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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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Pode se obter SAFL Artificial para uso em Bases?


Sim, por mistura de solos lateríticos e, também, pela adição de areia a solos argilosos finos lateríticos, de maneira similar à utilizada na correção das misturas estabilizadas tradicionais.
Estas misturas são usadas por motivos econômicos quando, ao longo do trecho, existem ocorrências de materiais que são solos lateríticos finos (argila e areia), mas que não preenchem os requisitos para serem jazidas de SAFL.
A base constituída desta mistura é designada de ALA e seu processo de dosagem é o seguinte:
a] Classificar, pela metodologia MCT, o solo a ser usado; caso seja LG’ misturá-lo com areia (ou solo LA) nas porcentagens de 20, 30 e 40 % em peso de areia.

b] Classificar, pela metodologia MCT, as três misturas, lançá-las no gráfico classificatório da MCT e escolher, sempre que possível, as misturas que se localizam dentro da área hachurada; quando não possivel, na satisfatória, conforme indicado na figura A.6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura A.6 Áreas para a mistura ALA, segundo a classificação MCT.

c] Submeter as misturas escolhidas aos ensaios da MCT para a obtenção das propriedades apresentadas na tabela 5.4.
d] Critério de dosagem da mistura ALA: escolher a que apresenta propriedades que se enquadram nos intervalos recomendados para SAFL, na tabela referida; a seguir, utilizar a hierarquização indicada no fluxograma da figura 5.4.
A figura A.7 mostra fase do processo de obtenção de SAFL artificial, pela mistura de argila laterítica com areia lavada. Contrariamente, quando a jazida disponível for muito arenosa, obtém-se o SAFL artificial por adição
e mistura com argila laterítica.
Deve-se ressaltar que, escolhida a porcentagem dos componentes da mistura, pode-se, para a execução da base, proceder à misturação dos mesmos através de pulvimixer, enxada rotativa (agrícola) ou, mesmo, grade de disco; facilmente, obtém-se a uniformidade do material, tanto ao longo do trecho como na espessura da base (a areia ajuda no procedimento
de misturação).
Após esta fase, deve-se proceder a execução da base e da sua imprimadura, conforme recomendado para bases de SAFL.
Para maiores detalhes sobre o uso de bases de ALA, sugere-se a leitura do mestrado de Paulo R. M. Serra (1987).

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura A.7 Material para base de ALA: misturação na pista, de argila laterítica.

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Nas Bases de SAFL e ALA, quais as Funções e Dosagem da Imprimadura?


Esse assunto encontra-se desenvolvido na pesquisa realizada no item 4.5. Em síntese:
 

a] Funções da Imprimadura Asfáltica Impermeabilizante:
 

A imprimadura consiste na aplicação de uma camada contínua de material asfáltico diluído (tipo CM-30 ou CM-70) sobre a superfície da base concluída, que tem por objetivo permitir a penetração da imprimadura em sua superfície, em uma espessura (profundidade) que varia em função das diversas características intrínsecas do solo, do seu estado de compactação e do material utilizado na imprimação. A imprimadura asfáltica, nesses pavimentos, tem funções bem definidas, quais sejam:

  • Impermeabilizar a base evitando, tanto quanto possível, a penetração da água que porventura se infiltre pelo revestimento.
  • Proporcionar aderência entre a base e o revestimento.
  • Aumentar a coesão da porção superficial da base, ao formar nela um solo betume.
     

b] Critério de Dosagem da Imprimadura Impermeabilizante (tipo e taxa)

Para dosar, em laboratório, o tipo e a taxa de imprimadura que devem ser aplicados sobre uma base de SAFL, pode-se utilizar o
critério proposto no subitem 4.5.5.2, que utiliza o ensaio M-6 do Anexo II.
Também é possível, experimentalmente, dosar o tipo e taxa da imprimadura sobre um segmento da ordem de 100 m, conforme
as etapas:

  • Após a secagem da base, irrigá-la levemente com 0,8 l/m2.
  • Após 15 minutos, efetuar a imprimação com asfalto diluído tipo CM-30, em uma temperatura entre os limites de 30 a        50°C, com uma das taxas indicadas abaixo:
  • Bases com solo tipo I ou II (figura 6.1) taxa: 0,8 a 1,0 l/m2.
  • Bases com solo tipo III ou IV (figura 6.1) taxa: 1,0 a 1,2 l/m2.
  • Esperar a imprimadura curar por 48 horas, medir a espessura de penetração na base, por meio de (no mínimo) 9 furos
    executados com talhadeira na sua superfície, e obter a penetração média.

