das propriedades do solo é de extrema importância considerandose que qualquer estrutura a ser construída descarregará suas cargas sobre ele Grande parte do solo brasileiro tem características tropicais e isso faz com que seu estudo seja de extrema importância pois esse tipo de solo apresenta um comportamento diferenciado dos solos de regiões de clima temperado podendo então apresentar algumas divergências nos resultados obtidos de acordo com os sistemas de classificações geotécnicas tradicionais como o USCS e HRB Assim foi desenvolvida a metodologia MCT com a finalidade de classificar mais fielmente a gênese de solos finos tipicamente tropicais COELHO ESPINDOLA 2014 pg 59 24 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Essa metodologia teve origem com Nogami e Villibor em 1981 e apresenta suas principais aplicações práticas em rodovias e em pavimentação No entanto pode ser utilizada também em obras de terra em geral e mapeamento geotécnico envolvendo solos tropicais COELHO ESPINDOLA 2014 pg 69 A classificação dos solos com uso da Metodologia MCT foi desenvolvida especialmente para o estudo de solos tropicais e baseada em propriedades mecânicas e hídricas obtidas de corpos de prova compactados de dimensões reduzidas Essa classificação não utiliza a granulometria o limite de liquidez e o índice de plasticidade como acontece no caso das classificações geotécnicas tradicionais Separa os solos tropicais em duas grandes classes os de comportamento laterítico e os de comportamento não laterítico PUFAL et al sd A MCT possui uma classificação específica para solos nomeadamente solos lateríticos e saprolíticos Que respectivamente podem ser divididos em grupos onde no caso do primeiro seria LA areia laterítica quartzosa LA solo arenoso laterítico LG solo argiloso laterítico e no caso do segundo seria NA areias siltes e misturas de areias e siltes com predominância de grão de quartzo eou mica não laterítico NA misturas de areias quartzosas com finos de comportamento não laterítico solos arenosos NS solo siltoso não laterítico NG solo argiloso não laterítico Os solos lateríticos apresentam perda de capacidade de suporte MiniCBR relativamente pequena quando comparados à correspondente perda verificada nos solos saprolíticos em imersão Apresentam ainda uma pequena expansão fato que se verifica mesmo para variedades com limite de liquidez relativamente elevada Pelo contrário os solos saprolíticos podem ter elevada expansão mesmo que tenham valores relativamente baixos de limite de liquidez e índice de plasticidade Observase ainda que os solos lateríticos que possuem índices de plasticidade próximos aos dos saprolíticos apresentam frequentemente contrações elevadas apesar de apresentarem expansões e permeabilidade relativamente baixas Por fim no caso de solos lateríticos a fração que passa na peneira de 0075 mm é predominantemente argilosa enquanto nos solos saprolíticos pode ser argilosa ou siltosa PUFAL et al sd 25 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Em relação às propriedades mecânicas dos solos tropicais cabe destacálas no seu estado natural e em seu estado compactado Para as obras de pavimentação interessa sobretudo as propriedades após a compactação Um solo que apresenta comportamento laterítico adquire quando compactado em condições ideais alta capacidade de suporte e baixa perda dessa capacidade quando imerso em água SANTOS PARREIRA 2015 sd Quanto à sua distribuição geográfica os solos lateríticos estão situados geralmente na faixa do planeta denominada intertropical em regiões com condições climáticas favoráveis ao intemperismo intenso e rápido com altas temperaturas ambiente úmido com chuvas abundantes e percolação dágua BERNUCCI 1995 pg50 Estimase que os solos lateríticos ocupem cerca de 81 da superfície dos continentes No Brasil os solos lateríticos encontramse distribuídos em quase todo território SANTOS PARREIRA 2015 sd Os grupos classificados como solo arenoso de comportamento não laterítico NA e solo arenoso de comportamento laterítico LA possuem poucas diferenças entre suas propriedades expansão contração e permeabilidade no entanto o mesmo fato não pode ser verificado para solos argilosos e arenosos A utilização dos métodos convencionais de classificação de solos como HRB e outros não permitem distinguir os solos saprolíticos dos solos lateríticos A classificação MCT distingue de maneira nítida os solos desses dois grupos tanto do ponto de vista genético como tecnológico SANTOS PARREIRA 2015 sd De acordo com Miguel e Rodrigues 2017 o ensaio de compactação Mini MCV indica o abatimento dos corpos de prova para cada umidade relacionado com determinado número de golpes a partir do ensaio laboratorial temos as curvas de compactação dos solos e com isso é possível calcular os índices c coeficiente angular da curva de deformabilidade d inclinação do ramo seco da curva correspondente a 12 golpes Pi indicação qualitativa de resistência à erosão hídrica e também o coeficiente e que é calculado a partir dos outros índices já correlacionados na expressão 26 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Para analisar a influência das principais variáveis foram estudados os índices físicos propostos pela metodologia MCT O coeficiente c é o parâmetro que pode ser relacionado com a textura do solo Um valor de c acima de 15 caracteriza as argilas e os solos argilosos enquanto valores abaixo de 10 caracterizam as areias e siltes não plásticos ou pouco coesivos valores entre os primeiros apresentados caracterizam solos de vários tipos granulométricos compreendendo areias siltosas areias argilosas areias arenosas argilas siltosas e outros Valores de d maiores que 20 indicam solos com comportamentos lateríticos já valores de d menores que 10 indicam solos saprolíticos siltes areias etc MIGUEL RODRIGUES 2017 No intuito de completar o aspecto laterítico do solo que foi especificado pelo coeficiente d observase a classificação MCT e ainda o coeficiente Pi que para além de caracterizar o solo passa a indicar os aspectos que demonstram a resistência à erosão hídrica Com a redução da massa os corpos ficam durante 20 horas completamente mergulhados em água e durante esse período poderá ocorrer o desprendimento das partículas do solo E só a partir desse momento é que se torna possível transportar para a estufa com o intuito de determinar a massa seca NOGAMI e VILLIBOR 1980 na apresentação de uma nova sistemática de classificação MCT têm excelentes considerações sobre as