Manual Geossinteticos
-
Upload
max-moreira -
Category
Documents
-
view
73 -
download
0
description
Transcript of Manual Geossinteticos
-
M a n u a l T c n i c o
Critrios gerais para projeto, especificao e aplicao de geossintticos.
-
Introduo................................................................................................................
1. Estradas...............................................................................................................
1.1 - Separao e estabilizao de subleitos.............................................................1.1.1 - Generalidades...............................................................................................1.1.2 - Introduo....................................................................................................1.1.3 - Metodologia de clculo.................................................................................1.1.4 - Exemplo de clculo........................................................................................1.1.5 - Antecedentes................................................................................................1.1.6 - Instalao.....................................................................................................1.1.7 - Normas relacionadas....................................................................................1.1.8 - Bibliografia..................................................................................................1.2 - Reforo de base de pavimentos......................................................................1.2.1 - Generalidades..............................................................................................1.2.2 - Introduo....................................................................................................1.2.3 - Metodologia de clculo.................................................................................1.2.4 - Exemplo de clculo........................................................................................1.2.5 - Antecedentes................................................................................................1.2.6 - Instalao......................................................................................................1.2.7 - Normas relacionadas.....................................................................................1.2.8 - Bibliografia...................................................................................................1.3 - Repavimentao com geotxteis......................................................................1.3.1 - Generalidades...............................................................................................1.3.2 - Introduo....................................................................................................1.3.3 - Metodologia e exemplo de clculo................................................................1.3.4 - Exemplo de clculo........................................................................................1.3.5 - Antecedentes...............................................................................................1.3.6 - Instalao.....................................................................................................1.3.7 - Normas relacionadas.....................................................................................1.3.8 - Bibliografia...................................................................................................1.4 - Sistema de drenagem subsuperficial.................................................................1.4.1 - Generalidades...............................................................................................1.4.2 - Introduo....................................................................................................1.4.3 - Metodologia de clculo.................................................................................1.4.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................1.4.5 - Antecedentes................................................................................................1.4.6 - Instalao.....................................................................................................1.4.7 - Normas relacionadas.....................................................................................1.4.8 - Bibliografia....................................................................................................
2. Edificaes...........................................................................................................
2.1 - Sistemas de drenagem vertical e horizontal.....................................................
03
ndice
.....................07
.....................09
.....................09
.....................09
.....................10
.....................10
.....................17
.....................19
.....................21
.....................23.....................23.....................24.....................24.....................24.....................24.....................28.....................36.....................38.....................40.....................40.....................41.....................41.....................41.....................46.....................48.....................51.....................53.....................58.....................58.....................59.....................59.....................59.....................60.....................61.....................65.....................67.....................69.....................69
.....................71
.....................71
-
ndice
4
2.1.1 - Generalidades..............................................................................................2.1.2 - Introduo....................................................................................................2.1.3 - Metodologia de clculo................................................................................2.1.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................2.1.5 - Antecedentes...............................................................................................2.1.6 - Instalao.....................................................................................................2.1.7 - Normas relacionadas....................................................................................2.1.8 - Bibliografia...................................................................................................2.2 Reforo de fundaes superficiais ou rasas.........................................................2.2.1 - Generalidades...............................................................................................2.2.2 - Introduo....................................................................................................2.2.3 - Metodologia de clculo................................................................................2.2.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................2.2.5 - Antecedentes................................................................................................2.2.6 - Instalao......................................................................................................2.2.7 - Normas relacionadas.....................................................................................2.2.8 - Bibliografia...................................................................................................
3. Geotecnia.............................................................................................................
3.1 - Muros de conteno em solo reforado...........................................................3.1.1 - Generalidades...............................................................................................3.1.2 - Introduo.....................................................................................................3.1.3 - Metodologia de clculo.................................................................................3.1.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................3.1.4.1 - Exemplo de clculo para solues Terramesh...........................................3.1.4.2 - Exemplo de clculo para solues Macwall..............................................3.1.5 - Antecedentes...............................................................................................3.1.6 - Instalao.....................................................................................................3.1.7 - Normas relacionadas.....................................................................................3.1.8 - Bibliografia...................................................................................................3.2 - Reforo de aterros sobre solos moles...............................................................3.2.1 - Generalidades...............................................................................................3.2.2 - Introduo....................................................................................................3.2.3 - Metodologia de clculo.................................................................................3.2.4 - Exemplo de clculo........................................................................................3.2.5 - Antecedentes................................................................................................3.2.6 - Instalao.....................................................................................................3.2.7 - Normas relacionadas.....................................................................................3.2.8 - Bibliografia....................................................................................................
4. Controle de efluentes...........................................................................................
4.1 - Lagoa de tratamento de efluentes....................................................................
0
.....................71
.....................71
.....................75
.....................78
.....................81
.....................85
.....................87
.....................87
.....................88
.....................88
.....................88
.....................90
.....................94
.....................95
.....................97
.....................99
.....................99
...................101
...................101
...................101
...................102
...................107
...................132
...................132
...................147
...................164
...................174
...................178
...................178
...................180
...................180
...................180
...................180
...................187
...................190
...................192
...................194
...................194
...................195
...................195
-
ndice
5
4.1.1 - Generalidades.............................................................................................4.1.2 - Introduo..................................................................................................4.1.3 - Metodologia de clculo...............................................................................4.1.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................4.1.5 - Antecedentes...............................................................................................4.1.6 - Normas relacionadas.....................................................................................4.1.7 - Bibliografia....................................................................................................4.2 - Aterros de resduos slidos...............................................................................4.2.1 - Generalidades...............................................................................................4.2.2 - Introduo....................................................................................................4.2.3 - Metodologia de clculo................................................................................4.2.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................4.2.5 - Antecedentes................................................................................................4.2.6 - Normas relacionadas.....................................................................................4.2.7 - Bibliografia....................................................................................................4.3 - Proteo de geomembranas.............................................................................4.3.1 - Generalidades................................................................................................4.3.2 - Introduo....................................................................................................4.3.3 - Metodologia de clculo................................................................................4.3.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................4.3.5 - Antecedentes................................................................................................4.3.6 - Normas relacionadas.....................................................................................4.3.7 - Bibliografia...................................................................................................4.4 - Desidratao de lodos......................................................................................4.4.1 - Generalidades...............................................................................................4.4.2 - Introduo....................................................................................................4.4.3 - Metodologia de clculo.................................................................................4.4.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................4.4.5 - Antecedentes................................................................................................4.4.6 - Instalao......................................................................................................4.4.7 - Normas relacionadas.....................................................................................4.4.8 - Bibliografia....................................................................................................4.5 - Instalao das geomembranas Macline...........................................................4.5.1 - Etapas e consideraes preliminares..............................................................4.5.2 - Procedimentos de instalao.........................................................................4.5.3 - Controle de qualidade..................................................................................4.6 - Tabela de resistncia qumica do PEAD............................................................
5. Proteo de taludes..............................................................................................
5.1 - Revestimentos de taludes com geomantas/biomantas......................................5.1.1 - Generalidades...............................................................................................5.1.2 - Introduo....................................................................................................5.1.3 - Metodologia de clculo.................................................................................
0
...................195
...................195
...................197...................203...................207...................209...................210...................212...................212...................213...................214...................226...................233...................235...................236...................237...................237...................237...................238...................243...................246...................248...................249...................250...................250...................250...................251...................257...................259...................261...................263...................264...................265...................265...................266...................269...................270
...................279
...................279
...................279
...................279
...................284
-
ndice
6
5.1.4 - Exemplo de clculo.......................................................................................5.1.5 - Antecedentes..............................................................................................5.1.6 - Instalao....................................................................................................5.1.7 - Normas relacionadas...................................................................................5.1.8 - Bibliografia..................................................................................................
6. Ensaios................................................................................................................
6.1. - Ensaio para determinao da flexibilidade (rigidez Flexural) das TRMS...........6.2 - Ensaio de resistncia a raios ultravioletas.........................................................6.3 - Ensaio para determinao da penetrao de luz em Geomantas (TRM)...........6.4 - Ensaio de resistncia na costura......................................................................6.5 - Ensaio de permeabilidade planar e transmissividade.......................................6.6 - Ensaio de resistncia trao - faixa larga.......................................................6.7 - Ensaio de resistncia ao puncionamento tipo CBR..........................................6.8 - Ensaio de determinao da gramatura............................................................6.9 - Ensaio de determinao de espessura.............................................................6.10 - Ensaio de determinao da abertura de filtrao...........................................6.11 - Permeabilidade / permissividade de geotxteis..............................................6.12 - Resistncia trao - GRAB..........................................................................6.13 - Resistncia ao rasgo trapezoidal....................................................................6.14 - Resistncia ao estouro...................................................................................6.15 - Determinao de abertura aparente..............................................................6.16 - Ensaio de resistncia trao por elementos.................................................
....................288....................292....................300....................303....................303
....................305
....................305
....................306
....................307
....................308.....................309....................310....................312....................314....................315....................316....................317....................318....................319....................320....................321....................322
-
A finalidade deste manual transmitir, de forma objetiva, informaes gerais sobre todos os tipos de geossintticos e metodologias para dimensionamento, projeto e execuo de obras com estes produtos. Tambm so detalhadas informaes sobre normas e ensaios pertinentes a cada tipo de geossinttico.
O principal propsito da Maccaferri com esta obra, contribuir com informaes teis e objetivas s reas de projeto e construo de obras com a utilizao de geossintticos.
Os geossintticos representam modernidade tecnolgica, proporcionando sensvel economia de re-cursos, otimizao de cronogramas de trabalho e maior confiabilidade e durabilidade das obras.
Para uma anlise mais detalhada sobre os argumentos aqui tratados, sugerimos consultas s obras especficas, elencadas nas referncias bibliogrficas deste manual.
A Maccaferri coloca-se total disposio, para assessoramento na soluo de problemas especfi-cos, baseada em sua experincia, adquirida ao longo de mais de 125 anos de existncia em todo o mundo.