Com a média obtida, utilizar, para a imprimadura do trecho em questão, o tipo e a taxa que se enquadrem numa das situações
abaixo:

  • Penetração média inferior a 4 mm: CM-30, com temperatura de aplicação 30ºC, na taxa de 0,8 a 1,0 1/m2.
  • Penetração média de 4 a 10 mm: CM-30, com temperatura de aplicação 30ºC, na taxa de 1,0 a 1,4 1/m2 (Ideal de 4 a 7 mm, na taxa de 1,2/m2).
  • Penetração média superior a 10 mm: CM-70, com viscosidade Saybolt-Furol de 80 a 100 s, obtida a 40º C, na taxa de 0,8a 1,0 l/m2.

c] Recomendações sobre a Técnica Construtiva

As recomendações construtivas mais importantes ligadas à imprimação, resumidamente, são:
 

  • Deverá ser efetuada, obrigatoriamente, com a utilização de asfalto diluído do tipo CM-30 e CM-70 (asfalto diluído com querosene), o qual, por apresentar baixa viscosidade, infiltra na base e permite que a parte residual (betume) penetre convenientemente na sua superfície. Com a evaporação do solvente, a superfície da base permanece impregnada de betume, o que propicia a formação de uma mistura solo + betume (solo betume) e fica, assim, impermeabilizada tanto quanto possível, além de proporcionar uma ligação adequada para com os tratamentos superficiais que vier a receber.
  • Para este fenômeno ocorrer é necessário que a imprimação da base seja precedida de uma secagem prévia e, em seguida, uma varredura enérgica (vassouras rotativas e/ou jatos de ar comprimido), com o objetivo de eliminar toda a poeira e material solto em sua superfície. Após esse procedimento, deve-se realizar irrigação com taxa de água de 0,5 a 1,0 l/m2. Somente após este serviço é que se deve imprimar a base, com a taxa e o tipo de imprimadura indicados em projeto. O umedecimento causado pela infiltração da água facilita a conveniente penetração da imprimadura e, consequentemente, a impermeabilização da base.
  • A imprimadura deve permitir a formação do solo betume pela penetração do asfalto na camada superficial (±1 cm) da base, para impermeabilizá-la; além disso, deve penetrar e preencher as trincas, tanto quanto possível, permitindo a execução da camada de rolamento de tratamento, sem danificar a superfície a base pela ruptura frágil de sua superfície, quando da rolagem dos agregados do tratamento superficial. A figura 4.39 mostra esse processo e a figura A.10 ilustra uma imprimadura executada mostrando a formação do solo betume na superfície da base.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura A.10 Aspecto de uma penetração adequada da imprimadura, com formação do solo betume na superfície da base.

Cabe ressaltar, ainda, que devem ser seguidas as recomendações construtivas adicionais, indicadas a seguir:

  • Diante da possibilidade de grande perda de umidade (constatada no campo), o início da compactação da base dar-se-á com a umidade ótima e, seu final, abaixo da ótima.
  • Evitar, a qualquer custo, a superposição de faixas de irrigação.
  • Acabamento da base sempre em corte, de modo a evitar a formação de lamelas e impregnação com a imprimadura, o que, fatalmente, provocaria escorregamento.
  • A imprimadura nunca deverá ser executada com o solo saturado, seja por chuva ou eventual excesso de irrigação.
     

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Quais os aspectos relevantes para a deterioração estrutural das bases de SAFL, ALA e SLAD?

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Quais os aspectos relevantes para a deterioração estrutural das bases de SAFL, ALA e SLAD?