limitações dos métodos utilizados nas classificações tradicionais Abaixo estão resumidas algumas observações Há uma grande dispersão na determinação dos limites de consistência a fração areia realmente confere propriedades desejáveis para subleitos e subbases desde que seja constituída predominantemente por quartzo Areias micáceas ou arcoseanas feldspáticas em altas porcentagens conferem características inferiores do ponto de vista de suporte resiliência e expansão 27 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas não apenas a quantidade de material passante na 200 é importante a natureza desta fração tem alto significado a ação do defloculante e o uso de uma dispersão severa na granulometria por sedimentação podem levar a curvas granulométricas que não correspondem ao comportamento do material na classificação HRB é frequente a inversão hierárquica da capacidade de suporte e expansão na sequência A4 AS A6 A7 e dentro do grupo A7 entre os subgrupos A7S e A76 NOGAMI e VILLIBOR 1982 no ensaio de granulometria por peneiramento cabe ressaltar a heterogeneidade de desempenho dos dispersores disponíveis no mercado e a grande influência do tipo e concentração do defloculante utilizado A grande deficiência na granulometria é a falta de detalhamento da fração compreendida entre as peneiras de aberturas 042 e 007Smm Segundo os autores pode haver diferenças significativas de comportamento sob o ponto de vista das operações construtivas de acordo com a maior ou menor porcentagem passante na peneira de 0150 100 nos solos arenosos finos a faixa de variação dos índices físicos é bastante estreita 20 a 30 do limite de liquidez e 5 a 10 no índice de plasticidade Além disto os valores se aproximam do limite de exequibilidade dos ensaios Nestas condições variações consideráveis podem ser constatadas podendo haver uma tendência a exagerar a frequência de solos com índice de plasticidade inferior a 5 ou NP ou por outro lado a elevação do índice de plasticidade devido à destruição da estrutura do solo durante a execução do ensaio as grandes discordâncias entre resultados obtidos por laboratoristas diferentes para que a amostragem remeta a problemas práticos tais como a rejeição na fase de construção de jazidas selecionadas na fase do projeto Os solos saprolíticos são aqueles que decorrem da decomposição eou desagregação da rocha matriz em função de eventos da natureza nomeadamente chuvas insolação geadas contudo mesmo com os efeitos oriundos dos eventos da 28 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas natureza observase que a estrutura da rocha que dá origem ao solo se mantém nítida Por isso os solos em estudo são caracterizados como residuais pois as partículas que compõem permanecem no mesmo lugar entretanto são mais heterogêneos e complexos visto ser identificada a presença de determinados minerais em estado de decomposição A figura abaixo apresenta um fluxograma de ensaios e dados da classificação MCT Figura 4 Fluxograma de ensaios e dados da classificação MCT Fonte Villibor e Alves 2015 23 GRANULOMETRIA O processo de granulometria do solo é um estudo que analisa a maneira como os grãos de um solo são distribuídos a partir de suas dimensões e pode ser compreendida também como a forma que determina as dimensões dos elementos que compõem o agregado assim como as porcentagens de ocorrência As propriedades das argamassas e concretos sofrem forte influência da composição granulométrica Sendo assim tornase importante conhecer a 29 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas distribuição granulométrica do agregado e ainda representálo através de uma curva pois torna possível determinar suas características físicas Classicamente a granulometria dos sedimentos muito grosseiros cascalhos seixos balastros etc é efetuada medindo ou pesando individualmente cada um dos elementos e contandoos Contudo para sedimentos menos grosseiros cascalhos finos areias tal forma de mensuração não é prática sendo nas areias muito difícil e extremamente morosa e praticamente impossível nos siltes e argilas Para estes sedimentos a análise clássica recorre à separação mecânica em classes dimensionais e à determinação do seu peso No que se refere aos sedimentos lutíticos siltes e argilas a forma de determinar a distribuição granulométrica de forma compatível com as das outras classes texturais é ainda mais difícil e problemática DIAS 2004 pg 10 Para a determinação do estudo da granulometria dos solos é possível identificar dois tipos de ensaio nomeadamente o peneiramento que pode ser grosso o fino e ainda a sedimentação em água destilada Nesse sentido o primeiro método que pode ocorrer na modalidade grossa ou fina tem por objetivo separar as partículas até a dimensão de 0074mm e no método da sedimentação em água destilada a separação das partículas ocorre em uma dimensão menor do que 0074mm A massa total da amostra O peneiramento é um dos métodos mais antigos na área de processamento mineral e até hoje é usado com aplicação comprovada numa variedade de indústrias e nas mais diferentes áreas Na área mineral o peneiramento pode ser utilizado na separação por tamanho no desaguamento na deslamagem na concentração e em muitas outras combinações dessas aplicações SAMPAIO SILVA sd pg 60 O processo de peneiramento fino pode ser usado tanto a seco quanto a úmido todavia o peneiramento de material fino em laboratório é feito a úmido e a alimentação do minério é feita segundo uma polpa minério e água As partículas 30 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas menores transportadas pelo fluído passam pelas aberturas da tela No caso das operações contínuas tanto piloto como industrial a separação se completa em um comprimento relativamente curto da tela da peneira As operações contínuas só são possíveis com a fração grossa Quando o líquido não mais existe na tela esta atua como um transportador vibratório no percurso até que nova adição de água seja efetuada para facilitar a remoção de partículas finas ainda remanescentes CARISSO 2004 No peneiramento a seco as partículas rolam sobre a superfície da tela e são expostas às aberturas delas por várias vezes numa verdadeira disputa probabilística na tentativa de encontrar a abertura da tela Para assegurar a eficiência do peneiramento o processo a seco utiliza peneiras cujas telas são mais longas que aquelas usadas no processo a úmido Por essa e outras razões as peneiras usadas no peneiramento fino a seco são dimensionadas com base em unidade de alimentação