07
1 - Introduo
-
1. ESTRADAS
1.1 - SEPARAO E ESTABILIZAO DE SUBLEITOS
1.1.1 - GENERALIDADES
09
Durante a construo de rodovias, ferrovias ou vias em geral, comum se deparar com a necessi-
dade de aplicar algum elemento de separao, que permita o acesso ou entrada dos equipamentos
de compactao e rolagem em locais cujo solo no apresente capacidade de suporte suficiente
para operaes de terraplanagem. Convencionalmente, utilizam-se materiais granulares para tal
fim, permitindo-se um incremento capacidade de suporte do solo de fundao, e contribuindo-se
para com a drenagem da base de sustentao da via, uma vez que a presena de gua, em geral,
responsvel pela baixa resistncia.
Percebe-se, porm, que para alcanar um nvel satisfatrio de resistncia com o uso de materiais
granulares, necessrio um volume significativo de material, suficiente para que se permita o acesso
de veculos. Algo que no ocorre quando so usados geotxteis, pois seu emprego permite otimizar
a camada de material granular, e, ainda, desempenha o papel de filtrao requerido (Figura 1.1.1);
ou seja, pretende-se que o geotxtil separe duas camadas de diferentes materiais, de modo a evitar
contaminaes, misturas, ou o mero contato.
Figura 1.1.1 A ilustrao mostra a camada de material granular, sem geotx-til, sendo invadida pelo subleito de baixa capacidade de suporte, e a camada de material granular, com geotxtil, atuando como elemento separador e filtrante.
-
1. Estradas
10
A aplicao de geotxteis como elemento separador comum em estradas, ferrovias, aeroportos e
estacionamentos, especialmente quando se realizam tais obras sobre solos moles coesivos, uma vez
que sua utilizao impede a mistura entre o subsolo e os materiais dos aterros utilizados nas obras,
evitando a contaminao da base constituda de agregado e a resultante perda de resistncia da
mesma.
Ensaios mostram que apenas 20% em peso do solo do subleito misturados ao solo de base so
suficientes para reduzir a capacidade de suporte desta do subleito. Esse problema normalmente
devido ao movimento de grande quantidade de gua. Quando grandes cargas transversais so apli-
cadas superfcie da rodovia, d-se uma ao de bombeamento que acelera o movimento de gua
e a migrao das partculas de solo, acelerando o processo de falha na rodovia.
Permeabilidade e resistncia so os dois critrios mais importantes para a escolha do geotxtil com
a funo de separao. Pelo critrio de permeabilidade, estima-se que a gua se mova atravs do
geotxtil enquanto este retm parte do solo fino sem sofrer colmatao; pelo critrio de resistncia,
o geotxtil deve suportar o processo construtivo e as presses de trfico sobre a camada de material
granular.
Um ponto muito importante a ser observado quanto ao uso de geotxteis como elementos sepa-
radores consiste em no ser esse uso o que define a estabilidade do pacote asfltico, ou seja, a
estabilidade estrutural de todas as camadas de pavimento dever ser avaliada mediante critrios
especficos.
Ao utilizar geotxteis como elementos de separao em vias, devero ser levadas em conta algumas
consideraes, como:
Conhecer as caractersticas fsicas e hidrulicas do solo do subleito; Selecionar a resistncia do geotxtil com base nos critrios construtivos a serem adotados, evi-tando assim danos severos de instalao (puncionamento, rasgo, etc);
Em rodovias existentes, verificar se uma sub-base adicional foi includa anteriormente como supor-te estrutural extra, para conter o solo de menor resistncia e reduzir a formao de trilhas de rodas
durante a passagem dos equipamentos pesados. Nesses casos, deve-se reduzir a sub-base de 30%
a 50%, e incluir o geotxtil no projeto entre a base e a sub-base;
Alm de tomar por base o projeto geomtrico, para que seja possvel evidenciar as reas onde necessariamente devero ser utilizados elementos separadores.
1.1.2 - INTRODUO
1.1.3 - METODOLOGIA DE CLCULO
-
11
1. Estradas
Desse modo, para que ocorra a funo de separao, basta pr o geotxtil sobre o solo do sub-
leito e, em seguida, espalhar e compactar sobre o geotxtil o material granular. As deformaes
subsequentes so muito localizadas, e ocorrem ao redor de cada partcula individual do material
granular escolhido. Com base nisto, vrias consideraes podem ser desenvolvidas de acordo com
as propriedades mecnicas dos geotxteis, e com base nessas consideraes que, a seguir, sero
apresentados critrios para a correta escolha do geotxtil como elemento separador e estabilizador
de subleitos.
Ao considerar um geotxtil posicionado sobre subleito de baixa capacidade de suporte e um solo
granular de partculas com dimetro mdio, sobre o geotxtil, haver entre as partculas, se forem de
tamanho uniforme, vazios que permitiro a entrada do geotxtil. Essa entrada causada por simul-
tneas aes das cargas de trfego, sendo transmitidas para as partculas de material granular, pelo
geotxtil e pelo solo subjacente. As tenses de solo tentam ento empurrar o geotxtil para cima,
nos vazios entre as partculas (Figura 1.1.2). Giroud (1984) props uma formulao para a resistncia
exigida pelo geotxtil, que pode ser adotada para essa aplicao.
em que:
Treqd
= resistncia ao estouro requerida para o geotxtil;
p = tenso na superfcie do geotxtil, que menor ou igual a presso do pneu;
dv = dimetro mximo do vazio entre as partculas slidas, d
v = 0.33d
a;
da = dimetro mdio entre as partculas de material granular;
f() = deformao que funo do alongamento do geotxtil.
em que:
b = largura da abertura (ou vazio), e
y = deformao dentro da abertura (ou vazio).
Resistncia ao estouro
-
1. Estradas
12
Figura 1.1.2 Geotxtil sendo tensionado no vazio entre as partculas de solo granular (Koerner, 1998).
Essa proposio anloga ao ensaio de estouro previsto pela ASTM D3786, segundo o qual o geotxtil tensionado gradualmente em forma hemisfrica at sua falha por tenso radial. Da
possvel adotar a seguinte equao:
Considerando que Tallow
= Tult
(IIRF), em que IIRF = fator de reduo cumulativo, possvel formular
uma expresso para o fator de segurana:
em que:
Tult
= resistncia ltima do geotxtil;
ptest
= tenso de estouro;
dtest
= dimetro do dispositivo do ensaio de estouro (= 30 mm).
-
13
1. Estradas
Resistncia trao
Quando uma partcula de agregado pressionada sobre duas outras, mobiliza-se sobre o geotxtil
uma tenso de trao lateral ou em plano qualquer (Figura 1.1.3). Com isso possvel estimar qual
a mxima deformao que sofrer o geotxtil sob os calos formados pelas duas partculas inferiores
(Figura 1.1.3). Usando as dimenses mostradas na Figura 1.1.3, possvel determinar a mxima de-
formao que ocorrer no geotxtil, sem que haja deslizamento ou ruptura dos agregados.
Note que o resultado assumido independente do tamanho das partculas. Consequentemente, a
deformao no geotxtil poder ser maior que 33%, de acordo com os dados estimados. A tenso
mobilizada est relacionada presso exercida no agregado, conforme a seguinte equao:
em que:
Treqd
= resistncia grab no geotxtil;
p = tenso na superfcie do geotxtil;
dv = dimetro mximo do vazio entre as partculas slidas, d
v = 0.33d
a;
da = dimetro mdio entre as partculas de material granular;
f() = deformao que funo do alongamento do geotxtil.
-
1. Estradas
14
em que:
b = largura da abertura (ou vazio), e
y = deformao dentro da abertura (ou vazio).
O geotxtil deve resistir ao processo de instalao. Esse tipo de considerao no est relacionada
apenas funo de separao, sendo extremamente importante em todos os tipos de aplicao. O
mtodo de projeto sugerido para essa situao est esquematizado na Figura 1.1.4, e, para essas
condies, a fora vertical exercida sobre o geotxtil a seguinte:
Figura 1.1.3 Geotxtil sendo submetido tenso de trao, quando a presso na superfcie aplicada por uma base de agregado que tenta um espraiamento lateral (Koerner, 1998).
Resistncia ao puncionamento
-
15
1. Estradas
em que:
Freqd
= fora vertical requerida;
p = tenso na superfcie do geotxtil (aproximadamente 100% da presso dos pneus na superfcie
do terreno);
da = dimetro mdio entre as partculas de material granular;
S1 = fator de protruso = h
h/d
a;
hh = altura de protruso = h
h/d
a;
S2 = fator de escala para ajustar norma ASTM D4833;
S3 = fator de forma para ajustar norma ASTM D4833;
Ap = rea projetada da partcula puncionada;
Ac = rea do menor circulo circunscrito ao redor da partcula puncionada.
Figura 1.1.4 - Esquema do puncionamento em geotxteis (Koernerm 1998).
-
1. Estradas
16
Mtodo proposto por AASHTO
Trata-se de uma norma proposta por AASHTO, denominada Geotextile Specification for Highway Applications - AASHTO M 288-00, aplicada a geotxteis para uso em drenagem subsuperficial, sepa-rao, estabilizao, controle de eroso, proteo temporria e pavimentao. importante lembrar
que no uma norma baseada em critrios de sobrevivncia de acordo com as tenses de instala-
o, o que a torna vivel para a escolha do geotxtil sob classes prestabelecidas, e uma excelente
alternativa para estabelecer critrios de especificao tcnica.
Os requisitos para separao estabelecidos por AASHTO M 288-00 so aplicveis ao uso de geotx-teis para prevenir a mistura entre o solo do subleito e o material de cobertura (base, subbase, aterro,
etc.). A especificao pode ser tambm aplicada em situaes de pavimentos nos quais a separao
entre dois materiais distintos necessria, mas a percolao de gua no a funo principal.
