UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA – UDESCCENTRO DE CIÊNCIAS TÉCNOLÓGICAS – CCT/UDESC

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL – DEC

Professora: Carmeane Effting

ESTRADAS I I ESTRADAS I I

2o semestre2008

EMENTAEMENTANoções de mecânica dos solos aplicados a rodovias;Estudos dos materiais empregados no pavimento;Estudo geotécnico do subleito e jazidas;Dimensionamento da drenagem em rodovias ;Dimensionamento do pavimento.

B I B L I O G R A F I AB I B L I O G R A F I A

CYRO NOGUEIRA BAPTISTA. Pavimentação Tomo I - Manual de traços de concreto. 3aedição, 1975.

WLASTERMILER, S. Pavimentação. Grêmio Politécnico D L P -2aedição.

BAPTISTA, C.N. Pavimentação. Editora Globo, 1975.

SOUZA, J. O . Estradas de Rodagem. Livraria Nobel S. A.1981.

B I B L I O G R A F I AB I B L I O G R A F I A

SENCO, W. Manual de Técnicas de Pavimentação. V. 1. PINI, São Paulo, 1997.

EFFTING, C. Análise dos Materiais coletados nas Jazidas da Região de Joinville e seu diagnóstico para a utilização em

Pavimentações. Joinville, 2002.

DNIT. Diretoria de Planejamento e Pesquisa. Coordenação Geral de Estudos e Pesquisa. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Manual de Pavimentação. 3aedição. Rio de Janeiro, 2006.

AULA 1 - 01/08/2008 AULA 1 - 01/08/2008

1. DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO1.1 TERMINOLOGIA UTILIZADA EM PAVIMENTAÇÃO1. DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO1.1 TERMINOLOGIA UTILIZADA EM PAVIMENTAÇÃO

plataformapista de rolamento

Revestimento

Subleito

LeitoSarjeta

acost.faixa detráfego

PAVIMENTOPAVIMENTOé a superestrutura no caso de rodovias, aeroportos, ruas, etc..., constituída por um sistemas de camadas finitasapoiadas sobre um semi-espaço considerado teoricamente infinito denominado infra-estrutura ou terreno de fundação.

Subleito

Lençol Freático

Regularização do Subleito

superestrutura do pavimento

infra-estrutura do pavimento(terreno de fundação)

LEITO

SUBLEITOSUBLEITO

O subleito é considerado e estudado na pavimentação até a profundidade em que atuam significativamente as cargas impostas pelo tráfego.

Em termos práticos, deve ser estudado no mínimo de 0,60m de profundidade à 1,50m (nível do lençol freático).

O pavimento destina-se à resistir e distribuir convenientemente ao subleito as solicitações provocadas pelos veículos.

*melhorar as condições de rolamento proporcionando conforto, segurança e fluidez ao tráfego que irá incidir sobre o pavimento.

1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS1.2 CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS

Os pavimentos dividem-se em:

Pavimentos Flexíveis: são aqueles constituídos por camadas que não trabalham à tração.Ex: pavimentos constituídos por revestimento betuminoso delgado assente sobre camadas granulares.

Pavimentos Rígidos: são formados predominantemente por camadas que resistem ao esforço de flexão. Ex: pavimentos de concreto onde o aglomerante é o cimento portlandcomum.

CAMADAS CONSTITUINTES DOS PAVIMENTOS FLEXÍVESCAMADAS CONSTITUINTES DOS PAVIMENTOS FLEXÍVES

1o Camada – Revestimento:

transmitir as cargas de tráfego às camadas inferiores,sofre desgaste pela sua exposição ao tráfego,proporciona a aderência e o conforto ao usuário através de uma fácil rolagem.

Existem várias materiais que são utilizados na função de revestimento para pavimento flexível.

CAMADAS CONSTITUINTES DOS PAVIMENTOS FLEXÍVESCAMADAS CONSTITUINTES DOS PAVIMENTOS FLEXÍVES

Como revestimento mais nobre, em virtude de suas propriedades específicas, encontra-se o CUBQ.

Outro exemplo seria uma camada de revestimento executada em PMF ou ainda, uma camada de PMQ.

Nos pavimentos flexíveis também são usados na função de revestimento os “tratamentos superficiais”, dependendo do tipo de tráfego que irá utilizar a rodovia.