por área unitária thm2 enquanto no processo a úmido considerase thm CARISSO 2004 As tamises são padronizadas de acordo com séries que podem ser BS British Standard IMM Institute of Mining and Metalurgy USA Série Tyler Americana Os vãos das malhas das tamises são definidos de acordo com as séries supracitadas e são quadradas e identificadas pela unidade meshin Por exemplo Tamise de 200 meshin referese a uma peneira com malha de 200 mesh ou seja 200 aberturas na malha por polegada linear DIAS 2004 pg80 No caso do Brasil as tamises são definidas com mais frequência pela série Tyler constituída por 14 peneiras onde a maior malha é de 3mesh e maior é de 200 mesh Assim foi criada uma série de peneiras Tabela 1 conhecida também como série Tyler 2 além de outra complementar chamada série Tyler 2 Kelly e Spottiswwod 1982 Para se construir a série Tyler 2 basta tomar como referência a peneira peneira referência com abertura de 0074 mm 200 malhas e multiplicar esse valor por 2 O produto obtido corresponde à abertura da peneira imediatamente 31 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas superior àquela da peneira referência isto é 0104 mm 150 malhas SAMPAIO SILVA sd pg 62 De modo análogo para determinar o valor da abertura da peneira imediatamente inferior àquela da peneira referência dividese o valor 0074 mm abertura da peneira referência por 2 e assim sucessivamente fatores que influenciam a eficiência do peneiramento segundo Sampaio e Silva sd pg40 observa que RELAÇÃO ENTRE O DIÂMETRO DA PARTÍCULA E A ABERTURA DA TELA As partículas com diâmetros superiores a uma vez e meia a abertura da tela não influenciam no resultado do peneiramento bem como aquelas inferiores à metade da abertura da tela As partículas compreendidas entre esta faixa NEARSIZE é que constituem a classe crítica de peneiramento e influem fortemente na eficiência e na capacidade das peneiras CONDIÇÕES OPERACIONAIS dimensionamento da peneira tipo de movimentação da peneira inclinação amplitude frequência aceleração tipo de tela forma de alimentação peneiramento a seco ou via úmida características mineralógicas do produto alimentado Dessa maneira pelo conjunto uma peneira deve exercer três ações independentes e distintas sobre a população alimentada Chaves 2003 1 Transportar as partículas de uma extremidade a outra do deck 2 Estratificar o leito de modo que as partículas maiores fiquem por cima e as menores por baixo 3 O peneiramento propriamente dito Além disso para o comportamento individual de cada partícula temse Fuerstenau etal 2003 1 O material retido no meio peneirante com diâmetro superior a 15 vezes a abertura chamase oversize 2 O material passante no meio peneirante com diâmetro inferior a abertura chamasse undersize 3 O material muito próximo da abertura com variação de 05 a 15 o tamanho da abertura necessário para a passagem do minério chamase nearsize A porcentagem de material que passa em cada peneira no peneiramento grosso é dada por 32 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas ONDE Mi massa do material retido acumulado em cada peneira Na peneira fina a porcentagem de material que passa em cada peneira é dada por ONDE Mi massa do material retido acumulado em cada peneira Mh massa do material úmido submetido à sedimentação em g N porcentagem de material que passa na peneira 20mm No caso do processo de sedimentação observase uma situação em que há separação de fases em decorrência da influência da gravidade no momento em que a concentração dos elementos observados na mistura é superior a 405 vv Observa se portanto que o processo de precipitação do material através do uso da sedimentação é bastante célere E ainda no que tange ao processo de sedimentação existe a ocorrência em sistema líquido mais sólido e gás mais sólido Convém observar que a sedimentação pode ocorrer ainda em situações que o sistema é heterogêneo No processo de sedimentação existe um momento de repouso e posteriormente o material passa a se depositar na parte inferior através da ação da gravidade Com o uso da sedimentação observase a ocorrência da distribuição granulométrica em lugares em que não existe a possibilidade de identificação de malhas de peneiras que são capazes de definir a distribuição do tamanho do grão O processo de sedimentação é fundamentado na Lei de Stokes e possibilita uma interrelação entre o diâmetro equivalente das partículas com a velocidade em que ocorre a sedimentação delas A porcentagem de material em suspensão na sedimentação é dada por 33 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas ONDE Qs porcentagem do solo em suspensão no instante da leitura do densímetro N porcentagem de material que passa na peneira 20mm massa específica massa específica do meio dispersor em gcm³ considerar como 1000gcm³ V volume da suspensão em cm³ considerar como 1000cm³ massa específica da água em gcm³ considerar como 1000gcm³ L leitura do densímetro na suspensão Ldisp leitura do densímetro no meio dispersor na mesma temperatura da suspensão considerar como 100 Mh massa do material úmido submetido à sedimentação em g h umidade higroscópica do material passado na peneira 20mm em O diâmetro das partículas de solo em suspensão é dado por ONDE d diâmetro máximo das partículas em mm coeficiente de viscosidade do meio dispersor à temperatura de ensaio em gscm² considerar como 10 29 10 a altura de queda das partículas correspondente à leitura do densímetro em cm consultar gráfico no anexo t tempo de sedimentação em s 34 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas CAPÍTULO 3 MECÂNICA DOS PAVIMENTOS 31 PERMEABILIDADE Os problemas relacionados às inundações e enchentes não são novidade e afetam historicamente diversas regiões Podem ocorrer pela ocupação indevida de várzeas ou pelos efeitos colaterais das grandes cidades como a impermeabilização do solo Silva et al 2017 pg 4 Canholi 2005 p 21 enfatiza que Historicamente os engenheiros responsáveis pela drenagem urbana tentaram solucionar o problema da perda do armazenamento natural provocando o aumento da velocidade dos escoamentos com obras de canalização No entanto como o mesmo autor conclui isso apenas transfere o problema à jusante já que a redução do tempo de concentração aumenta o pico da vazão O solo naturalmente age como retardador das precipitações fazendo com que o volume gerado seja levado gradativamente até os rios ou componha parte dos lençóis freáticos A impermeabilização de grande parte das cidades inviabiliza a sua capacidade de diminuir