A funo de separao apropriada a estruturas de pavimento construdas sobre solos com baixa
capacidade de suporte, ou seja, CBR > 3.
Requisitos para a escolha do geotxtil
O geotxtil dever seguir os requisitos das Tabelas 1.1.1 e 1.1.2. Todos os valores numricos apre-
sentados na Tabela 1.1.2 so representados por valores MARV (Minimum Average Roll Values) na direo principal mais fraca, exceto o AOS, cujos valores representados so MaxARV (Maximum Average Roll Values).
Tabela 1.1.1 Propriedades de resistncia requeridas de um geotxtil.
-
17
1. Estradas
Tabela 1.1.2 Propriedades requeridas a um geotxtil para separao.
Tabela 1.1.3 Requisitos para transpasse.
1.1.4 - EXEMPLO DE CLCULO
possvel determinar o tipo de geotxtil a utilizar com base nos critrios apresentados no item 1.1.3.
Uma vez que AASTHO oferece requisitos mnimos para a escolha do geotxtil como elemento de separao, interessante exemplificar sua utilizao a partir das tabelas citadas no item 1.1.3, e de
maneira simples especificar o geotxtil adequado.
Seguindo diretamente a Tabela 1.1.2, que relaciona os requisitos de separao para um geotxtil, possvel verificar que a classe escolhida a classe 2. Sendo assim, trabalha-se apenas com a coluna que faz referncia a essa classe na Tabela 1.1.1.
-
1. Estradas
18
Tabela extrada da Tabela 1.1.1, do item 1.1.3 desse manual.
O geotxtil Maccaferri que atende classe 2, estabelecida na Tabela 1.1.1, o MacTex No Tecido com os requisitos mnimos de AASHTO (www.maccaferri.com.br/downloads).
importante tambm observar os requisitos de transpasse mnimos, que se encontram na Tabela
1.1.3, cujo parmetro de referncia a capacidade de suporte do solo do subleito, medido segundo
o CBR (California Bearing Ratio).
-
19
1. Estradas
1.1.5 - ANTECEDENTES
SO PEDRO DGUA BRANCA
SEPARAO E REFOROProdutos: MacTex N 60.2 e MacGrid WG 40
Soluo
A empresa Vale, solicitante do projeto desta ferrovia, est sempre preocupada com a melhoria contnua e ambiental das ferrovias que administra. Durante a ex-ecuo de tal projeto optou-se pela utilizao de uma camada de 0.50 m de pedra racho a fim de regularizar a base do aterro, um geotxtil no-tecido com grama-tura de 300 g/m como elemento separador entre este racho com o solo de aterro e uma geogrelha tecida com 40 kN/m de resistncia trao longitudinal com o intuito de suprir as ms caractersticas de trao que o solo possua. Devido aplicao deste conjunto de solues, o aterro no apresentou qualquer problema com a passagem dos maquinrios sobre ele.
Nome do cliente:
VALE
Construtor:
Produtos usados:
Endocosil
Problema
Apesar de ser uma cidade de pequeno porte, So Pedro dgua Branca, localizada a oeste do estado do Maranho, o elo de ligao entre este estado com Tocantins e Par. Devido a isto, as ferrovias so extremamente importantes com o intuito de facilitar o transporte de cargas entre todas as regies do Brasil. No entanto, durante as passagens dos maquinrios havia um grande problema de acmulo de gua no aterro localizado prximo a esta ferrovia, saturando completamente este solo e, consequentemente, di-minuindo sua resistncia.
BRASIL, MARANHO
MacTex N 60.2 3440.00 mMacGrid WG 40 2040.00 m
Data da obra:Incio:Trmino:
Setembro / 2007Setembro / 2007
Figura 1.1.5 - Durante a obra
Figura 1.1.6 - Durante a obra
Figura 1.1.7 - Durante a instalao
-
1. Estradas
20
Figura 1.1.8 - Figura ilustrativa
Figura 1.1.9 - Durante a instalao Figura 1.1.10 - Durante a instalao
Figura 1.1.12 - Durante a instalaoFigura 1.1.11 - Durante a instalao
-
21
1. Estradas
1.1.6 - INSTALAO
A rea que ser coberta pelo geotextil dever ser preparada para estar em condio regular e uni-
forme, livre de entulhos e objetos protundentes, tal como pedras e rochas que causem obstculos
a essa cobertura.
O geotxtil dever ser imediatamente desenrolado (Figura 1.1.13) seguindo a sequncia de cober-
tura, no devendo ficar exposto luz do sol, durante a instalao e por mais de sete dias.
Aps ser desenrolado, no dever apresentar rugas excessivas, o que poderia ocasionar deforma-
es tambm excessivas durante sua vida de projeto.
O geotxtil no dever ser arrastado sobre o solo mole ou sobre objetos pontiagudos, pois isso
poderia danific-lo permanentemente.
Todas as partes desenroladas de geotxitl devero ser transpassadas em no mnimo 0.30 m (Figura
1.1.14), respeitando sempre os requisitos de transpasse da Tabela 1.1.3.
Pregos, pinos ou algum outro recurso recomendado pelo fabricante devero ser usados quando se
necessite fixar o geotxtil em um determinado lugar, at que o solo de cobertura seja colocado. O
material de cobertura dever ser colocado sobre o geotxtil de tal maneira que um mnimo de 15 cm
material esteja sempre entre as rodas dos veculos e o geotxtil (Figura 1.1.15.)
Os equipamentos de construo sero limitados em tamanho e peso, ou seja, recomenda-se que a
mxima profundidade em trilha de roda formada na camada de solo sobre o geotxtil seja de
10 cm a 15 cm. No permitido manobrar os pneus dos veculos sobre o geotxtil ou sobre o solo
de cobertura inicial (15 cm) de maneira brusca, pois isso induziria formao de rugas ou levanta-
mento excessivo do geotxtil. Para entrar ou sair com veculos sobre o geotxtil, so recomendados
movimentos suaves.
A compactao da primeira camada de solo sobre o geotxtil dever ser limitada a apenas uma
direo de colocao e espalhamento, no sendo permitido equipamento vibratrio nessa camada.
Aps a colocao da primeira camada, ou camada de acesso, e respeitando as recomendaes
citadas anteriormente, as operaes de terraplanagem podem transcorrer como especificadas em
projeto.
-
1. Estradas
22
Figura 1.1.13 - Desenrolar de geotxtil sobre superfcie regularizada.
Figura 1.1.15 - Aplicao e regularizao de material de cobertura.
Figura 1.1.14 - Aplicao de segundo rolo com realizao de transpasse.
-
23
1. Estradas
1.1.7 - NORMAS RELACIONADAS
1.1.8 - BIBLIOGRAFIA
ASTM D4632-91(2003) Standard Test Method for Grab Breaking Load and Elongation of Geotex-tiles;
ASTM D4533-91(1996) Standard Test Method for Trapezoid Tearing Strength of Geotextiles;
ASTM D4833 - 07 Standard Test Method for Index Puncture Resistance of Geomembranes and Re-lated Products;
ASTM D4491-99a(2004) Standard Test Methods for Water Permeability of Geotextiles by Per-mittivity;
ASTM D4751 - 04 Standard Test Method for Determining Apparent Opening Size of a Geotextile;
ASTM D4355-02 Standard Test Method for Deterioration of Geotextiles by Exposure to Light, Mois-ture and Heat in a Xenon Arc Type Apparatus.
AASHTO, (2000) Standard Specifications for Geotextiles Specification for Highway Applications - M288-00, American Association of State Transportation and Highway Officials, Washington DC;
AASHTO, (1993) Guide for the Design of Pavement Structures, American Association of State High-way and Transport Officials, Washington DC. Giroud, J.P. (1984), Designing with Geotextiles, Mater. Const. (Paris), Vol. 14, No. 82, 1981, pp. 257-272; Geotextiles and Geomembranes, Definitions, Properties and Designs, St. Paul, MN:IFAI;
Koerner, R. M., (1998) Designing with Geosynthetics (4th Edition), Prentice Hall, USA. pp. 150 161.
-
1. Estradas
24
1.2.1 - GENERALIDADES
1.2 - REFORO DE BASE DE PAVIMENTOS
1.2.2 - INTRODUO
1.2.3 - METODOLOGIA DE CLCULO
O seguimento rodovirio um dos ramos da engenharia mais atentos ao desenvolvimento tec-
nolgico. Encontrar materiais com caractersticas mecnicas que desenvolvam um melhor comporta-
mento para o rolamento do trfego uma preocupao constante, e, nesse aspecto, as solues em
geossintticos podem trazer melhorias importantes preveno e estabilidade desses materiais.
As camadas que compem o pavimento so, na maioria das vezes, espessas e compostas por materi-
ais de qualidade; por isso o controle tecnolgico importante, uma vez que pode influir significativa-
mente no tempo de vida til do pavimento. A utilizao de materiais geossintticos como elementos
de reforo na base dos pavimentos pode trazer uma srie de benefcios para a qualidade desses
materiais, alm de absorver parte dos efeitos mecnicos do trfego. Vantagens, como evitar defor-maes provenientes do subleito no pavimento, reduzir a possibilidade de aparecimento de trincas
por fadiga e reduo da camada granular, fazem parte de uma melhora de comportamento global
relativamente ao pavimento asfltico, e proporcionam conforto e segurana ao usurio da via.
Os geossintticos utilizados para reforo de vias permitem melhorar o funcionamento da estrutura
do pavimento, tendo por base uma espessura inicial de camada granular sem reforo geossinttico
para uma condio de carga (trfico) dada, comparada a uma espessura requerida com reforo
geossinttico, para a mesma condio de trfico.
A metodologia que aqui se apresenta permite calcular a reduo da espessura da camada granular
e fazer a adequada seleo do geossinttico como reforo da estrutura asfltica. Ser abordada demaneira simples a metodologia baseada na teoria utilizada para o reforo de estruturas no pavi-
mentadas sobre solos de subleito coesivos, definida por Giroud e Noiray.