É oportuno analisar e tecer considerações sobre a deterioração estrutural desse tipo de base, porque essa deterioração é pouco conhecida no meio técnico e distinta da deterioração das bases granulares e de solo cimento. Para um melhor entendimento serão enfocados os seguintes aspectos: – Considerações sobre a Estrutura e Funcionamento da Base. – Fatores determinantes da deterioração. – Processo final de deterioração.

a) Considerações sobre a Estrutura e Funcionamento da Base No caso das bases de SAFL, ALA e SLAD, a serem utilizadas em pavimentos, sua imprimadura impermeabilizante não pode ser desassociada da sua estrutura, pois, pelas peculiaridades destes tipos de base, ela é fundamental para o sucesso do comportamento desses pavimentos. A base é coesiva. Isso é conseguido exigindo que o solo laterítico constituinte do SAFL e ALA, ou a fração do solo laterítico da mistura do SLAD, a ser usado na execução da base apresente, no ensaio de Contração da Sistemática MCT, 0,1%#Ct#0,5% , para garantir a coesão do solo compactado e evitar trincamento excessivo. Além disso o solo deverá, quando compactado, satisfazer às exigências das Normas de Pavimentação do DER-SP ET-DE-P00/015 – Sub-base ou Base de Solo Arenoso Fino de Comportamento Laterítico – SAFL. Após a execução da base ocorre o trincamento explicado, em parte, pela “cimentação” dos grãos de quartzo da areia (inerte) pelo ligante de argila laterítica (coesivo). A compactação força o contato dos grãos de quartzo com a argila laterítica, a qual está umedecida pela água que é necessária para obter o teor de umidade de compactação. O processo de secagem da base gera esforços de tração (criados pelas tensões capilares) que protegem a camada, produzindo trincas verticais e horizontais e criando uma base com estrutura em blocos, que lembra um arenito natural cimentado por argila. Essa cimentação é resultante de uma coesão diferente da química (não há reações) e ocorre pelo binômio compactação-capilaridade, aliado a outros fatores ainda não claramente definidos. Os blocos apresentam dimensões irreversíveis, mesmo quando há aumento eventual no teor de umidade da base em relação ao teor após secagem. O processo de cura por secagem da base, exigido pelas normas, define todo o sistema inicial de seu trincamento. A figura 49 ilustra uma base trincada, em local plano, sem revestimento e a figura 50, uma base em processo de trincamento.

A estrutura da base é complementada pela imprimadura impermeabilizante, executada com aplicação de ligante CM-30 ou CM-70. A viscosidade do ligante permite que ele penetre na superfície da base e, também, preencha as trincas existentes. Após a evaporação da parte volátil do ligante, sobra o betume que , juntamente com o solo, veda as trincas e forma um “solo betume” na parte superior da base. Em conclusão, estruturalmente as bases de SAFL, ALA e SLAD apresentam as seguintes características: – Formadas em blocos; – Parte superficial constituída de um solo betume (de 3mm a 12mm) no caso de SAFL e ALA e, no caso do SLAD, há ocorrência do solo betume nos finos lateríticos entre os grãos maiores; – Trincas, que chegam à superfície, preenchidas tanto quanto possível com betume. Os esforços das cargas do tráfego, que chegam à base, são parcialmente absorvidos pelos seus blocos coesivos. O restante é transmitido à camada inferior pela estrutura da base que é constituída por aqueles blocos e pelo atrito existente entre eles.

 b) Fatores determinantes da deterioração Uma das grandes surpresas constatadas na avaliação do comportamento dos pavimentos com esses tipos de bases foi o fato de que, apesar de serem coesivas, não trincaram por fadiga, mesmo em trechos com mais de 30 anos de uso e submetidos a N ? 5 x 106 solicitações do eixo padrão. Todavia, conforme será discutido a seguir, tem-se verificado a ocorrência de fadiga no revestimento, após 10 anos de uso. Nessas bases, em função do tipo de trincamento e das características do solo constituinte, não ocorre o fenômeno de “bombeamento”, nem fadiga semelhante à que aparece nas bases de solo-cimento. Além disso, também se verificou que o comportamento delas é bem diferente do comportamento das bases granulares, as quais se instabilizam pelo desgaste e/ou quebra dos grãos maiores, os principais constituintes deste tipo de base. Posto isso, pode-se afirmar que nenhuma dessas bases é tão resistente à tração como uma base de solo-cimento; porém, são mais coesivas do que muitas bases granulares, graças ao seu elevado módulo de resiliência. – Os principais fatores, cuja interação leva à deterioração dessas bases, são: – Ocorrência de Panelas. – Retrincamento da Base e do Revestimento por deformação permanente.