o pico de cheias por meio desse efeito retardador sendo necessários outros sistemas e obras como os piscinões e as galerias que passam a atender a este propósito Silva et al 2017 pg 5 Quando o solo é mais granular como é o caso dos solos arenosos existe uma maior permeabilidade e possibilita a água de maneira mais fácil escoar com uma maior facilidade em virtude da porosidade De maneira distinta ocorre em solo argiloso pois em virtude da falta de espaço entre os grãos e a consequente baixa permeabilidade a água não consegue escoar com facilidade Em Mecânica dos Solos a permeabilidade é a propriedade que representa uma maior ou menor dificuldade com que a percolação da água ocorre através dos poros do solo Nos materiais granulares não coesivos como as areias por exemplo há uma grande porosidade o que facilita o fluxo de água através do solo enquanto que nos materiais finos e coesivo como as argilas ocorre o inverso o que torna este tipo de material ideal para barragens por apresentar baixa permeabilidade Silva et al 2017 pg 5 35 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas O coeficiente de permeabilidade do solo é representado pelo coeficiente K que pode ser obtido em laboratório através de dois tipos de ensaios Para materiais granulares de alta permeabilidade é utilizado do ensaio de permeabilidade de carga constante e para os materiais de baixa permeabilidade é realizado o ensaio de carga variável Sendo assim tornase importante que em cada construção reserve se no lote que está havendo a edificação de uma área permeável com o objetivo único de melhorar o processo de absorção da água pelo solo Existe também a pavimentação permeável seja a cobograma bloco de concreto vazado que permite que a água entre pelos vazios as placas drenantes que são sólidas com capacidade de absorção de chuva e o asfalto drenante que além de colaborar com a permeabilidade urbana reduz o risco de acidentes por aquaplanagem pois evita a formação de poças de água na pista DIAS 204 pg98 Exemplificando temos as figuras 5 6 e 7 com imagens do cobograma das placas drenantes e uma imagem que demonstra o sistema do asfalto drenante respectivamente abaixo Vejamos Figura 5 Cobograma Fonte Leroy Merlin 2019 36 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Figura 6 Placas drenantes Fonte Catálogo de Arquitetura 2019 Figura 7 Sistema do asfalto permeável Fonte INOVACIVIL 2019 Uma forma de contenção das chuvas em locais afetados por inundações é a construção de cavas ou de campos esportivos rebaixados do nível da rua para funcionar como uma piscina de contenção emergencial Os revestimentos permeáveis consistem na última camada a ser executada na estrutura permeável No caso de estruturas de concreto é composta por concreto permeável ou blocos de concreto Essa camada deve resistir às cargas 37 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas estabelecidas pelos diversos usos juntamente absorver pequeno reservatório e permitir a percolação da água reduzindo o escoamento da superfície sem causar dano para as demais camadas da estrutura permeável As espessuras do pavimento variam de 60 mm a 100 mm dependendo a solicitação e devem responder aos índices de permeabilidade estipulados em norma Conforme o manual CRIA 1996 apud ACIOLI 2005 as estruturas de infiltração possuem certas vantagens em relação aos demais sistemas a o pavimento faz com que o volume total precipitado que entraria na rede de drenagem seja consideravelmente reduzido assim evitando os riscos de inundações nos sistemas a jusante b os sistemas de infiltração podem ser utilizados em áreas que não possuem rede de drenagem que absorva o escoamento pois o sistema permite a água percole e se infiltre no solo c quando este sistema é utilizado está sendo controlado o escoamento da superfície na fonte assim reduzindo impactos hidrológicos da urbanização d como a maior parte do escoamento não é direcionado a rede de drenagem não ocorre a sobrecarga da rede assim evitando gastos com a sua ampliação e a água percola pelo pavimento e infiltra no solo assim aumentando a recarga do aquífero porém devese observar a qualidade da água ecoada para não comprometer a qualidade da água subterrânea f normalmente possui construção e sistema de infiltração simples e ligeiro g no geral os custos em toda a vida útil podem ser inferiores que outros sistemas de drenagem e um retorno muito maior para a população ou o morador que adquire uma estrutura permeável A água livre nos pavimentos de concreto asfáltico contribui para o fissuramento por retração para a oxidação e perda de flexibilidade que poderão levar ao trincamento e à deterioração geral dos revestimentos e bases estabilizadas Quando as condições ambientais variam de estação para estação a cada ano podese esperar que os índices de produção de danos aos pavimentos sigam uma tendência 38 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas cíclica com maiores danos e perdas de serventia ocorrendo mais durante os períodos úmidos que nos secos Para assegurar a redução permanente da aquaplanagem em pavimentos porosos sobre bases de graduação aberta a permeabilidade da camada de rolamento deverá ser mantida em um nível adequado Se permitir que materiais estranhos tais como areia ou silte arrastados pelos ventos lama trazida pelas águas acumulemse e se penetrem no pavimento ou base de graduação aberta as permeabilidades poderão ser muito reduzidas A engenharia de infraestrutura de transportes pouco pode fazer sobre as características dos usuários ou sobre as condições climáticas Já com relação às características da via muito se pode fazer para a construção de rodovias que permitam a circulação mais segura de veículos principalmente nos dias de chuva por exemplo adotandose revestimentos que permitam maior aderência aos pneus As soluções para eliminar ou minimizar a película de água na superfície dos pavimentos podem ser por exemplo a imposição de declividades horizontal e longitudinal no projeto geométrico A resultante dessas declividades permite o escoamento da água com velocidade e vazão adequadas para um sistema de coleta de descarga Contudo nem sempre é possível impor essa declividade na medida desejada seja por dificuldades de adequação de greide por interferências de outras estruturas presentes na estrada ou por quaisquer outros motivos As normas americanas dizem que quando o solo é propício em 72 horas a água armazenada é absorvida e lançada no aquífero Se o subsolo é compacto e impermeável argiloso