Giroud e Noiray
Esta metodologia est baseada na teoria para o reforo de estruturas no-pavimentadas sobre solos
de subleito coesivos, definida por Jean Pierre Giroud e Laure Noiray, levando-se em conta o caso de vias no-pavimentadas uma vez que, durante o processo construtivo, apresentam-se condies
similares de esforo e deformao no subleito e nas camadas granulares; o geossinttico para re-
foro trabalha de maneira semelhante em ambos os casos, melhorando assim o comportamento da
camada estrutural completa da via.
-
25
1. Estradas
O solo da base ou sub-base considerado incompressvel, as deformaes produzidas logo abaixo
das rodas causam o levantamento do solo entre e ao lado das mesmas. Ao se posicionar um reforo
geossinttico dentro desse solo, as deformaes produzidas so transmitidas ao reforo, que se con-
verte a uma forma similar de onda, com o consequente surgimento de uma tenso de trao sobre
o referido reforo (Figura 1.2.1).
Quando um material flexvel tencionado apresenta a forma de onda, a presso na superfcie cncava
maior que a presso na superfcie convexa, o que conhecido como efeito membrana. Entre as
rodas (BB) e nos lados das rodas (AC), a presso aplicada pelo reforo sobre o subleito maior que
a presso aplicada pela camada granular sobre o reforo. Sob as rodas (AB), a presso aplicada pelo reforo sobre o subleito menor que a presso aplicada pelas rodas mais a camada de material
granular sobre o reforo. O reforo geossinttico garante dois efeitos positivos via:
Fornece o confinamento horizontal do subleito entre e aos extremos das rodas; Permite reduzir a presso aplicada pelas rodas no subleito.
A partir da equao 1.2.1 possvel calcular a espessura da camada granular para uma via reforada
com geossinttico no nvel do subleito, considerando a carga por eixo, a presso do pneu, a trilha de
roda e as caractersticas de resistncia do subleito (Su ou CBR). Obtendo-se a espessura da camada granular sem reforo e com reforo possvel avaliar a reduo de espessura do pavimento com a
utilizao de um reforo geossinttico.
Figura 1.2.1 Dinmica das estradas reforadas com geossintticos.
-
1. Estradas
26
Antes mesmo de utilizar-se a equao 1.2.1 devem ser seguidas as seguintes etapas do processo de
anlise do pavimento com reforo geossinttico:
1. Clculo da espessura granular para o caso dinmico sem reforo (h0).
2. Clculo da espessura granular para o caso quase-esttico sem reforo. Considerando um trfego
leve:
Considerando um trfego pesado:
Utilizando a equao 1.2.2 possvel calcular o valor de ho
iterativamente.
-
27
1. Estradas
3. Clculo da espessura granular para o caso quase-esttico com reforo.
Adotando-se um valor inicial para h, possvel determinar iterativamente a espessura da camada
granular para o caso quase-esttico com reforo.
De acordo com a Figura 1.2.2, possvel determinar as equaes para a, a e s.
Figura 1.2.2 Analogia geomtrica para deformao no reforo geossinttico.
2a2a'2a
e
B B As r st ttt
A
e
-
1. Estradas
28
Iterativamente, calcula-se o valor de h pela equao 1.2.1.
Dh = ho h
Hr = h0 - Dh
Se a > a:
Se a < a:
4. Reduo da espessura da camada granular, considerando reforo geossinttico.
5. Determinao da espessura da camada granular reforada com geossinttico.
Projeto de uma via pavimentada sobre solo mole com vida til de 20 anos.
Etapas de projeto:
Projeto da estrada no pavimentada (servicibilidade) Fase construtiva. Verificao da estabilidade da camada granular e sub-base para o caso pavimentado durante a vida til da via.
Su = 30000 Resistncia no drenada (N/m) - admitindo que 1% = 30 kPa Valor mximo: Su = 120000 N/mP = 80000 Carga mxima de eixo (N)
r = 0.075 Profundidade de afundamento. Aceitvel entre 0.075 a 0.15 (m)N = 1000 Nmero de passadas de eixo padro por dia em um ano
Pc = 480000 Presso do Pneu (N/m)
= 26.6 ngulo de distribuio de tenses (graus)e = 1.90 Distncia entre rodas (m)
1.2.4 - EXEMPLO DE CLCULO
-
29
1. Estradas
Reforo geossinttico MacGrid WG 40.
1. Clculo da espessura granular para o caso dinmico sem reforo:
2. Clculo da espessura granular para o caso quase-esttico sem reforo. Considerando um trfego
pesado:
Utilizando a equao 1.2.2 possvel calcular o valor de ho iterativamente.
-
1. Estradas
30
3. Clculo da espessura granular para o caso quase-esttico com reforo:
Adotando-se um valor inicial para h, possvel determinar iterativamente a espessura da camada
granular para o caso quase-esttico com reforo.
De acordo com a Figura 1.2.2 possvel determinar as equaes para a, a e s.
Figura 1.2.2 Analogia geomtrica para deformao no reforo geossinttico.
2a2a'2a
e
B B As r st ttt
A
e
-
31
1. Estradas
A partir do grfico tenso versus alongamento para a geogrelha MacGrid WG, possvel obter os valores para o Mdulo de rigidez de um especfico alongamento, da possvel, iterativamente, calcular, o valor de h pela equao 1.2.1.
Se a > a:
Se a < a:
s = 0,11
4. Reduo da espessura da camada granular considerando reforo geossinttico.
5. Determinao da espessura da camada granular reforada com geossinttico.
Dh = ho h = 0,22
Hr = h0 - Dh = 0,35
Figura 1.2.3 - Modelo de grfico tenso x alongamento de uma geogrelha.
-
1. Estradas
32
Depois de obter a espessura para a sub-base reforada considerando uma situao no-pavimen-
tada durante sua construo, os resultados obtidos devem ser integrados com os da situao para
uma via pavimentada. Isso possvel uma vez que, ao ser pr-tensionado, durante o perodo de
construo, o geossinttico permite que a estrada se encontre apta a receber uma camada asfltica,
devendo apenas ser feita uma regularizao da superfcie que dever receber o asfalto, retirando-se
assim as eventuais irregularidades que surgem pelo pr-estiramento da geogrelha (Figura 1.2.3).
Figura 1.2.4 a) Afundamento por trilha de roda durante a fase construtiva controlado pelo reforo geossinttico; b) regularizao da superfcie e posterior aplicao da camada asfltica.
(a) (b)
Figura 1.2.5 Esquema para o clculo de reforo de uma rodovia pavimentada.
-
33
1. Estradas
Consideraes de projeto para via pavimentada:
Roda simples, Fp = 90 kN; 150 passadas de roda por dia; Raio da rea carregada sob a roda, R = 0,20 m; Espessura de alfalto, Da = 0,10 m; ngulo de distribuio de carga no alfalto,
a = 45;
Peso especfico do alfalto, a = 20 kN/m.
1. Clculo da espessura da camada granular para a situao no pavimentada. Obtido no procedi-
mento anterior, Hr = 0.35m 0.40m.
2. Determinar R e R
R = R + Da . tan a
R = R + Hr . tan f,ac
R = 0,30 m
R = 0,64 m
Em que:
f,ac
= ngulo de distribuio da carga depois da compactao
3. Determinao da presso na camada granular (Pf)
4. Determinao da mxima capacidade de suporte da camada granular (Py), segundo Houlsby e
Jewel (1990).
Py = 06 . R.
f.N= 394 kPa
Tabela 1.2.1 Fatores de capacidade de suporte para camadas granulares (Vesic, 1975).
necessrio verificar a estabilidade da camada granular, calculada anteriormente.
-
1. Estradas
34
5. Estimar o trfego de projeto (Np). Deve ser calculado com base na vida til projetada para o pa-
vimento.
Em 20 anos, com 150 passadas por dia, tem-se que:
Np = 20 x 365 x 150 = 1.095.000 passadas.
6. Calcular a carga de roda equivalente (Fe).
As cargas dinmicas durante a vida til da via tm influncia sobre os recalques diferenciais no sub-
leito. Por levar em conta esses padres de carga repetitivas na verificao da capacidade de carga
do subleito, deve-se calcular uma carga de roda equivalente (Fe). Usando o trfego de projeto, que
o nmero de repeties do eixo padro ao longo da vida til do pavimento, pode-se determinar o
valor de Fe atravs da equao de De Groot et al., 1986.
7. Determinao da presso equivalente no subleito (Pes)
8. Determinao da mxima capacidade de suporte do subleito (Pu), segundo Houlsby e Jewel (1990),
em que Nc = 5,69 (N
c = fator de carga).
necessrio verificar a estabilidade do subleito.
-
35
1. Estradas
Caso o fator seja menor que 1,5, pode-se proceder da seguinte maneira:
Aumentar a espessura da camada granular; Aumentar o grau de compactao da camada granular; Utilizar materiais de melhor resistncia; Aumentar CBR do subleito atravs de consolidao ou mtodos artificiais.
-
1. Estradas
36
1.2.5 - ANTECEDENTES
LIEBHERR DO BRASIL
Piso em concreto reforado com fibras e reforo de base com geogrelhas.Produtos: Wirand FFG1 e Geogrelha MacGrid WG
Soluo
Como complemento ao uso das fibras de ao Wirand, com o intuito de se manter o mesmo elevado nvel tec-nolgico no reforo da base do piso, foram utilizadas geogrelhas tecidas MacGrid WG, para se contornar o problema do solo mole, criando assim uma base estvel para o apoio do piso, minimizando a possibili-dade de instabilidades, tornando o piso apto a receber as elevadas solicitaes relacionadas ao trabalho da empresa.
Nome do cliente:
Liebheer Brasil - Guaratinguet / SP
Construtor:
Produtos usados:
Sotep Construtora Ltda.
