Perguntas e Respostas

Qual o Conceito de Pavimento Econômico?

As Perguntas e Respostas foram extraídas do Livro “Pavimentos Econômicos – Tecnologia do uso dos solos finos lateríticos” (2009) de autoria de Douglas Fadul Villibor e Job Shuji Nogami.

Qual o Conceito de Pavimento Econômico? 

É o pavimento que:

  • Utiliza base constítuida de materiais naturais ou misturados com pequena porcentagem de agregado, cujos custos de execução são substancialmente menores do que aqueles apurados nas bases tradicionais, como: brita graduada, macadame hidráulico, solocimento, etc.
  • Utiliza revestimento betuminoso, tipo tratamento superficial duplo ou triplo, com espessura máxima de 3 cm e, frequentemente, da ordem de 1,5 cm.
  • Suporta um tráfego máximo do tipo médio, com Nt ?106 solicitações do eixo simples padrão de 80 kN.
    A figura A.1 exemplifica uma secção transversal típica de um pavimento econômico rodoviário, sem escala e com medidas em m. Observe-se que a imprimadura impermeabilizante, também deve ser executada nas bordas da base e nos acostamentos, para evitar a infiltração de água pelas laterais.

 

Figura A.1 Secção transversal típica de um pavimento econômico rodoviário.

Para efeito de ilustração serão apresentadas as vantagens do uso de pavimento econômico com base de SAFL, em comparação com aqueles que usam bases tradicionais, abrangendo aspectos econômicos e ambientais.
Quanto ao aspecto econômico, foi realizado um estudo dos preços por m2 de pavimentos, com diversos tipos de base e revestimento de tratamento superficial duplo, utilizados em rodovias vicinais.
A figura A.2 ilustra a estrutura de um pavimento usual de rodovia vicinal (com 4 alternativas para a base), que forneceu subsídios ao estudo econômico.
Com esta estrutura foi gerado o orçamento, das camadas indicadas na tabela A.1 que teve, como referência, os preços unitários da tabela do DER-SP de Dezembro de 2008.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura A.2 Estrutura de um pavimento econômico, com diversos tipos de base.

A tabela A.2 apresenta dados para comparação dos preços unitários da base de SAFL e das tradicionalmente utilizadas no Estado de São Paulo, além dos preços dos pavimentos resultantes. Utilizou-se o preço por m2 dessas bases, considerando que tenham espessura de 15 cm e que a distância média de transporte seja de 5 km.
Analisando a primeira coluna da tabela A.2, verifica-se que o preço da base de SAFL é o menor, sendo da ordem de 29% do preço da de solo brita, ou da de solo cimento e 19% do de brita graduada. As duas últimas colunas (PT e RC) mostram que o preço total dos pavimentos com base de solo brita, solo cimento e brita graduada, é muito superior ao do pavimento com base de SAFL.

Tabela A.1 Preço de execução de camadas, por m2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tabela A.2 Comparação de preços, por m2, de pavimentos com diversos tipos de base.


 

 

 

 

 

 

 

 

O tipo de base, com preço total mais próximo daquele correspondente à base de SAFL, é o solo brita, que resulta 53% mais caro; os demais resultam maiores, respectivamente: 54% (solo cimento) e 91% (brita graduada).
Esses percentuais mostram a grande vantagem do uso das bases de SAFL para a execução de rodovias vicinais:

com o orçamento necessário para executar 1.000 km de pavimento de solo brita (largura de 8,40 m), podem-se executar 1.530 km de um pavimento estruturalmente similar com SAFL, ou seja, construir uma extensão 53 % maior.
Além dos benefícios econômicos há, também, vantagens ambientais proporcionadas pelo uso das bases de SAFL, em relação às tradicionais de brita graduada, solo brita e solo cimento. Essas vantagens estão ligadas ao fato de suas jazidas serem ocorrências naturais, o que permite:

  • Executar um projeto de recuperação da área degradada pela exploração, com uma configuração que a reintegre à paisagem existente, além de proporcionar um sistema de drenagem superficial adequado, minimizando os danos ao meio ambiente.
  • Reconstituir a vegetação de sua superfície, por meio da reposição do material orgânico (proveniente da camada vegetal estocada quando da limpeza da jazida), diminuindo o dano ambiental, pela rebrota rápida da cobertura original.