b.1) Ocorrência de Panelas O primeiro revestimento dessas bases, sempre é constituído de tratamentos superficiais duplos ou triplos, nos quais, por ocorrer somente compressão, não aparecerá trincamento por fadiga enquanto o revestimento mantiver características adequadas de deformabilidade. A oxidação do ligante do revestimento resulta de um efeito combinado do oxigênio do ar e da luz solar, além de outros fatores .Para tratamento com Cimento Asfáltico de Petróleo, o processo tem início durante a execução, devido ao aquecimento do ligante. Nesta fase ocorre um grande percentual da oxidação, que continua durante toda vida útil do revestimento. Devido a isso o ligante vai perdendo sua ductilidade e seu poder de aglutinar os agregados. Após 10 ou 12 anos de uso, o revestimento torna-se tão rígido que tem início um processo de desprendimento dos agregados constituintes. Esse desprendimento ocorre pela ação das cargas do tráfego e, mais intensamente nos períodos chuvosos, pelo binômio carga-água. A figura 51 ilustra um revestimento nas condições referidas. Com utilização de emulsão, devido à baixa temperatura atingida, não há oxidação do ligante durante a execução do revestimento; entretanto essa oxidação ocorre durante toda a vida útil da camada de rolamento. Com a evolução da tecnologia para emulsões modificadas com polímeros, atualmente dispõe-se de uma ótima solução para aumentar a vida útil desse tipo de revestimento. Pode-se, portanto, retardar a oxidação do ligante e o conseqüente aparecimento das primeiras panelas no mesmo. Quando a camada de rolamento for constituída de revestimento inicial de tratamento, complementado com uma camada de CBUQ, pelo fato da temperatura ser muito elevada durante o processo de usinagem, a oxidação do ligante pode chegar a 70 %, continuando durante toda a sua vida útil. Isso aumenta a sensibilidade do revestimento ao trincamento por fadiga e causa uma incidência crescente de áreas trincadas em pequenos blocos. Para minimizar o problema, deve ser exigido um controle rigoroso de temperaturas durante a execução da mistura, pois, caso a temperatura de usinagem ultrapasse o valor recomendado em Normas, ocorrerá uma oxidação severa do ligante e, como conseqüência, será iniciado um processo de fadiga prematura que provocará trincamento intenso no revestimento e desprendimento de agregados, em apenas quatro ou cinco anos de uso. Em revestimentos nas condições acima, a água que infiltra pelas trincas vai amolecer o material da interface revestimento-base, propiciando que as rodas dos veículos arranquem agregados e/ou pedaços do revestimento, nas regiões das rodeiras e nos locais onde o teor de asfalto foi menor durante a execução, resultando na formação de panelas. Isso acontece mesmo que o revestimento tenha sido executado satisfazendo as tolerâncias exigidas pelas Normas. A existência de panelas no revestimento, expõe a base à ação das rodas dos veículos e propícia, após o desgaste da camada superficial de solo-betume formada pela imprimadura, o início da formação de panelas na base. O crescimento destas panelas depende da sensibilidade do solo da base quanto à erodibilidade e ao amolecimento, na presença de água. As panelas devem ser tapadas, durante a conservação de rotina do trecho, reconstituindo o revestimento pois, caso não haja atuação adequada, a intensidade e incidência das panelas, tanto no revestimento como na base, aumentam exponencialmente. As Figuras 52 e 53 mostram trechos de pavimentos, com base de SAFL, que apresentam revestimento oxidado e com início do fenômeno da formação de panelas. 

b.2) Retrincamento da Base e do Revestimento, por Deformação Permanente: A ocorrência de deformações, nas camadas inferiores da base é responsável pelo aparecimento de deformações permanentes na superfície do pavimento, em especial nas rodeiras. Quando tais deformações são de nível muito elevado (flechas superiores a 2,5 cm), podem causar um retrincamento, tanto da base como do revestimento, apesar da grande acomodabilidade de ambos. Como o tratamento superficial é extremamente flexível e possui uma elevada acomodabilidade, a deformação permanente das camadas inferiores da base em níveis baixos (< 1 cm), é acompanhada por ela e, também, pelo revestimento, sem maiores problemas.

c) Processo final de deterioração: Apesar da possível ocorrência do “Retrincamento da Base e do Revestimento, por Deformação Permanente”, ela não é representativa. Portanto, pode-se afirmar que a deterioração das bases consideradas, com revestimento inicial de tratamento superficial é, quase que exclusivamente, devida à ocorrência de panelas e à sua elevada velocidade de crescimento que, “caminhando” de cima para baixo, vão destruindo a base. A formação de panelas é intensa em sub-trechos que apresentam desgaste e/ou desprendimento (devido à oxidação do betume) de porções do revestimento. Isso expõe a base à ação das intempéries e do tráfego. A figura 54 ilustra, esquematicamente, o fenômeno da deterioração de uma base de SAFL. 