Problema
Visando maior rapidez na execuo, longa vida til e segurana quanto a esforos mecnicos e abraso, provenientes do maquinrio pesado que atuar so-bre essa rea, a empresa Liebherr adotou o uso de fibras de ao Wirand na execuo do piso em con-creto de sua fbrica em Guaratinguet, SP. Durante o preparo da base que receberia o piso em concreto fibro-reforado, foi detectado a presena de solo de baixa capacidade de suporte no local, o que poderia resultar em instabilidades e movimentaes do piso, comprometendo seu desempenho estrutural.
BRASIL, GUARATINGUET
320 toneladas de Fibras de Ao Wirand55.000 m de Geogrelhas MacGrid WG 45x45 kN/m
Data da obra:Incio:Trmino:
Outubro / 2007Maro / 2007
Figura 1.2.6 - Durante a obra
Figura 1.2.7 - Durante a obra
Figura 1.2.8 - Durante a obra
-
37
1. Estradas
Figura 1.2.9 - Esquema ilustrativo
Figura 1.2.10 - Obra concluda
Figura 1.2.12 - Obra concluda
Figura 1.2.11 - Obra concluda
Figura 1.2.13 - Obra concluda
-
1. Estradas
38
1.2.6 - INSTALAO
A seguir sero apresentadas as etapas de instalao.
1. Preparao do solo do subleito, por meio da limpeza e retirada de materiais que impeam a circu-
lao dos equipamentos de compactao (Figura 1.2.13);
2. Uma vez limpa e regularizada a superfcie, a geogrelha pode ser desenrolada, de maneira que se
encontre estirada e livre de rugas ou ondulaes excessivas (Figura 1.2.14);
3. Lanamento das camadas granulares em etapas, de maneira que se permita a entrada dos equipa-mentos de compactao. Recomenda-se que esse lanamento ocorra com equipamentos leves nas
primeiras camadas, e que o espalhamento do solo ocorra em V (Figura 1.2.15);
4. Etapas de compactao segundo critrios dos rgos rodovirios.
Figura 1.2.14 - Regularizao e limpeza da rea a ser reforada.
-
39
1. Estradas
Figura 1.2.15 - Geogrelha aplicada sobre superfcie regularizada.
Figura 1.2.16 - Lanamento de material granular sobre as geogrelhas.
-
1. Estradas
40
1.2.7 - NORMAS RELACIONADAS
1.2.8 - BIBLIOGRAFIA
ASTM D6637 - 01 Standard Test Method for Determining Tensile Properties of Geogrids by the Single or Multi-Rib Tensile Method;
ASTM D4354 - 99(2004) Standard Practice for Sampling of Geosynthetics for Testing;
ASTM D5262 - 07 Standard Test Method for Evaluating the Unconfined Tension Creep and Creep Rupture Behavior of Geosynthetics.
De Groot, M. (1986) Design method and guidelines for geotextile application in road construction, 3rd International Conference on Geotextiles, Viena, Vol 3, p.741;
Giroud, J.P., Ah-Line, C. and Bonaparte, R. (1985) Design of unpaved roads and trafficked areas with geogrids, Proc. Symp. on Polymer Grid Reinforcement in Civil Engineering, pp. 9-12, Lon-don;
Giroud, J.P. and Noiray, L. (1981) Geotextile-reinforced unpaved road design, Journal of Geotech-nical Engineering, ASCE, 107, 1233-1254;
Hausmann, M.R. (1987) Geotextiles for unpaved roads - A review of design procedures, Journal of Geotextiles and Geomembranes, 5, 201-233;
Holtz, R.D. and Sivakugan, N. (1987) Design charts for roads with geotextiles, Journal of Geotex-tiles and Geomembranes, 5, 191-199;
Houlsby G.T and Jewell R.A., Design of reinforced unpaved roads for small rut depths, Geotex-tiles, Geomembranes and Related Products, ed. G. den Hoedt, Balkema, Rotterdam, pp. 171 - 176, 1990;
Vesic, A.S. (1975) Bearing capacity of shallow foundations Foundation Engng Handbook Van Nostrand Reinhold, pp 121-147.
-
41
1. Estradas
1.3 - REPAVIMENTAO COM GEOTXTEIS
1.3.1 - GENERALIDADES
1.3.2 - INTRODUO
A utilizao de geossintticos em obras rodovirias vem se propagando em aplicaes e funciona-
lidades. Esses materiais apresentam particularidades que os tornam elementos fundamentais em
muitas obras rodovirias, como caso dos geotxteis desempenhando a melhora das condies de
pavimentos at ento totalmente rechaados sob condies de inspeo visual.
Atualmente existe uma busca incessante por melhoria das vias de trfego, e uma das alternativas
encontradas foi a utilizao de geotxteis como elemento retardador de trincas em pavimentos no-
vos, ou prolongamento da vida til de um pavimento j trincado, o que torna essa soluo muito
interessante de um ponto de vista cronolgico, pois h casos nos quais o pavimento atinge graus de
fissurao antes de completar seu ciclo de trabalho; o geotxtil como retardador de trincas pode ser
uma excelente soluo para esse problema.
A utilizao de geotxteis como elemento antirreflexo de trincas, na restaurao de pavimentos
flexveis, consiste na aplicao de uma camada intermediria entre o pavimento antigo e o novo,
formando uma membrana elstica que se integra ao pavimento, melhorando o comportamento no
que diz respeito propagao das trincas. O geotxtil atua direcionando e retardando a trinca, man-
tendo o pavimento impermevel, aumentando dessa forma a sua vida til.
O efeito dos geotxteis sobre pavimentos na restaurao da superfcie de rodovias asflticas e
sua incorporao construo asfltica so um mecanismo complexo, determinado por diversos
parmetros, como o tipo do geotxtil, o tipo da mistura asfltica, a impregnao do ligante no
geotxtil, a estrutura da superfcie e o processo construtivo de uma maneira geral. No possvel
avaliar o rendimento dos geotxteis para pavimentos considerando simplesmente sua resistncia
trao. Os principais fatores que contribuem para prolongar a vida til de uma estrada dependem
das condies da selagem que realiza o geotxtil para pavimentos impregnados em asfalto, da con-
sidervel uniformidade da unio e da resistncia fadiga por flexo da camada superior de mistura
asfltica.
-
1. Estradas
42
Materiais asflticos
Formao das trincas
O asfalto um slido ou lquido viscoso, composto por uma mistura complexa de hidrocarbonetos
no-volteis, solveis em tricloroetileno, e que abrandam com o aumento da temperatura. O ci-
mento asfltico um asfalto refinado ou uma combinao de asfalto refinado e leos fluidificantes,
de consistncia apropriada a trabalhos de pavimentao. Esses asfaltos refinados so muito rgidos,
e, para obter consistncia, deve-se mistur-los com leos ou resduos provenientes da destilao
do petrleo de base asfltica. Essa combinao de elementos torna o asfalto um material aderente,
impermevel e coesivo, capaz de resistir a esforos instantneos e fluir sob a ao de cargas perma-
nentes. Para desempenhar essas propriedades, o asfalto, aplicado em construo de pavimentos,
deve cumprir com algumas funes, como:
Contribuir para com a impermeabilizao do pavimento, sendo eficaz quanto penetrao da gua proveniente da precipitao.
Proporcionar uma ntima unio e coeso entre agregados, capaz de resistir ao mecnica de desagregao produzida pelas cargas dos veculos.
Segundo Pereira (2002), o trincamento dos revestimentos asflticos gerado pela solicitao fa-diga. Estas solicitaes podem ser geradas pelas cargas do trfego, que geram deflexes repetidas,
por expanso ou contrao do subleito, ou devido a mudanas cclicas de temperatura da camada
asfltica. Quando ocorrem estes movimentos so geradas tenses de cisalhamento ou de trao no
revestimento. Se estas tenses forem maiores que as tenses admissveis de cisalhamento e de tra-o do concreto asfltico, ocorre o surgimento de trincas na camada de revestimento.
As trincas, inicialmente, surgem na forma de microfissuras que, com o passar do tempo, e conse-
quentemente do aumento do nmero de ciclos de carga e descarga e/ou ciclos trmicos, aos quais
os pavimentos esto submetidos, crescem e se ligam, formando uma trinca.
Segundo Colombier (1989), citado por Pereira (2002), o aparecimento das trincas em pavimentos asflticos decorrente dos seguintes fatores:
Fadiga: ruptura da camada pela passagem de cargas repetidas aps um determinado nmero de ciclos;
Retrao: em locais com temperaturas muito baixas, combinadas utilizao de camadas esta-bilizadas com ligantes hidrulicos (cimento, cal, etc.), surge a retrao das camadas do pavimento,
favorecendo a formao de trincas;
Movimentao do subleito: movimento vertical diferencial entre os bordos das trincas, provocados pelo aumento de umidade, recalques, retrao hidrulica e expanso;
-
43
1. Estradas
Defeitos construtivos: gerados por uma composio inadequada das camadas do pavimento, m execuo de juntas longitudinais e deslocamento das camadas.
A propagao das trincas o resultado de trs etapas com diferentes mecanismos, dependentes
dos tipos de solicitao atuantes na camada de revestimento. Estes mecanismos so (Tosticarelli e
Godoy, 1993):
Incio do fissuramento: corresponde ao momento do incio da fissura na camada de revestimento, a partir de defeitos pr-existentes na camada de revestimento antigo. Figura 1.3.1a;
Crescimento estvel da trinca: crescimento lento da fissura; corresponde a seu crescimento verti-cal, na camada de revestimento, a partir da concentrao de tenses que provocam a abertura da
trinca, devido s solicitaes do trfego e da temperatura. Figura 1.3.1b;
Propagao instvel da trinca (aparecimento e propagao na superfcie, ruptura). a fase final e corresponde ao aparecimento da trinca na superfcie do revestimento. Figura 1.3.1c.
Se o material em torno da trinca for capaz de absorver a variao da energia de deformao as-sociada a altas deformaes sem ruptura, ento o crescimento da trinca ser inibido. Isto , se a
resistncia do material em torno da trinca for alta, a trinca poder no se propagar sob as cargas.