Por outro lado, as bases tradicionais utilizam, na sua execução, materiais beneficiados (agregados britados e cimento), cuja obtenção cria sérios problemas ambientais, tais como:

  • Degradação da área explorada.
  • Ruídos e resíduos sólidos (pó) gerados na exploração das pedreiras.
  • Gastos com energia e equipamentos específicos para o beneficiamento
    dos materiais.

Esses três aspectos são relevantes na execução de grandes programas de rodovias vicinais, por demandarem elevadas quantidades de materiais beneficiados. Isto posto, ambientalmente, a alternativa do uso dos SAFL é a mais favorável
por gerar menor passivo ambiental do que as bases tradicionais.

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Quais são os tipos de Base de Baixo Custo utilizados em Pavimentos Econômicos no Estado de São Paulo?

Os tipos são:

  • Bases de SAFL com materiais de ocorrências naturais.
  • Bases de Solo Laterítico Agregado, a saber:
  • De granulação fina, designado ALA, cujo material é constituido de mistura de argila laterítica com areia. Vide questão 11 do Livro Pavimentos Econômicos disponível no portal.
  • De granulação grossa, designado SLAD, cujo material é constítuido de mistura de solo laterítico com baixa porcentagem de agregado (brita, pedregulho ou laterita). Vide capítulo 7 do livro "Pavimentos Econômicos".

A secção transversal da estrutura desses pavimentos é a mesma indicada na figura A.1 do livro "Pavimentos Econômicos".

               

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Conceitue os Solos Finos Lateríticos Arenosos e Argilosos?

Conceitua-se, tecnológicamente, como Solo Arenoso Fino Laterítico (SAFL) aquele que:

  • Possui menos de 10% de fração retida na peneira de 2,00 mm (nº10);
  • Possui mais de 50 % de fração retida na peneira de 0,075 mm (nº200);
  • Essas frações devem ser constítuidas, predominantemente, de grãos de quartzo;
  • Pertence à classe de solos de comportamento laterítico e a um dos grupos LA, LA' ou LG', da classificação Geotécnica MCT (conforme M9).

Conceitua-se, tecnológicamente, como Solo Argiloso Fino Laterítico aquele que:

  • Possui menos de 10% de fração retida na peneira de 2,00 mm (nº10);
  • Possui menos de 50% de fração retida na peneira de 0,075 mm (nº200);
  • Essas frações podem conter, açém do quartzo, óxidos e hidróxidos de Fe, Al e Ti;
  • Pertence à classe de solos de comportamento laterítico e ao grupo LG' da classificação MCT.

Houve a necessidade de se introduzir, no meio técnico brasileiro, as designações e conceituações acima, para evitar que os Solo Arenoso Fino Laterítico e Solo Argiloso Fino Laterítico fossem confundidos com os Pedregulhos Lateríticos ou Cascalhos Lateríticos ou, ainda, Concreções Lateríticas (popularmente designados de Canga, Tapionga, Piçarra, etc), constítuidos de elevada porcentagem de fração retida na peneira de 2,00 mm. Esses últimos materiais foram designados de Solos Lateríticos nas normas do DNIT, o que pode ocasionar confusões conceituais.

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Quais as Peculiaridades Mineralógicas e das Microfábricas dos Solos Lateríticos e Saprolíticos?

As peculiaridades mineralógicas e microfábricas inerentes aos solos conhecidos como lateríticos (na gíria geotécnica) são consequência de terem sido submetidos, por um longo tempo durante sua formação, a processos pedogenéticos de laterização próprios de regiões tropicais úmidas.
A figura A.3 mostra o perfil de um corte rodoviário onde ocorrem,na superfície natural do terreno, uma camada de solo laterítico e, subjacentes, camadas de solo saprolítico, peculiares às rochas sedimentares. Essas camadas são resultantes da ação das intempéries sobre a rocha e herdaram, ainda, macrofábricas da rocha matriz, formada por camadas plano-paralelas. Este tipo de solo saprolítico gera, no talude, uma forma erosiva característica desta parte do corte, conforme mostrado na figura A.3.