O fenômeno da evolução das panelas pode ser descrito como: – No início, após a exposição da base, a evolução é lenta pois o solo betume, proveniente da imprimadura, tem resistência à abrasão causada pelas rodas dos veículos. – Após o desgaste do solo betume a evolução é acelerada, principalmente no período chuvoso, pois as rodas dos veículos vão retirando o solo das partes saturadas e amolecidas da superfície exposta da base, no interior das panelas. A figura 55 ilustra local com ocorrência de desgaste, no revestimento e no solo betume, e com início de formação de panelas na base, mas sem problemas estruturais. 

O crescimento das panelas é muito variável, de trecho para trecho, pois depende diretamente do tipo de solo da base ou da fração de solo laterítico das misturas ALA e SLAD (os mais erodíveis e arenosos são mais sensíveis ao fenômeno) e é acelerado em função do tempo de uso do pavimento, em especial quando se aproxima o fim da vida útil do revestimento. Essa afirmativa é confirmada, na prática, pelo fato de o pavimento não apresentar ruptura de sua base em locais onde aparecem panelas em grande número. A explicação de tal comportamento é simples: a baixíssima permeabilidade da base impede a entrada de água, pelas panelas, em volume que comprometeria o seu suporte. Medidas realizadas mostraram que, em áreas circunjacentes às panelas, o teor de umidade da base ainda é inferior ao teor de umidade de compactação, mesmo em períodos chuvosos. Essa característica mantém sempre alta a capacidade de suporte de uma base de SAFL. A figura 56 mostra um trecho com altíssima ocorrência de tapa-buracos, provenientes de panelas alcançando a base de SAFL, e o revestimento chegando ao fim da sua vida útil, por ter seu ligante intensamente oxidado. 

A figura 57 ilustra sub-trecho com elevada incidência de panelas (>10% da área) formadas a partir do desgaste do revestimento (de cima para baixo), pela ausência da conservação de rotina, e revestimento no estágio final da sua vida útil. Nesta situação é aconselhável a reconstrução da base e do revestimento. 

A figura 58 ilustra sub-trecho recuperado.


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Quais defeitos têm ocorrido no revestimento de tratamento superficial utilizado em pavimentos com base de SAFL, ALA e SLAD?


Os defeitos que têm ocorrido no revestimento de tratamento superficial sobre base de SAFL, ALA e SLAD são, muitas vezes, inerentes ao próprio tipo do revestimento, mas alguns tipos de defeito associam-se à própria base. Nesta resposta serão considerados os defeitos no tratamento mais ligados às peculiaridades das bases de SAFL, a saber:

a) Ondulações na Camada de Rolamento, devido às “Lamelas” na Base As lamelas de uma base de SAFL e ALA podem ser provocadas por três fatores diferentes, isoladamente ou em conjunto:

a.1) Superposição de uma camada de pequena espessura (< 5,0 cm), sobre outra já compactada. Isso pode ocorrer na fase de acabamento quando, depois de cortar a base, verifica-se que há locais onde falta material. Não podem ser preenchidos com solo porque, fatalmente, causarão defeitos. O acabamento da base deve, obrigatoriamente, ser em corte e, durante a compactação, deve-se evitar o acerto de camadas finas com motoniveladora.

a.2) Uso excessivo de equipamentos vibratórios na compactação, ocasionando supercompactação superficial com quebra da estrutura da base, caracterizada pela sua laminação (lamelas de 2 a 5 cm de espessura).

a.3) Excesso de compactação, mesmo sem equipamento vibratório. No caso de uma base de SLAD, a ocorrência de lamelas somente é causada pelo apresentado no item a.1), pois, tendo em vista a fração graúda constituinte dessa mistura, os itens a.2) e a.3) geralmente não ocorrem.