Figura 1.3.1 Etapas do Trincamento, Pereira (2002).
-
1. Estradas
44
Para os casos em que o crescimento da trinca lento, o fator de intensidade de tenses, num pro-
cesso instvel, no excede a tenso crtica de um carregamento no processo estvel; a taxa de cresci-
mento da trinca determinar o tempo necessrio para a propagao at a superfcie da camada de
reforo. Uma lei do crescimento da trinca a Lei de Paris, desenvolvida considerando-se a mecnica da fratura, e que relaciona a taxa de crescimento em relao ao nmero de aplicaes de carga para
a tenso associada, ou para o fator de intensidade associado a cada carregamento aplicado. Uma
das formas da lei (Monismith e Coetezee, 1980):
em que:
c = o comprimento da trinca;
N = o nmero de aplicaes de carga;
K = o fator de intensidade de tenses;
A e n = so parmetros experimentais dependentes do tipo de material e da temperatura.
Entre as tcnicas de retardamento da reflexo das trincas est a das camadas intermedirias de
desvio de trincas, que atua redirecionando temporariamente a trinca para a horizontal. Esse redire-
cionamento temporrio o incremento vida de fadiga.
O principal grupo de materiais que atuam no redirecionamento das trincas para a horizontal o dos
geossintticos, destacando-se o geotxtil no-tecido e a geogrelha. O geotxtil impregnado com
betume, alm do redirecionar das trincas, impermeabiliza as camadas inferiores, contribuindo com
o bom desempenho do pavimento, mesmo aps a reflexo das trincas.
As trincas podem apresentar as seguintes configuraes (Colombier, 1989 citado por Pereira, 2002),
Figura 1.3.2:
Trincas isoladas:
trinca longitudinal (paralela ao eixo da pista); trinca transversal (perpendicular ao eixo da pista); trincas oblquas (raramente existentes).
Trinca interligada:
tipo bloco; tipo couro de jacar.
-
45
1. Estradas
Figura 1.3.2 Tipos de Trincas (Colombier, 1989 citado por Pereira, 2002).
Figura 1.3.3 Mecanismo da Propagao das Trincas (Monismith e Coetzee, 1980 citado por Pereira, 2002).
A hiptese mais razovel para o aparecimento das trincas na superfcie a de que, primeiramente,
a trinca cresa verticalmente, aparecendo na superfcie como um ponto, e ento cresa horizontal-
mente. Se o mecanismo for como o da Figura 1.3.3, a trinca ter seu incio na trilha de roda (Monismith e Coetzee, 1980, citado por Pereira, 2002).
-
1. Estradas
46
O mecanismo da propagao das trincas por efeito do trfego, temperatura e combinao de ambos
apresentado na Figura 1.3.3 (Monismith e Coetzee, 1980). A teoria da mecnica da fratura afirma que o trincamento pode ser atenuado por dois diferentes mecanismos:
a) Delimitao e separao do reforo causando a trinca tip to turn no plano do pavimento. Esse
mecanismo se aplica compreenso da atuao das camadas intermedirias com geotxtil;
b) Uso de material na interface apto a resistir a altas deformaes nas trincas sem ruptura ou trans-
ferncia de deformaes para o reforo.
O mecanismo associado ao emprego dos geotxteis impregnados com emulso asfltica, na inter-
face entre o pavimento antigo e a camada de reforo, baseia-se no fato de que essa nova camada
atuar como um plano de fraqueza. Nesta interface ocorrer a mxima concentrao de energia
de deformao plstica, o que resultar na mxima concentrao de tenses. Com isto, o plano de
fraqueza tender a separar a camada intermediria da trincada, e, caso esse vnculo na interface dos
materiais seja suficientemente fraco em relao energia necessria para o trincamento do material
de reforo, falhando antes que a trinca se propague para a camada de reforo, a trinca se propagar
na horizontal. Com este redirecionamento da trinca, parte da energia gasta em sua propagao ser
utilizada para gerar um descolamento localizado, reduzindo a densidade de energia que originaria a
reflexo da trinca para a camada de reforo.
Entretanto, se o material em torno da trinca for capaz de absorver a variao da energia de de-
formao associada a altas deformaes sem ruptura, a reflexo da trinca ser inibida. Isto , se a
resistncia do material em torno da trinca for alta, a trinca poder no se propagar com a aplicao
das cargas.
1.3.3 - METODOLOGIA
A metodologia utilizada no projeto para preveno de trincas em pavimentos betuminosos utilizando
geotxteis est baseada na definio do fator de efetividade do tecido (FEF), cuja determinao se d
mediante ensaios em laboratrio. Quantitativamente esse fator definido pela seguinte relao:
-
47
1. Estradas
em que:
FEF = fator de efetividade do tecido;
Nr = Nmero de ciclos que causam a falha no caso reforado;
Nn = Nmero de ciclos que causam a falha no caso no reforado.
O valor de FEF pode variar de 2.1 a 15.9, como apresentado na Tabela 1.3.1. De posse do valor de
FEF possvel simplesmente modificar os mtodos de cobertura de asfalto para o caso com geotxtil.
Nesse caso o mtodo considerado o Nmero de Trfego de Projeto (DTN), em que o projeto da
cobertura baseado na seguinte modificao:
Tabela 1.3.1 Resultados dos ensaios de laboratrio sobre o ciclo de vida dinmico, mostrando o efeito do geotxtil e do mdulo secante, Koerner (1998).
-
1. Estradas
48
1.3.4 - EXEMPLO DE CLCULO
O Exemplo de clculo a seguir foi extrado de Koerner, 1998, pg. 269.
Uma via interurbana de duas pistas suporta uma carga mdia de 4000 veculos por dia, dos quais
400 (10%) correspondem a caminhes pesados de 135 kN de massa no total. A carga por eixo simples foi limitada a 80 kN. O trafego aumentar a uma taxa de 4% por ano. O pavimento exis-tente consiste em 75 mm de concreto asfltico e 200 mm de base de pedra britada, sobre um CBR de 50%.
O pavimento se encontra em boas condies, porm as avaliaes visuais indicam que necessrio
um reforo. Determinar a espessura da camada asfltica necessria para um perodo de projeto de
20 anos:
a) Sem usar geotxtil; b) Usando geotxtil com FEF = 2,1;
c) Comparar as duas espessuras obtidas em (a) e (b).
a) Para a soluo do problema ser usado o procedimento de clculo apresentado na referncia
tcnica The Asphalt Institute (1977), que determina um nmero de trfego de projeto igual a 90 e um fator de ajuste de 1,49 (Figura 1.3.4), resultando em um nmero de trfego de projeto para o
caso sem aplicao do geotxtil de:
DTNn = 90 x 1,49 = 134.
Usando o valor de DTN e um CBR de 5% possvel, pela Figura 1.3.4, determinar a espessura de
pavimento em concreto asfltico para um perodo de projeto de 20 anos.
-
49
1. Estradas
Figura 1.3.4 Espessura requerida para a estrutura do pavimento em concreto asfltico usando o CBR do solo do subleito (The Asphalt Institute,1977).
-
1. Estradas
50
A espessura requerida ser de Dreq
= 243 mm.
A espessura efetiva do pavimento existente (Dant
), calculando usando-se o fator de carga de 0,80 no
asfalto existente e 0,40 na base da estrutura do pavimento (The Asphalt Institute, 1977), igual a:
Dant
= 75 . 0,80 + 200 . 0,40 = 140 mm
Consequentemente, a espessura da camada de pavimento sem geotxtil (Dsg) :
Dsg = D
req D
ant = 243 140 = 103 mm
b) Para o caso com geotxtil:
DTN = DTNn / FEF
Considerando o geotxtil tipo C da Tabela 1.3.1, possvel obter o valor de FEF e calcular o novo
valor de DTN.
DTN = 134 / 4,8 = 27,92
Utilizando a Figura 1.3.4 uma vez mais para um CBR de 5%, determina-se um novo valor da espe-
ssura da camada asfltica.
Dar = 213 mm
Consequentemente, a espessura da camada de pavimento com geotxtil (Dgeo
) :
Dgeo
= 213 140 = 73 mm
c) Comparar as duas espessuras obtidas em (a) e (b).
Deco
= 103 73 = 30 mm
-
51
1. Estradas
1.3.5 - ANTECEDENTES
AVENIDA BRASIL
REPAVIMENTAO ASFLTICAProduto: Geotxtil MacTex 200
Soluo
A Univali Universidade do Vale do Itaja em parceria com a Maccaferri do Brasil, aproveitando o programa de recuperao viria, ofereceu ao municpio a pos-sibilidade da realizao de um trecho de prova de repavimentao asfltica com geotxtil no tecido como elemento separador de camadas. A execuo do trecho teve acompanhamento atravs da equipe tcnica da Maccaferri e de alunos da Univali que desenvolveram um trabalho de concluso de curso baseado no evento. O sucesso do ensaio foi fator predominante para posteriores trabalhos no segmento de pavimentao desenvolvidos pela prefeitura com a colaborao da Univali.
Nome do cliente:
P.M. DE BALNERIO DE CAMBORI - SC
Construtor:
Produtos usados:
VIAPAV
Problema
A Prefeitura Municipal de Balnerio Cambori iniciou no segundo semestre de 2004 um programa de repa-vimentao asfltica das principais vias urbanas do municpio.Entre elas est a Avenida Brasil, que juntamente com a Avenida Atlntica forma o principal eixo virio Norte-Sul do municpio. O programa iniciou-se an-tes do perodo de frias de final de ano, justamente em funo do considervel aumento do trfego de turistas que a cidade costuma receber todos os anos nesta poca.
BALNERIO CAMBORI-SC - BRASIL
215m2 de Geotxtil MacTex 200.