 Figura A.3

 

Pela análise das microfábricas das duas camadas em consideração, pode-se notar diferenças facilmente perceptíveis, mesmo por técnicos não especializados, a saber:

  • Laterítica – os grãos são muito pequenos  (da ordem de milionésimo de mm), constituídos externamente por óxidos e hidróxidos de Fe e Al; além de serem pouco expansivos  em contato com a água funcionam, quando secos, como um cimento natural e se  coalescem, formando uma  fábrica conhecida  como “pipoca” ou  “esponja”.  Quando classificado pela MCT,  este solo  pertence à  classe  de  comportamento  Laterítico (Solos L).
  • Saprolítica – são percebidos, nitidamente, grãos de areia e, preenchendo os vazios intergranulares, cristais em forma de folhas associadas, o que dá um aspecto de bucho de vaca, correspondente a um argilo-mineral da família das smectitas (ou da montmorillonita), que se caracteriza pela sua elevada expansibilidade na presença da água livre. Quando ensaiado pela sistemática MCT, este solo pertence à classe de comportamento Não Laterítico (Solos N). Aos interessados em um aprofundamento científico nesse assunto, sugere-se a leitura do livro de Nogami e Villibor (1995).

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Onde ocorrem os SAFL no Brasil?

Estimativas iniciais, baseadas em considerações geológicas e pedológicas, previam a ocorrência de jazidas de SAFL em cerca de 60 % do território ocupado pelo Estado de São Paulo. Posteriormente, dados obtidos sobre a distribuição efetiva das jazidas de SAFL confirmaram aquela porcentagem.

Também, pelo exame de mapas geológicos e pedológicos disponíveis, foi possível prever a potencialidade da ocorrência de SAFL, em áreas fora do Estado de São Paulo, tais como nos Estados do Paraná, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso, Goiás, Bahia, entre outros.

A figura A.4 ilustra áreas de solos lateríticos arenosos (LA e LA’) e argilosos (LG’), perfazendo 65% do território brasileiro. Nessas áreas ocorrem jazidas promissoras de solos para execução de bases de SAFL, tanto in natura, como artificial com material obtido por mistura. Dois tipos de misturas podem ser efetuadas para a utilização desses materiais como base de pavimentos, ou seja: em caso de ocorrência de solos argilosos lateríticos (LG’) nas proximidades da obra, estes devem ser corrigidos com a adição de areia laterítica quartzosa e/ou areia lavada de rio; se houver ocorrência de areia laterítica (LA), a ela deverá ser adicionado solo argiloso laterítico.

Ainda, mesmo nas áreas em amarelo, ocorrem pequenas áreas de solo laterítico.

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Qual a Extensão das Rodovias e a Área das Vias Urbanas que utilizam Pavimentos com Base de SAFL?

A tabela A.3 indica os dados da extensão e da área desses pavimentos, em vários estados do Brasil.
Particularmente, a figura A.5 ilustra, no mapa do Estado de São Paulo, a localização das vicinais e das cidades
que possuem pavimentos com base de SAFL.
Mais detalhes sobre o uso de base de SAFL em pavimentos urbanos podem ser obtidos no mestrado de Alexandre Zuppolini Neto (1994).

Tabela A.3 Pavimentos com Bases de SAFL no Brasil (2005).

Figura A.5 Vicinais e cidades com pavimento de SAFL no Estado de São Paulo.

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Quais os Trechos mais Antigos com Base de SAFL?

Os trechos mais antigos estão indicados na tabela A.4. Os três primeiros foram executados como sendo uma “proteção à terraplanagem”; no entanto, pelo comportamento apresentado, foram considerados, DER-SP, como efetivamente pavimentados. Os demais foram executados como pavimentos de baixo custo com base de SAFL e com penetração invertida simples, dupla, ou tripla, tanto na execução como no recapeamento.
Analisando a tabela A.4 verifica-se que, em 2005, as primeiras bases de SAFL já estavam em funcionamento há mais de 32 anos, mostrando o acerto do uso desse solo para bases. Na ocasião, em todo o Brasil, a rede de vicinais com esse tipo de base, com tratamento superficial, já ultrapassava os 12.000 km (vide tabela A.3).


Tabela A.4 Trechos mais antigos com Base de SAFL.