b) Exsudação de Asfalto na Camada de Rolamento A exsudação ou o aparecimento de material betuminoso, sem o respectivo agregado, na superfície da camada de tratamento superficial, pode ocorrer por diversos motivos, dentre os quais destacam-se:

b.1) Taxa excessiva de betume na execução da imprimadura ou do revestimento.

b.2) Execução do tratamento superficial sobre: – Imprimadura mal “curada”, e/ou logo após chuvas, sem esperar a secagem completa. – Imprimadura aplicada sobre a base úmida, isto é, que não secou suficientemente.

b.3) Penetração do agregado do revestimento na base, com deslocamento do material betuminoso, juntamente com algum solo da base, para a superfície. Esse tipo de exsudação é provocado pelo tráfego, em função da sua intensidade. A possibilidade dessa ocorrência deve levar à especificação e execução da camada anticravamento. Os solos dos tipos II e IV são mais suscetíveis a esse problema. No caso de bases de SLAD, pode ocorrer o exposto em b.1) e b.2); não ocorre o apresentado em b.3) por causa da maior resistência da interface base-revestimento e da existência de agregados da base que afloram em sua superfície não permitindo, assim, o cravamento do agregado do revestimento.

c) Escorregamentos Considerando que o revestimento foi bem dosado e executado, esse defeito está ligado, predominantemente, à ocorrência de lamelas na parte superficial da base. Essas lamelas, sob a ação do tráfego, ocasionam ondulações no revestimento, provocando seu trincamento e posterior escorregamento. Isso provoca a formação de panelas, cuja evolução pode ser extremamente rápida nos solos dos tipos III e IV, para o caso de ALA e SAFL. Os procedimentos para evitar os defeitos apontados acima são: – Compactação adequada das camadas da base e dos acostamentos. – Perfil longitudinal com declividade mínima de 1% nos cortes e raspagens. -Seção transversal adequada, incluindo a execução da plataforma com acostamento, corte imprimado a 45º e o plantio de grama imediatamente após a construção. – Especificação e execução da camada anticravamento e de capa de rolamento adequada ao tipo de tráfego. Nos pavimentos cuja base é de SLAD, somente haverá escorregamento se houver lamelas construtivas.

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O que explica o bom comportamento dos pavimentos de baixo custo com bases de SAFL, ALA e SLAD revestidas com Tratamentos Superficiais?


O bom comportamento dos pavimentos é conseqüência da interação das contribuições das bases e dos tratamentos superficiais. Contribuição das Bases: quando as bases forem executadas com solos, ou misturas de solo agregado que satisfazem as especificações prescritas no corpo deste livro e os acostamentos (ou as faixas de proteção) foram adequados, o bom comportamento das bases é conseqüência. Contribuição do Tratamento Superficial: o uso desse tipo de revestimento apresenta um comportamento altamente satisfatório, porque: – Não aparece o fenômeno do escorregamento entre o revestimento e a base, pois a ligação destas duas camadas por meio da imprimadura impermeabilizante e de um pequeno cravamento (do agregado do revestimento na base) cria condições para uma aderência perfeita entre essas camadas. – Não aparece o fenômeno da fadiga, provocado pelas tensões de tração geradas pelas cargas repetitivas de tráfego, pois, nesse tipo de revestimento, somente são geradas tensões de compressão.

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O acostamento é essencial nos pavimentos rodoviários com base de solo agregado com finos lateríticos (SAFL, ALA ou SLAD)?

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O acostamento é essencial nos pavimentos rodoviários com base de solo agregado com finos lateríticos (SAFL, ALA ou SLAD)?