Data da obra:Incio:Trmino:
Outubro / 2004Dezembro / 2004
Figura 1.3.7 - Durante a obra
Figura 1.3.6 - Durante a obra
Figura 1.3.5 - Durante a obra
-
1. Estradas
52
Figura 1.3.11 - Durante a obra
Figura 1.3.8 - Seo Transversal Tpica
Figura 1.3.9 - Durante a obra
Figura 1.3.12 - Durante a obra
Figura 1.3.10 - Durante a obra
-
53
1. Estradas
1.3.6 - INSTALAO
Taxas de aplicao da Emulso Asfltica
Equipamentos
A taxa de aplicao d-se em funo do grau de trincamento, da porosidade do pavimento antigo
e da capacidade de absoro do geotxtil a ser utilizado. A pelcula de emulso asfltica deve ser
suficiente para fazer a ligao entre o geotxtil e o pavimento existente.
Para que sejam obtidos os efeitos de absoro de tenses e aderncia adequada da camada asfl-
tica de recapeamento, h que prestar ateno taxa de aplicao do ligante asfltico; este deve ser
suficiente para a impregnao da manta geotxtil, bem como para a ligao entre o revestimento
antigo e o revestimento novo. A quantidade de emulso asfltica aplicada deve ser suficiente para
determinar a quantidade de resduo asfltico. Recomendam-se, de maneira geral, as seguintes taxas
de aplicao de ligante asfltico:
As taxas de aplicao de ligante asfltico residual devem ser estabelecidas no projeto e ajustadas em
campo no incio dos servios, conforme as condies particulares de cada obra.
Antes do incio dos servios, todo equipamento deve ser examinado e aprovado pelo rgo respon-
svel pela estrada. Os equipamentos bsicos para a execuo do tratamento antirreflexo com
geossintticos compreende as seguintes unidades:
a) Depsitos de material asfltico, com sistema completo, com bomba de circulao, e que permi
tam, quando necessrio, aquecimento adequado e uniforme; devem ter capacidade compatvel com
o consumo da obra no mnimo para um dia de trabalho;
b) Caminho distribuidor de emulso asfltica, com sistema de aquecimento, bomba de
presso regulvel, barra de distribuio de circulao plena e dispositivos de regulagem horizontal
e vertical, bicos de distribuio calibrados para asperso em leque, tacmetros, manmetros e ter-
mmetros de fcil leitura, e mangueira de operao manual para asperso em lugares inacessveis
Tabela 1.3.2 Taxas de aplicao.
-
1. Estradas
54
barra; o equipamento espargidor deve possuir certificado de aferio atualizado, que dever ser
aprovado pelo rgo responsvel pela via; a aferio deve ser renovada a cada quatro meses, como
regra geral, ou a qualquer momento, caso a fiscalizao julgue necessrio; ao decorrer da obra deve-
se manter o controle constante de todos os dispositivos do equipamento espargidor;
c) Equipamento para desenrolar o geotxtil ou a geogrelha, conhecidos como pendurais;
d) Rolo de pneus autopropelido, de presso regulvel entre 0,25 MPa a 0,84 MPa, ou 2,50 kg/cm a 8,80 kg/cm;e) Vassouras mecnicas ou manuais;f) Compressor de ar com potncia suficiente para promover, por jateamento, a perfeita limpeza da
superfcie;
g) P-carregadeira ou retroescavadeira.
Alm dos equipamentos acima, podem ser utilizados outros equipamentos, desde que aceitos pela
fiscalizao.
Condies Preliminares
a) No permitida a execuo dos servios durante dias de chuva ou sob o risco de chuva;
b) Corrigir panelas, depresses, deformaes na trilha de rodas, escorregamentos etc., eventual-
mente existentes, antes da execuo do tratamento antirreflexo de trincas;
c) A emulso asfltica no deve ser aplicada em superfcies molhadas;
d) Nenhum material asfltico deve ser aplicado com temperatura ambiente inferior a 10C;
e) Antes do incio das operaes de execuo, deve-se limpar a pista com o intuito de eliminar to-
das as partculas de p, lamelas, material solto e tudo que possa prejudicar a boa ligao da pista a
revestir. Dependendo da natureza e do estado da superfcie, devem ser usadas vassouras manuais
ou mecnicas, ou jatos de ar comprimido, de forma isolada ou conjunta, para propiciar a melhor
limpeza possvel superfcie;
f) O incio da execuo do tratamento antirreflexo de trincas est condicionado aferio do
equipamento espargidor de material asfltico. Deve-se verificar o perfeito funcionamento dos bicos
espargidores de modo a distribuir o material uniformemente, determinando a vazo da emulso
em funo da velocidade do veculo, para assim atender taxa de aplicao indicada no projeto ou
determinada experimentalmente;
g) Deve-se evitar a sedimentao das emulses nos depsitos por meio de sua circulao peridica.
Execuo
-
55
1. Estradas
Condies Gerais de Execuo
a) O ligante deve ser aplicado de uma nica vez, em toda a largura da faixa a ser tratada;
b) A superfcie na qual deve ser aplicado o tratamento antirreflexo no deve apresentar gua re-
sidual sobre o pavimento, para no prejudicar a aderncia entre o revestimento antigo, o geotxtil
e a camada de recapeamento;
c) No caso de recapeamento de pavimentos rgidos, quando ocorrer movimentao vertical excessiva
das juntas, elimin-la mediante estabilizao da base, e selar as juntas das placas.
Limpeza da pista
A superfcie onde a manta for aplicada deve estar o mais limpa possvel, uma vez que a poeira pode
reduzir a aderncia. recomendvel a limpeza por meio de vassoura mecnica seguida por jato de
ar comprimido, obrigatria, no caso de superfcies fresadas ou com grau de desagregao superficial
elevado.
Primeira aplicao do ligante asfltico
Para a primeira aplicao do ligante asfltico, recomenda-se de 70% a 80% da taxa de projeto ou definida experimentalmente; essa taxa deve ser compatvel com o tipo de geotxtil utilizado, ou seja,
quanto mais espesso o geotxtil, maior deve ser a taxa de ligante (Tabela 1.3.2).
A taxa de aplicao deve ser controlada atravs de pesagem de bandejas antes e depois da aplica-
o, permitindo a correo na segunda aplicao, compensando eventual diferena.
Em caso de aplicao sobre superfcies fresadas, deve-se considerar que a emulso asfltica aplicada
para a impregnao e ligao da manta com o pavimento existente tende a se concentrar na parte
mais baixa das corrugaes, reduzindo a aderncia da manta, se a taxa de emulso for insuficiente.
O tempo de ruptura, ou seja, cura da emulso asfltica, est diretamente relacionado s
condies climticas, vento, umidade e temperatura local.
Aplicao do geotxtil
A colocao do geotxtil deve ser executada somente aps a constatao da ruptura da emulso
asfltica, pois a presena de gua entre o geotxtil e o revestimento antigo prejudicial ao desem-
penho do tratamento antirreflexo.
A colocao do geotxtil pode ser efetuada manualmente, com um pendural instalado em uma
p- carregadeira com a caamba levantada, ou com equipamento especifico.
Devem ser tomados todos os cuidados, no sentido de se limitar a formao de ondulaes ou rugas,
por meio da aplicao de tenso apropriada enquanto a manta estiver sendo desenrolada.
-
1. Estradas
56
Na ocorrncia de eventuais rugas, estas devem ser eliminadas mediante corte e emenda de topo
com sobreposio mnima.
As unies longitudinais e transversais das mantas de geotxteis devem se feitas por emenda de topo,
com sobreposio entre 20 cm e 30 cm. Evitar sobreposies nas regies de solicitao das cargas do
trfego; nas reas de sobreposio deve-se aplicar uma sobretaxa de ligante asfltico, para garantir
uma perfeita impregnao.
Compactao do geotxtil
A compactao do geotxtil deve ser executada com rolo pneumtico com baixa presso, de 0,28
MPa a 0,35 MPa, ou de 2,80 kg/cm a 3,60 kg/cm.
Duas ou trs passadas do rolo de pneus so suficientes para induzir a penetrao do ligante asfl-
tico no geotxtil, bem como para promover a aderncia completa entre o geotxtil e o pavimento
subjacente.
Segunda aplicao do ligante asfltico
Na segunda aplicao do ligante asfltico, a taxa de emulso deve ser aquela que complementa a
taxa total de projeto, geralmente cerca de 20% a 30% da taxa total.
Salgamento da superfcie
Aps a ruptura da emulso asfltica, executa-se a operao de salgamento da pintura de ligao, es-
palhando-se manualmente concreto asfltico, o mesmo a ser utilizado na camada de recapeamento
ao longo da faixa das trilhas da esteira vibroacabadora e dos pneus dos caminhes basculantes, para
que o trnsito desses equipamentos no danifique a manta.
Aplicao e compactao do concreto asfltico
A aplicao e a compactao da camada de concreto asfltico deve seguir as orientaes da especi-
ficao do rgo responsvel pela via para concreto asfltico.
-
57
1. Estradas
Figura 1.3.13 - Preparao e limpeza de rea para posterior aplicao de ligante asfltico.
Figura 1.3.14 - Colocao de geotxtil aps ruptura de emulso asfltica.
Figura 1.3.15 - Compactao do geotxtil aplicado sobre emulso. Figura 1.3.16 - Compactao do concreto asfltico.
-
1. Estradas
58
1.3.7 - NORMAS RELACIONADAS
1.3.8 - BIBLIOGRAFIA
The Asphalt Institute (1977), Asphalt Overlays and Pavement Rehabilitation, Manual Series No 17 (MS-17), College Park, MD;
ABNT NBR1282403 Determinao da resistncia trao no-confinada - Ensaio de trao de
faixa larga;
ABNT NBR13359-95 Determinao da resistncia ao puncionamento esttico - Ensaio com pisto
tipo CBR;
ASTM D4632-91(2003) Standard Test Method for Grab Breaking Load and Elongation of Geotex-tiles;
ASTM D4833 - 07 Standard Test Method for Index Puncture Resistance of Geomembranes and Re-lated Products;
ASTM D4533-91(1996) Standard Test Method for Trapezoid Tearing Strength of Geotextiles;
ASTM D4491-99a(2004) Standard Test Methods for Water Permeability of Geotextiles by Per-mittivity;
ASTM D4751 - 04 Standard Test Method for Determining Apparent Opening Size of a Geotextile.