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Para quais Tipos de Tráfego e Características Climáticas pode-se usar Pavimentos com Bases de SAFL, ALA ou SLAD?

 Pela experiência atual tem-se:

·         Tráfego: O Tráfego preconizado para uso de pavimentos com as bases referidas, abrange os tipos: muito leve e médio, e deve atender aos seguintes limites especificados:

§  VDM inicial < 1.000 veiculos com, no mínimo, 35 % de veículos comerciais.

§  Nt < 106 solicitações do eixo simples padrão durante o período do projeto: usar SAFL  ou ALA com camada de rolamento de tratamento duplo ou triplo.

§  Nt < 5×106 solicitações: usar SAFL ou ALA, com camada de proteção, ou SLAD.

§  Nt < 107 solicitações: usar SLAD, recomendando-se camada de rolamento de CAUQ. 

·         Clima: As características climáticas da região devem ser:

·         Tipo climático, segundo Koppen:

§  Cwa – quente com inverno seco.

§  Cwb – temperado com inverno seco.

§  Aw – tropical com inverno seco.

§  Temperatura: média anual > 20ºC. 

  • Condições Hídricas: índice pluviométrico anual médio de 1.000 a 1.800 mm e índice de umidade, segundo Thornthwaite, dos tipos subúmidos e úmido.

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Quando um SAFL é adequado para Base de Pavimentos?

Nem todos os SAFL são apropriados para uso em bases, ou seja, somente podem ser utilizados aqueles que satisfazem as especificações:

  • Ter granulometria que permita a aplicação da Metodologia MCT, ou seja: deve passar integralmente na peneira de 2,00 mm de abertura ou ter, no máximo, 10 % retido;
  • Pertencer à classe de solos de comportamento laterítico da Classificação Geotécnica MCT (grupos LA, LA' ou LG');
  • Apresentar, quando compactado na EI do Mini-Proctor, Valores das propriedades mecânicas e hídricas, dentro dos intervalos recomendados nas tabelas 5.3 e 5.4 do livro "Pavimentos Econômicos" disponível no portal;

O critério para a verificação do comportamento laterítico, assim como das propriedades dos solos para uso em bases, é essencialmente tecnológico. Os valores dos intervalos das referidas tabelas foram obtidos pela avaliação de pistas executadas com esse tipo de base, as quais apresentaram bom comportamento em serviço, conforme detalhado no Capítulo 4 do livro "Pavimentos Econômicos".

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Quais as Peculiaridades das Ocorrências de SAFL para Bases?

As ocorrências que são aproveitáveis como jazidas de SAFL apresentam uma série de peculiaridades que as tornam adequadas. As principais são:

  • Localizam-se junto à superfície do terreno  e são capeadas com uma camada de terra vegetal, de pequena espessura, inaproveitável para pavimentação; quase sempre essa camada é inferior a cerca de 1 m e pode ser usada, vantajosamente, como material orgânico para o plantio de vegetação destinada à proteção de aterros, cortes, etc;
  • A camada aproveitável atinge, frequentemente, grandes espessuras(acima de 5 m) e se estende por centenas de metros quadrados; também pode ser o próprio corte da rodovia;
  • As condições de drenagem são geralmente excelentes, o que se constitui numa exigência necessária para a evolução pedológica do seu comportamento;
  • Facilmente identificáveis pelo exame táctil – visual expedito, pois se caracterizam pela sua cor (vermelho, marrom, amarelo e suas combinações) e existência de trincas e torrões bem desenvolvidos, quando ocorrem partes expostas; nas variedades mais arenosas, do tipo SAFL, pela presença dos inconfundíveis grãos de areia de quartzo (no SAFL) e ausência frequente de camadas bem delimitadas ou anisotropias aparentes (acamamento, xistosidades, mosqueamento, etc). Só excepcionalmente, há necessidade de se usar procedimentos laboratoriais para a identificação desses solos;
  • Têm correlação, geralmente muito boa, com as unidades pedológicas constantes de mapas publicados no Brasil, sendo que predominam ocorrências pertencentes ao grande grupo latosolo e argisolo (podzólico ou pozolizado, na designação antiga). Grande parte dos SAFL utilizados é de textura média.

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