por exemplo no entanto a água que fica na base e na sub base não consegue ir rapidamente para o lençol freático e fica acumulada no reservatório granular Nesse caso as camadas de pedra da estrutura podem encher e transbordar pela superfície voltando para cima do concreto poroso DIAS 2004 pg 85 Dessa maneira convém observar que realizar o cálculo da espessura do projeto a partir de algumas perspectivas se faz necessário quais sejam resistência do concreto e o volume de água a partir da quantidade de chuva observar o cálculo hidrológico No caso do município do São Paulo a microdrenagem está baseada 39 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas em períodos de uma década dez anos E como consequência a construção fica dentro da margem e segurança desejada 32 MISTURAS SOLOAGREGADOS As misturas de solos finos com agregados por sua vez são empregadas em geral em substituição a camadas de britas graduadas com vantagens econômicas BALBO 2007 A classificação do solo pelo método MCT as misturas solo agregado devem contemplar solos preferencialmente LA Solo laterítico arenoso porém também apresentando resultados satisfatórios para solos LG Solo laterítico argiloso e LA Areia laterítica Villibor e Nogami 1984 propuseram o primeiro critério para escolha de mistura descontínua de solo laterítico brita para bases de pavimentos inédito por utilizar a sistemática MCT abandonando o critério tradicional de estudo para bases estabilizadas granulometricamente Citam algumas peculiaridades das bases de Solo Laterítico Agregado Descontínuo SLAD são elas O material pode ser compactado com equipamentos pesados produzindo base com alta densidade e sem danificar seus grãos maiores pois os agregados achamse disseminados na massa do solo laterítico A misturação de solo laterítico e agregado é fácil e simples podendo ser executada com grade de disco pá carregadeira ou outros equipamentos No processo de misturação não há necessidade de a mistura estar totalmente homogênea pelo fato da desuniformidade do material não alterar a qualidade da base que já é descontínua Quando a mistura é com solo LA e LG apresenta baixíssima permeabilidade o que é extremamente vantajoso Os materiais mais usados na pavimentação são brita graduada simples brita ou bica corrida macadame hidráulico macadame seco misturas estabilizadas granulometricamente mistura soloagregado solo natural e solo melhorado com cimento ou cal Existem ainda outros materiais que vêm sendo usados frequentemente na pavimentação em decorrência da reciclagem e reutilização como escória de altoforno agregado reciclado de resíduo sólido da construção civil 40 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas rejeitos da extração de rochas ornamentais e mistura asfáltica fresada BERNUCCI et al 2007 As misturas soloagregado são misturas naturais ou preparados de britas pedregulhos e areias que contenham silte e argila Os solos agregados são subdivididos em três tipos dependendo da proporção relativa entre a parte graúda e a parte fina Segundo Yoder e Witczak 1975 essas subdivisões são classificadas como solo agregados sem finos solo agregado com fino e solo agregados com muito fino Bernucci et al 2007 dizem que se têm empregado com mais frequência as misturas de solo agregado com fino e solo agregado com muito fino chamadas de solobrita e soloareia respectivamente Por fim definese base e subbase de mistura solobrita como camadas constituídas de mistura artificial em usina de solo com agregado pétreo britado que apresentam grande estabilidade e durabilidade para resistir a cargas do tráfego e ação de agentes climáticos quando adequadamente compactadas Os solos são provenientes de ocorrência de materiais de área de empréstimo e jazidas De acordo com a norma ABNT NBR 99352005 agregados terminologia o termo agregado é definido como material sem forma ou volume definido geralmente inerte de dimensões e propriedades adequadas para produção de argamassas e de concreto Bernucci et al 2007 pg 68 Quando se tem conhecimento da propriedade do agregado e da sua interação com outras associações como cimento e água por exemplo o engenheiro é capaz de fazer uma escolha apropriada para a sua seleção e seu uso no campo Se bem escolhidas e executadas será possível criar uma estrutura civil com uma boa durabilidade e desempenho 33 MISTURAS SOLOCIMENTO Podese dizer que o solocimento é uma mistura utilizada para a construção de vários seguimentos da construção civil sendo composta basicamente de terra crua cimento e água Nesse contexto O solocimento é o material resultante da mistura homogênea compactada e curada de solo cimento e água em proporções adequadas O produto resultante deste processo é um material com boa resistência à compressão 41 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas bom índice de impermeabilidade baixo índice de retração volumétrica e boa durabilidade O solo é o componente mais utilizado para a obtenção do solocimento O cimento entra em uma quantidade que varia de 5 a 10 do peso do solo o suficiente para estabilizálo e conferir as propriedades de resistência desejadas para o composto ABCP 2009 Praticamente qualquer tipo de solo pode ser utilizado entretanto os solos mais apropriados são os que possuem teor de areia entre 45 e 50 Somente os solos que contêm matéria orgânica em sua composição solo de cor preta não podem ser utilizados O solo a ser utilizado na mistura pode ser extraído do próprio local da obra ABCP 2009 O solocimento vem se consagrando como tecnologia alternativa por oferecer o principal componente da mistura o solo em abundância na natureza e geralmente disponível no local da obra ou próxima a ela FILHO sd sp De maneira bastante simples encontrase a composição do solocimento e por isso existe o risco de se contratar mão de obra desqualificada E para além da mão de obra observase um aperfeiçoamento das condições de conforto quando comparado com às construções de alvenaria de tijolo cerâmico já que não oferece a possibilidade de proliferação de insetos Por isso podese afirmar que é um material de boa resistência e perfeita impermeabilidade resistindo ao desgaste do tempo e à umidade facilitando a sua conservação No que tange ao uso do chapisco reboco e emboço existe a possibilidade de não utilizar já que o acabamento liso nas paredes monolíticas é realizado de maneira adequada e gera consequentemente uma perfeição no posicionamento das paredes e ainda da permeabilidade do material A composição do solocimento mais adequada