Koerner, R. M., (1998) Designing with Geosynthetics (4th Edition), Prentice Hall, USA. pp. 263 270;
Monismith, C. L., COETZEE, N. F., 1980, Reflection Cracking: Analyses, Laboratory Studies, and Design Considerations. Asphalt Paving Technology, pp 268-313, Louisville, Kentucky, U. S. A;
Pereira, A. S. (2002) Utilizao de Geotxteis em Reforo de Pavimento aplicado em um Trecho Experimental, XIV, 195 p. 29,7 cm (COPPE / UFRJ, M.Sc., Engenharia de Transportes) Tese - Univer-sidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE;
The Asphalt Institute (1977), Asphalt Overlays and Pavement Rehabilitation, Manual Series No 17 (MS-17), College Park, MD;
Toscarelli, J., Godoy, S., 1993, Uso de geotextiles para prevenir reflexion de fisuras en la rehabilita-cion de pavimentos, 7 Congresso Ibero-Latinoamericano del Asfalto, Venezuela, T3-04.
-
59
1. Estradas
1.4 - SISTEMA DE DRENAGEM SUBSUPERFICIAL
1.4.1 - GENERALIDADES
1.4.2 - INTRODUO
Durante os projetos de construo das obras, cujo lenol fretico encontra-se elevado ou em condio
quase aflorante, ou seja, subsuperficial, fazem-se necessrios o seu rebaixamento e a conduo de
suas guas a pontos especficos. Uma das tcnicas empregadas para solucionar tal problema a
utilizao de trincheiras como elementos de drenagem subsuperficial, instaladas a intervalos e em
profundidades especificas, definindo o rebaixamento do nvel fretico em nveis previamente deter-
minados.
Escolhida a soluo de drenagem subsuperficial por trincheiras para rebaixamento de lenol fretico
em rodovias, cabe definir um mtodo para determinar o espaamento e a profundidade
das trincheiras. Um dos mais usados o mtodo prtico criado por McClelland (1943), que permite obter, alm dos parmetros j citados, a vazo do sistema e uma estimativa do tempo necessrio
para o sistema entrar em regime e liberar a entrada de equipamentos no local. A Figura 1.4.1 mostra
o esquema de rebaixamento fretico proposto por McClelland em suas pesquisas, proposio que condiz perfeitamente com a superfcie fretica em sua condio de equilbrio.
Figura 1.4.1 Representao do rebaixamento da superfcie fretica causado pela utilizao de drenagem por trincheira.
-
1. Estradas
60
1.4.3 - METODOLOGIA DE CLCULO
Por meio do baco da Figura 1.4.2 ou da Tabela 1.4.1, proposto por McClelland, possvel obter a vazo, por metro, que cada tubo inserido no dreno ir suportar e, com isso, dimensionar o sistema
de drenagem necessrio para captar e transportar o fluxo de guas gerado pelo rebaixamento do
lenol fretico.
Figura 1.4.2. baco interpolando as condies impostas pelo mtodo proposto por McClelland (1943).
Tabela 1.4.1 Correlaes obtidas pelas ex-perincias de McClelland.
-
61
1. Estradas
As variveis que se encontram tanto na Tabela 1.4.1 quanto na Figura 1.4.2 so definidos como:
D = Diferena de cotas entre o lenol fretico, antes da drenagem, e o N.A. mximo nos drenos
[m];
L = Distncia entre os drenos [m];d = Rebaixamento mnimo do nvel fretico [m];
k = Coeficiente de permeabilidade do solo [m/s];y = Relao entre volume de gua livre e volume de solo, usualmente da ordem de 0,01, podendo
variar de 0,05 (areias) a 0,02 (argilas);
t = Tempo para estabilizar o nvel do lenol rebaixado, em segundos.
Aps obter a vazo do sistema segudo o mtodo de McClelland possvel determinar a eficcia do geocomposto drenante MacDrain TD. A seguir ser apresentado um exemplo que mostra como pode ser dimensionado um sistema de drenagem por trincheira em rodovias usando o mtodo de
McClelland.
A metodologia de McClelland foi utilizada para a determinao dos influxos subterrneos que atin-gem os drenos profundos longitudinais por unidade de comprimento, bem como para prever o
tempo necessrio para estabilizar o nvel rebaixado do lenol fretico, considerando-se as condies
da Figura 1.4.3.
O coeficiente de permeabilidade do solo foi considerado igual a 10-4 cm/s.
1.4.4 - EXEMPLO DE CLCULO
Figura 1.4.3 Seo tipo que apresenta as condies de contorno para o exemplo.
-
1. Estradas
62
Relaes de McClelland
Figura 1.4.4. Esquema proposto por McClelland.
Onde:
D = Diferena de cotas entre o lenol fretico, antes da drenagem, e o N.A. mximo nos drenos
[m];
L = Distncia entre os drenos [m];d = Rebaixamento mnimo do nvel fretico [m];
k = Coeficiente de permeabilidade do solo [m/s];y = Relao entre volume de gua livre e volume de solo, usualmente da ordem de 0,01, podendo
variar de 0,05 (areias) a 0,02 (argilas);
t = Tempo para estabilizar o nvel do lenol rebaixado, em segundos.
O valor de y estimado para o solo foi y = 0,035, a mdia entre solos argilosos y = 0,02 e solos areno-
sos y = 0,05.
d/D = 0,58;
tkD/wy = 0,036;q/Dk = 0,78;t = 654998 s = 7,58 dias;q = 1,755 . 10-6 . L.
Tabela 1.4.1 Correlaes obtidas pelas ex-perincias de McClelland.
-
63
1. Estradas
Para se obter a capacidade de vazo do MacDrain TD, necessrio determinar a tenso a que este estar submetido. Adota-se, em favor da segurana, um valor aproximado para o coeficiente de
empuxo no repouso K0 = 0,40; obtm-se assim a tenso horizontal efetiva:
P = . h . K0 = 18 . 1,40 . 0,4 10,00 kPa
Em que:
o peso especfico do solo, em kN/m;h a altura da trincheira, em m.
Utilizando a ficha tcnica do MacDrain TD (Tabela 1.4.2), obtm-se os seguintes valores para o gradiente hidrulico igual a 1:
Verificando o dado obtido com os dados da Tabela 1.4.2, obtm-se, para P = 10 kPa, uma capaci-dade de vazo (favoravelmente segurana) de 2,84 l/s.m para o MacDrain TD.
Verificao da capacidade de vazo do MacDrain TD
Tabela 1.4.2 Capacidade de vazo do MacDrain TD.
Figura 1.4.5 Detalhe do MacDrain TD.
tubo drenante
h
1,00 m
-
1. Estradas
64
Pelas normas, tem-se que aplicar os seguintes fatores de reduo para o geocomposto drenante
MacDrain:
FRIN = 1,05 (Intruso do solo);
FRCR
= 1,20 (Fluncia CREEP);
FRCC
= 1,10 (Colmatao qumica);
FRBC
= 1,15 (Colmatao biolgica).
Com isso obtm-se a vazo admissvel do sistema utilizando MacDrain TD:
QAdmMacDrain = QMacDrain / (FRIN . FRCR . FRCC . FRBC) = 1,78 l/s.m
A vazo encontrada, 1,78 l/s.m, representa a vazo admissvel para a trincheira com MacDrain TD. Considerando uma tubulao drenante como ponto de captao e disciplinador do fluxo, possvel
avaliar o nvel de descarga mximo da trincheira, obtido a partir de tabelas fornecidas pelos fabri-
cantes de tubos drenos perfurados, e compar-lo ao valor obtido para o sistema de drenagem pelo
mtodo de McClelland.
A Tabela 1.4.3 mostra valores tpicos comerciais para vazes em tubulaes tubos perfurados com
100 mm de dimetro.
Tabela 1.4.3 Vazes de fluxo para tubos drenos perfurados.
-
65
1. Estradas
1.4.5 - ANTECEDENTES
DER - SP
TRINCHEIRA DRENANTEProduto: MacDrain TD
Soluo
A soluo adotada foi a substituio dos drenos con-vencionais por um sistema formado por geocompostos para drenagem MacDrain TD, um geossinttico espe-cialmente desenvolvido para trincheiras drenantes. Devido o grande volume de gua previsto, utilizou-se um tubo perfurado de 15 cm de dimetro para coletar a gua drenada. Para a remoo do dreno existente e sucessiva instalao do novo sistema, as valas foram abertas com 0,50 m de largura eprofundidade de 1,20 m com auxlio de uma retroes-cavadeira.
Nome do cliente:
DER Votuporanga
Construtor:
Produtos usados:
CMB Engenharia Ltda.
Problema
A SP-461 uma rodovia de pista simples, que interliga a cidade de Votuporanga Nhandeara.Os drenos existentes, foram executados h muito tempo, na poca que a rodovia foi construda, e atual-mente no apresentavam mais a eficincia necessria de escoamento das guas pluviais. Era necessria, portanto, a substituio urgente destes drenos pois o pavimento j apresentava alguns indcios de mau funcionamento em funo deste problema.
VOTUPORANGA- SP - BRASIL
340 metros lineares de MacDrain TD 0,9 x 20,0 m
Data da obra:Incio:Trmino:
Fevereiro / 2007Fevereiro / 2007
Figura 1.4.8 - Durante a obra
Figura 1.4.7 - Durante a obra
Figura 1.4.6 - Durante a obra
-
1. Estradas
66
Figura 1.4.12 - Durante a obra
Figura 1.4.9 - Seo Transversal Tpica
Figura 1.4.10 - Durante a obra
Figura 1.4.13 - Durante a obra