TRATAMENTOS SUPERFICIAIS - TIPOS:TRATAMENTOS SUPERFICIAIS - TIPOS:

simplesduplotriplo

pode ser executado na forma direta de penetração ou na forma de penetração invertida.

1o Camada2o Camada3o Camada4o Camada

revestimentobasesub-basereforço do subleito

custo das camadas é crescente assim

CAMADAS CONSTITUINTES DOS PAVIMENTOS FLEXÍVESCAMADAS CONSTITUINTES DOS PAVIMENTOS FLEXÍVES

2o Camada – Base:

Camada granular com determinadas propriedades específicas que tem como finalidade :

transmitir as cargas do tráfego às camadas inferiores do pavimento, de uma forma coerente sob o ponto de vista estrutural (espessura mín. da base 15 cm).

Tipos de Base

base de brita graduadabase de bica corridabase de seixos parcialmente britadosetc

3o Camada – Sub-Base:

Tem a mesma finalidade da base, ou seja, transmitir e distribuir tensões para as camadas inferiores do pavimento.

A utilização da sub-base é recomendada desde que haja jazida de material com propriedades específicas e adequadas próximo ao trecho em construção.

utilizar bases menos espessas com sub-bases mais espessas (economia).

4o Camada – Reforço do Subleito:

Quando as condições de suporte do subleito não se apresentam adequadas ⇒ remover parte do solo constituinte do subleito e preencher com um novo material de características melhores.

Subleito: é a fundação da estrada constituída por material do terreno natural na maioria dos casos.

Leito: é a superfície que limita superiormente o subleito.

1.3 ESTUDOS GEOTÉCNICOS EM PAVIMENTAÇÃO1.3 ESTUDOS GEOTÉCNICOS EM PAVIMENTAÇÃO

Reconhecimento das condições do subsolo

Projetos de Fundações Segurose Econômicos

Custo na execução de sondagens 0,2 a 0,5% do custo total da obra

Informações Geotécnicasprevisão dos custos fixos –

projeto e sua solução

Projetos Geotécnicosensaios de

campodefinição das camadas do subsolo

e comportamento dos materiais

*Estas informações são necessárias em projetos de fundações, estabilidades de taludes, dimensionamento de pavimentos, entre outros.

Os Estudos Geotécnicos para o Proj. de Pavimentação

Reconhecimento dos solos (caracterização das diversas camadas)

a) Estudo do Subleito

Posterior traçado dos Perfis dos Solos

b) Estudo de Ocorrências de Materiais para PavimentaçãoReconhecimentoCaracterização dos materiais de Jazidas como fonte de MP ⇒ utilização

na construção das diversas camadas ⇔ Proj. de Pavimento.

a) Prospecção e classificação expedita no campo

b) Camadas de solos

c) Perfil de solos: é o desenho em escala conveniente, de um corte do subleito ou da seção de uma jazida até a profundidade sondada

Estudos Geotécnicos - Definições

Na execução dos Estudos Geotécnicos para o Proj. de Pavimentação são realizados os seguintes ensaios:

Granulometria

Limite de Liquidez (LL)

Limite de Plasticidade (LP)

Compactação (próctor normal)

Massa específica aparente “in situ”

Índice Suporte Califórnia (ISC)

Expansão

Umidade

Estudos Geotécnicos - Ensaios

ANÁLISE GRANULOMÉTRICA DE AGREGADO

Fig. 1. Ensaio de Granulometria em andamento [DNER – ME 83-63].

EQUIVALENTE DE AREIAEQUIVALENTE DE AREIA

Fig. 2. Ensaio de equivalente de areia (colocação da amostra e da solução concentrada para a separação da areia e argila na proveta)

[DNER – ME 54-63].

EQUIVALENTE DE AREIA

Fig. 3. Determinação do nível superior da camada de areia através de um pistão com haste metálica [DNER – ME 54-63].

ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA E COMPACTAÇÃO

Fig. 4. Preparação do material para o ensaio de C.B.R [DNER – ME 50-64].

ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA E COMPACTAÇÃO

Fig. 5. Compactação (Próctor Intermediário -26 golpes) para o ensaio de C.B.R [DNER – ME 48-64].

Umidade x Massa específica Aparente

ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA E COMPACTAÇÃO

Fig. 6. Determinação da expansão [DNER – ME 54-63].

Melhor teor de Umidade para Compactação

ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA E COMPACTAÇÃO

Fig. 7. Prensa para determinação do C.B.R. [DNER – ME 50-64].

ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA E COMPACTAÇÃO

Fig. 8. Pesagem do material já ensaiado (C.B.R.) [DNER – ME 50-64].

DENSIDADE REAL DE AGREGADO GRAÚDO

Fig. 9. Densidade real do agregado graúdo (peso do agregado saturado imerso em água) [DNER – ME 81-64].

DENSIDADE REAL DE AGREGADO MIÚDO

Fig. 10. Ensaio da densidade real de agregado miúdo(aquecimento do picnômetro) [DNER – ME 84-64].

DENSIDADE REAL DE AGREGADO MIÚDO

Fig. 11. Ensaio da densidade real de agregado miúdo(colocação da água) [DNER – ME 84-64].

DENSIDADE REAL DE AGREGADO MIÚDO

Fig. 12. Ensaio da densidade real do agregado miúdo(medição da temperatura) [DNER – ME 84-64].

DENSIDADE REAL DE AGREGADO MIÚDO

Fig. 13. Ensaio da densidade real do agregado miúdo(pesagem do picnômetro) [DNER – ME 84-64].

PESO ESPECÍFICO

Fig. 14. Determinação do peso específico da rocha sã (medição de volume através da proveta) [DNER – ME 81-64].

1o) Sondagem no eixo e nos bordos da plataforma da RODOVIA

EIXO PISTA

PLANTAE

D

ESTACA 50 55 60 65 70

100 a 200 m

0,6 m

0,6 m

2o) Realização dos ensaios nas amostras das camadas ⇒ PERFIS

O reconhecimento dos solos do subleito é feito em 2 etapas:

(espaçamento máx. entre 2 furos de sondagem)

Estudo do Subleito

A profundidade dos furos de Sondagem será, de 0,6 a 1,0 m abaixo do greide projetado para regularização do subleito.

Furos adicionais ⇒ 1,5 m para regularização, realizados próximos ao péde talude de cortes.

Em cada furo de sondagem ⇒ profundidades inicial e final de cada camada, a presença e a cota do lençol de água, material com excesso de umidade, ocorrência de mica e matéria orgânica.

Estudo do Subleito

Os furos de sondagem devem ser numerados, identificados - com o número de estaca do trecho de estrada, seguidos das letras E, C e D.

Deve ser anotado o tipo de seção: C, A, SM e R

Os materiais serão classificados de acordo com a textura em:Bloco de rocha, matacão, pedra de mão, pedregulho, areia, silte e

argila.

Descrição das camadas de solos ⇒ pedregulho areno-siltoso, areia fina -argilosa, etc.

Estudo do Subleito

Para identificação dos solos (pela inspeção expedita) ⇒ teste visual, do tato, do corte, da dilatância e da resistência seca, etc.

A cor do solo ⇒ classificação de campo (siltoso e argiloso).

* Boletim de Sondagem

Após o Exame Expedito dos materiais e os ensaios de laboratório, mediante cálculos estatísticos ⇒ parâmetros de características geotécnicas representativos do SOLO encontrado.

Estudo do Subleito

PERFIL LONGITUDINAL

solo A4

solo A3

Após este procedimento traça-se o PERFIL DAS CAMADAS de solo do SUBLEITO da futura rodovia.

0 50 60 65 7055 Estacas

turfa

solo A7

0,6 m

1,0 m

1,5 m

Profundidade

Uma prospecção preliminar é feita para se identificar as ocorrências que apresentam possibilidade de seu aproveitamento.

Sondagens

Inspeção expedita no campo

Ensaios de Laboratório

* Delimita-se a área onde existe a ocorrência do material.

Verificada a possibilidade de aproveitamento Técnico-Econômica (ensaios de laboratório) ⇒ estudo definitivo da mesma e sua cubagem.

Estudo das Ocorrências de Materiais para Pavimentação

Fig. 15. Esquema de sondagem para prospecção de Materiais.

As amostras rochosas serão submetidas aos ensaios de:Abrasão Los Angeles, Sanidade e Adesividade.

Boletim de Sondagem

Quadro - resumo dos resultados ensaiados

Os resultados das sondagens e dos ensaios dos materiais de ocorrências de solos e materiais granulares são apresentados em:

Análise estatística dos resultados

Planta de situação de ocorrências

Perfis de Sondagem Típicos

Estudo das Ocorrências de Materiais para Pavimentação