é a partir da mistura do solo arenoso com 7080 de areia 3020 de solo argiloso ou 3020 deste solo misturado em 70 de areia e qualquer uma das misturas de 12 a 15 de cimento ABCP 2009 Já no caso do preparo do solocimento a mistura é semelhante a que se faz outras argamassas A homogeneização é feita com peneira de malha ABNT de 48 mm do solo eou da areia e do cimento para tirar impurezas e torrões que poderão ser quebrados e aproveitados Em seguida aplicase água em pequena quantidade de preferência com o uso de regador com pequeno chuveiro evitandose a concentração em determinado ponto ABCP 2009 42 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Para construção de barragens e muros de contenções a forma mais indicada é o uso do produto dentro de sacos que deverão ser molhados apenas depois de empilhados de forma que fiquem travados Para grandes obras recomendase fazer análise do solo em laboratório para determinação das misturas adequadas evitandose desperdício ou mesmo a geração de um produto de baixa qualidade ABCP 2009 Existem entre concreto e solocimento algumas diferenças básicas Uma significante diferença é a maneira como os agregados são juntos nesse existe pasta ou gel de cimento suficiente para envolver toda superfície dos agregados bem como para preencher grande parte dos vazios entre eles já naquele a pasta é insuficiente resultando uma matriz cimentada com nódulos sem cimentação Outra diferença é a granulometria dos agregados aceitáveis para cada material O concreto requer uma mistura com granulometria bem definida e não mais e 2 de material fino no solocimento esse valor varia entre 5 e 35 podendo ser combinado com cinza escórias e materiais betuminosos fresados ADASKA 1991 34 MISTURAS SOLOCAL No final da década de 40 do século XX iniciouse nos EUA a aplicação de técnicas laboratoriais de Mecânica dos Solos para a análise das misturas solocal sendo amplamente empregada a partir da década de 50 na construção de milhares de quilômetros de autoestradas SILVA 2010 França e Alemanha empregam a estabilização de solos com cal não apenas visando o aumento da resistência mas também buscando uma melhoria na trabalhabilidade do material AZEVÊDO 2010 O solocal é uma mistura de solo cal e água em quantidades estabelecidas em ensaios laboratoriais gerando um produto capaz de ser utilizado em qualquer camada do pavimento exceto o revestimento asfáltico devido à ausência de solo nesta camada sendo seu uso para apenas melhorar a adesividade e a granulometria da mistura asfáltica AZEVÊDO 2010 A estabilização de solos com o emprego da cal resulta em melhorias significativas na textura e estrutura do solo minimizando a plasticidade e gerando 43 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas uma elevação na resistência mecânica o que não é somente possível como provável CRISTELO 2001 Posterior ao processo de pulverização e ainda de regularização do solo a aplicação da cal deve ser realizada de maneira uniforme na área de acordo com a dosagem indicada destacase ainda que o processo pode ocorrer através de um procedimento manual ou mecânico Contudo a diferença reside na seguinte questão no primeiro tipo de espécie as espalhadoras de cal devem operar em velocidade regular e reduzida para que se obtenha um resultado uniforme No caso de a distribuição ser manual deve ser aplicada de maneira uniforme e equidistante uns dos outros onde inicialmente existe uma distribuição longitudinal e em seguida rodos de madeira devem ser passados por cima do conteúdo aplicado na área O solocal é uma mistura de solo cal e água em proporções determinadas por ensaios de laboratório sendo o seu produto algo capaz de ser usado em qualquer das camadas do pavimento não asfálticas Denominase Solo Melhorado com Cal quando se busca somente melhorar algumas propriedades dos solos consideradas prejudiciais que em se tratando de pavimentação são a expansibilidade umidade excessiva e plasticidade elevada Quando a necessidade é basicamente estrutural a exemplo do uso em bases de pavimento ou revestimento de taludes denominase a mistura como Solo Estabilizado com Cal Após a compactação e cura a camada assim estabilizada suporta as cargas geradas pelo trânsito DIAS 2004 pg 76 Adicionandose cal a qualquer tipo de solo desde que esse contenha minerais argilosos em qualquer proporção ocorrerão as seguintes reações em presença de um teor adequado de umidade troca de íons e floculação reação cimentante pozolânica e carbonatação DIAS 2004 pg 76 A composição granulométrica da mistura de solo após da adição da cal hidratada deve satisfazer no mínimo a 60 do material passante na peneira de 20 mm NBR 7181 A porcentagem mínima de cal hidratada cálcica deve ser de no mínimo 3 em massa seca de cal em relação a massa seca de solo A mistura deve atender aos requisitos de resistência conforme abaixo CBR 60 e expansão 05 na energia intermediária conforme NBR 9895 ou os definidos em projeto para base do pavimento 44 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas CBR 30 e expansão 10 na energia intermediária conforme NBR 9895 ou os definidos em projeto para subbase do pavimento CBR 20 e expansão 10 na energia normal ou intermediária conforme NBR 9895 ou os definidos em projeto para reforço do pavimento O teor da cal a ser incorporado ao solo deve ser fixado experimentalmente de modo que a mistura resultante atenda aos parâmetros mínimos exigidos O teor ótimo de umidade e a densidade aparente máxima da mistura com cal incorporada na energia especificada de compactação devem ser definidos através do ensaio de compactação utilizando amostras não trabalhadas DNIT ME 164 DIAS 2004 pg 76 35 MISTURAS SOLOEMULSÃO A estabilização soloemulsão constitui uma excelente alternativa técnica de baixo custo destacandose também o seu baixo consumo energético uma vez que a mistura dos materiais é executada a frio quando da construção de camadas de um pavimento As emulsões asfálticas somente foram utilizadas em 1930 por McKesson sendo que antes as utilizações de asfalto diluído de cura rápida e média eram bastante comuns na estabilização de solo JACINTHO 2005 A eficácia da mistura do betume com o solo pode conduzir a vários efeitos dentre os mais importantes são Reforço de solos granulares não coesivos pela cimentação das partículas Estabilização do conteúdo de água de solos finos coesivos tornandoos impermeáveis e reduzindo a sua capacidade de absorção Mudanças de solos que somente possuem resistência ao atrito em solos coesivos e impermeáveis Diversos ligantes asfálticos são comercializados no Brasil entretanto por possuírem as características necessárias o cimento asfáltico de petróleo o asfalto diluído e a emulsão asfáltica são os mais empregados para estabilização betuminosa Por não necessitarem de aquecimento para sua fluidificação visto que 45 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas são líquidos à temperatura ambiente os dois últimos materiais betuminosos citados são os mais utilizados dando destaque maior à emulsão que gera o soloemulsão A estabilização soloemulsão é influenciada pelo tipo e quantidade dos elementos formadores da mistura solo água e emulsão e pelo processo utilizado para efetivação da mistura Discutese a seguir os principais fatores interventores no processo de estabilização soloemulsão Para solos granulares a estabilização soloemulsão pode ser aplicada de maneira satisfatória sendo necessária a existência de material fino para o aumento do ângulo de atrito interno do material Por outro lado solos altamente plásticos são insatisfatórios e geralmente complicados de estabilizar decorrente da dificuldade da quebra dos torrões de argila e de misturar inteiramente a emulsão à massa de solo É necessário conhecer as propriedades do material que se está utilizando para verificar não somente se eles atendem às especificações de normas como também se são adequadas ao uso proposto Nesse contexto existem diversos ensaios específicos de classificação das emulsões sendo alguns deles sedimentação penetração desemulsibilidade resíduo por evaporação viscosidade carga de partícula pH ruptura da emulsão 36 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL A avaliação funcional incluindo a segurança tem como palavraschave conforto ao rolamento condição da superfície interação pneupavimento defeitos e irregularidades A avaliação estrutural por sua vez está associada ao conceito de capacidade de carga que pode ser vinculado diretamente ao projeto do pavimento e ao seu dimensionamento DIAS 2004 pg 99 46 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Os defeitos estruturais resultam especialmente da repetição das cargas e vinculamse às deformações elásticas ou recuperáveis e plásticas ou permanentes As deformações elásticas são avaliadas por equipamentos próprios chamados genericamente de defletômetros por medirem os deslocamentos verticais nomeados como deflexão do pavimento Elas são responsáveis pelo surgimento da maioria dos trincamentos ao longo da vida do pavimento e que podem levar à fadiga do revestimento JACINTHO 2005 pg34 Conforme IPR720 2006 em modelos de previsão de desempenho é necessário utilizar medidas de resistência do pavimento que resumam as interações complexas entre tipos de materiais módulos de elasticidade espessuras das camadas e condição da superfície O HDM4 utiliza o Número Estrutural do Pavimento SNP como forma de expressar a capacidade estrutural de um dado pavimento Não havendo resultados de ensaios nas camadas dos pavimentos para obtenção direta do SNP podese estimálo a partir da deflexão máxima D0 Paterson 1987 apresenta correlações empíricas para obtenção do SNP a partir de D0 Um método destrutivo é aquele que investiga a condição estrutural de cada camada que compõe o pavimento por abertura de trincheiras ou poços de sondagem permitindo recolher amostras de cada material até o subleito e realizar ensaios de capacidade de carga in situ Pela sua própria natureza destrutiva só pode ser empregado em alguns poucos pontos selecionados como representativos de cada segmento a ser avaliado Já o método semidestrutivo é aquele que se vale de aberturas menores de janelas no pavimento que permitam utilizar um instrumento portátil de pequenas dimensões para avaliar a capacidade de carga de um pavimento tal como o uso de cones dinâmicos de penetração No caso de grandes extensões de pistas vislumbrando a ocorrência de repetições no mesmo ponto para que seja possível acompanhar a variação de carga com o tempo deve ser utilizada uma medida nãodestrutiva Dessa maneira todas as vezes que uma roda passa no pavimento existe um deslocamento total que possui dois componentes que segundo Bernucci et al 2006 pg 123 seria 47 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Deformação elástica que resulta na flexão alternada do revestimento chamada por convenção de deflexão cuja medida é a principal forma de avaliação estrutural de um pavimento em uso Deformação permanente que resulta no afundamento de trilha de roda cuja medida também é um critério de definição da vida útil estrutural e funcional de um pavimento visto que a partir de certo valor pode interferir na condição de conforto e segurança do tráfego No caso dos defeitos superficiais eles são encontrados sob a forma de agregados polidos exsudação empolamento desintegração intemperismo e desagregação Por outro lado os defeitos que decorrem das deformações são as depressões afundamentos de trilha de roda corrugação popularmente conhecido como costela de vaca e deformação plástica de revestimento E enfim os defeitos que decorrem dos remendos identificase a deterioração dos remendos e panelas Dessa maneira tornase possível observar que dentre as principais patologias destacamse desagregação remendos panelas ondulação corrugações afundamentos fendas trincas Por isso todo o pavimento que se encontra deteriorado ou seja que apresenta alguma das questões acima observase que está se aproximando de sua vida útil e portanto tornase necessária a realização de algum tipo de manutenção específica para cada problema encontrado Nesse momento o diagnóstico do tipo da patologia que ocorre no asfalto é essencial pois tornase importante identificar as causas do defeito para que seja possível aplicar uma solução viável para o caso 48 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas CONSIDERAÇÕES FINAIS Pavimentar significa revestir um piso ou chão com uma cobertura No âmbito da engenharia pavimentação constitui uma base horizontal composta por uma ou mais camadas sobrepostas elevando sua durabilidade e facilitando o fluxo de veículos e pessoas As soluções em artefatos de concreto são o uso de pavimentos permeáveis pavers e pisos grama Eles permitem o escoamento correto da água para o solo e lençóis freáticos sem trazer prejuízos para sua estrutura interna Além disso apresentam processos fáceis para instalação e manutenção além de promoverem maior conforto térmico se comparado ao asfalto atenuando a formação de ilhas de calor Esperamos que neste módulo o aluno tenha conseguido aprender as principais características e conceitos dos materiais e agregados para pavimentação e que eles a partir do que foi explicado aqui possam colocar em prática em situações de trabalho 49 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas REFERÊNCIAS ADASKA W S SoilCement A material with many applications Concrete International v13 n1 p4952 1991 ABCP Solocimento 2009 Disponível em httpsabcporgbrbasicosobre cimentoaplicacoessolocimento Acesso em 20 nov 2019 ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS NBR 9780 Peças de concreto para pavimentação Determinação da resistência a compressão Rio de Janeiro 1987 AZEVEDO Leandro Geotecnia o que é e o exercício profissional Disponível em httpsinstitutominerecombrbloggeotecniaoqueequalaatuacaodoprofissional Acesso em 28 de Fevereiro de 2020 NBR 9781 Peças de concreto para pavimentação Rio de Janeiro 1987 BALBO JT Pavimentos asfálticos Patologia e manutenção Ed Plêiade São Paulo 1997 BERNUCCI et al LB et al Pavimentação Asfáltica Formação básica para engenheiros 1ed Rio de Janeiro Petrobras ABEDA 2008 COELHO Glauber Willian ESPINDOLA Gustavo Stevan Classificação de solos tropicais para fins rodoviários segundo a metodologia MCT 2014 Disponível em httpwwwunitaubrfilesarquivoscategory154EPE09411427316277pdf Acesso em 02 de Março de 2020 CONTEÚDO aberto Geotecnia In Wikipédia a enciclopédia livre Wikimedia 2019 Disponível em httpsptwikipediaorgwikiGeotecnia Acesso em 20 nov 2019 Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes DNIT 0012009 Pavimentos flexíveis Prémisturado a frio especificação de serviços Rio de Janeiro 2009 Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes DNIT 0312006 Pavimentos flexíveis Concreto asfáltico especificação de serviço Rio de Janeiro 2006 50 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes DNIT 0052003 Defeitos nos Pavimentos Flexíveis e Semirígidos Terminologia Rio de Janeiro 2003 DEPARTAMENTO NACIONAL DE ESTRADAS DE RODAGEM DNERPRO 01179 Avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis Procedimento B Rio de Janeiro 1979 DNERPRO 26994 Projeto de restauração de pavimentos flexíveis TECNAPAV Rio de Janeiro 1994 Manual de whitetopping Rio de Janeiro 1999 DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES DNIT IPR720 Manual de restauração de pavimentos asfálticos Rio de Janeiro 2006 DNIT 0552004 ME Pavimento rígido Prova de carga estática para determinação do coeficiente de recalque de subleito e subbase em projeto e avaliação de pavimento Rio de Janeiro 2004 DIAS Márcia Rodrigues Utilização de mistura asfáltica com borracha pelo processo de viaseca Execução de um trecho experimental em Porto Alegre RS2005 FONSECA Giovani Meirelles Confecção e caracterização de concreto com substituição de agregados por pead micronizado para aplicações estruturais Disponível em httpsitesunifoaedubrportalensinomestradomemat arquivosdissertacaoprodutogiovanimeirellesfonsecapdf Acesso em 28 de fevereiro de 2020 GOMIDE Reinaldo OPERAÇÕES UNITÁRIAS Volume 1 Operações com Sistemas Sólidos Granulares Gráfica e Editora FCA São Paulo 1983 JUNIOR JLF Pavimentação sustentável deve ter elevada durabilidade AecWeb SI 2011 Disponível em 51 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas httpswwwaecwebcombrcontmrevpavimentacaosustentaveldeveter elevadadurabilidade162761015 Acesso em 20 nov 2019 MIGUEL Miriam Gonçalves RODRIGUES Danilo FIERI Caracterização geotécnica de solos tropicais para serem utilizados em obras de aterros sanitários Disponível em httpswwwprpunicampbrpibiccongressos xviiicongressopaineis086320pdf NOGAMI JS VILLIBOR DF Pavimentação de baixo custo com solos lateríticos Ed Villibor São Paulo 1995 PUFAL Lucas AMARAL Mariana Bamberg ZAPPE Anna Paula SandriZWIRTES André de Freitas NORBACK Carine CALLAI Nicole Deckmann WAYHS Carlos Alberto Simões Pires RUVER Cesar Alberto Classificação de solos da região noroeste do rio grande do sul pela metodologia MCT Disponível em httpswwwlumeufrgsbrbitstreamhandle10183137629Poster43123pdfsequen ce2 Acesso em 02 de Março de 2019 ROCHA RS Patologias de pavimentos asfálticos e suas recuperações estudo de caso da Avenida Pinto de Aguiar Salvador 2010 SAMPAIO João Alves SILVA Fernanda Arruda Nogueira Gomes Análise granulométrica por peneiramento Disponível em httpmineraliscetemgovbrbitstreamcetem10201Cap20320Peneiramentopd f Acesso em 2 de março de 2020 SANTOS Eliana Fernandes dos PARREIRA Alexandre Benetti Estudo comparativo de diferentes sistemas de classificações geotécnicas aplicadas aos solos tropicais 2015 Disponível em httpsinicesporgbr44rapvtrabalhosTrabalhoFinal5pdf Acesso em 02 de Março de 2020 52 Todos os direitos são reservados ao Grupo Prominas de acordo com a convenção internacional de direitos autorais Nenhuma parte deste material pode ser reproduzida ou utilizada seja por meios eletrônicos ou mecânicos inclusive fotocópias ou gravações ou por sistemas de armazenagem e recuperação de dados sem o consentimento por escrito do Grupo Prominas SERNA Humberto de Almeida Rezende Márcio Marques Agregados para a construção civil Disponível em httpwwwanmgovbrdnpmpublicacoesserie estatisticaseeconomiamineraloutraspublicacoes1812013agregadosminerais SILVA Taciano Oliveira da et al Sistemas de classificações geotécnicas de solos estudo de caso aplicado à rodovia não pavimentada vcs 346 Viçosa MG Rev Árvore Viçosa v 34 n 2 p 313321 Apr 2010 Available from httpwwwscielobrscielophpscriptsciarttextpidS0100 67622010000200014lngennrmiso access on 28 Feb 2020 httpsdoiorg101590S010067622010000200014 SOUZA MJ Patologias em pavimentos flexíveis 2004 Trabalho de Conclusão de Curso Bacharelado em Engenharia Civil Universidade Anhembi Morumbi São Paulo 2004 TECNOMOR Pavimentação urbana sustentável o que é e quais são os benefícios desta prática SI 2019 Disponível em httpstecnomorcombrblogpavimentacaourbanasustentaveloqueeequais saoosbeneficiosdestapratica Acesso em 20 nov 2019 REQUISITOS OBRIGATÓRIOS PARA CONCLUSÃO DO CURSO Todos os cursos deverão ter duração mínima exigida contada a partir do pagamento da primeira mensalidade e considerada a data de colação de grau do curso superior Ser aprovado em todas as disciplinas com nota mínima de 7 pontos Ter quitado todas as parcelas do curso Entregar todas as documentações exigidas para emissão do certificado Ser aprovado no TCC Artigo ou monografia com nota mínima de 7 pontos GRUPO Prominas EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA 0800 283 8380