Sim, é necessário ter acostamentos pavimentados ou, no mínimo, uma faixa de proteção de 1,20 metro de cada lado da pista, também pavimentada. As bases de SAFL podem ser muito erodíveis em sua borda e, além disso, no período chuvoso, pode haver um aumento excessivo no teor de umidade da borda da pista do pavimento. O aumento é explicado pelo fenômeno da infiltrabilidade, que trata da movimentação da água em meios não saturados, cujas propriedades mais importantes são dadas pelo coeficiente de sorção e pela velocidade da frente de umidade que conduz a água para as rodeiras do pavimento. A observação de vários trechos já executados mostrou ser imprescindível a existência do acostamento, ou faixa de proteção mínima de 1,20m de cada lado, para evitar deformações indesejáveis nas rodeiras da rodovia e conduzir, assim, a um comportamento adequado durante a vida de projeto. Quando, por motivos econômicos, forem executadas em ambos os lados da borda da pista as faixas de proteção, elas deverão ser estabilizadas com cimento ou outro aditivo adequado para dar maior resistência à erosão por água livre, aumentar o confinamento das bordas da base e diminuir a sorção pelas bordas do pavimento. As Figuras 45 e 46 ilustram dois trechos: um sem acostamento, com drenagem deficiente, apresentando deformação no rodeiro externo e, outro, com acostamento e drenagem apropriada.

figura45e46

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Quais são as peculiaridades do comportamento dos pavimentos com bases de SAFL, ALA e SLAD?

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Quais são as peculiaridades do comportamento dos pavimentos com bases de SAFL, ALA e SLAD?


As principais peculiaridades do comportamento destes pavimentos são: – Ausência de ruptura na base: A ruptura na base não tem ocorrido a não ser em casos especiais. Essa ruptura é caracterizada pela excessiva deformação da superfície da base, com expulsão lateral de solo, salvo em locais onde o nível d’água está a menos de 1 m de profundidade. figura46

Esse fato confirma a elevada capacidade de suporte da base de SAFL, constatada no campo e em laboratório, com os resultados do ensaio de suporte (CBR, Mini-CBR) e da determinação dos módulos de resiliência conforme a Tese de Doutoramento de Villibor (1981), Nogami e Villibor (1995). A figura 46 ilustra a base de SAFL em uma faixa adicional experimental da Washington Luiz, recoberta de uma camada de binder (6cm) e uma de rolamento (4cm), ambas de CBUQ, que durante 7 anos foi submetida a um elevado número de solicitações de veículos pesados. Após esse período, a Washington Luiz foi recapeada, duplicada e a faixa adicional experimental transformada em acostamento. Visualmente, verifica-se na figura 46 o comportamento excepcional dessa base que permaneceu íntegra e sem deformações, mesmo com essa condição extrema de tráfego, mostrando elevados suporte e módulo de resiliência. Observe-se que a régua metálica acha-se perfeitamente nivelada sobre a camada de rolamento, mostrando a inexistência de qualquer nível de deformação transversal nas rodeiras e ausência de trincas no revestimento. figura44

Baixa deflexão e elevados raios de curvatura: Os valores das deflexões, obtidos com a viga Benkelman, têm sido relativamente baixos, considerando que a camada de revestimento betuminoso usado é, geralmente, do tipo tratamento superficial, com espessura inferior a 2 cm. Os níveis deflectométricos, obtidos em bases de SAFL, situam-se entre 20 a 60 x 0,01 mm quando se usa carga de 80kN por eixo. Os desvios padrão das deflexões, entretanto, têm sido relativamente elevados para uma base aparentemente homogênea. Atribui-se, provisoriamente, essa peculiaridade ao efeito do trincamento da base e às variações do teor de umidade. Os raios de curvatura da bacia deflectométrica, geralmente, são superiores a R ?150m, o que mostra o bom comportamento dessa base em relação as camadas de brita.

Contribuição estrutural da base: As “bacias” (ou linhas de influência) obtidas com uso da viga Benkelman têm acusado, com certa freqüência, formas que indicam, teoricamente, um módulo de elasticidade maior das camadas superficiais (valor da relação de módulos: de 2 a 5). Outra peculiaridade de muitas “bacias”, é a de apresentarem formas semelhantes às dos pavimentos com base de solo-cimento (irregularidades de curvatura, deslocamento do ponto de máxima deformação).

Trincas de contração: O desenvolvimento de trincas nas bases referidas é uma constante que tem sido observada desde a fase de execução e resulta na formação de “blocos”. No caso de SAFL e ALA, o trincamento das mesmas é bem mais intenso do que nas bases de SLAD. A reflexão dessas trincas em blocos (TB), na superfície do tratamento superficial, tem ocorrido com maior freqüência nos acostamentos e, só excepcionalmente, na superfície da pista.

Evolução de “panelas”: Em alguns trechos, as “panelas” têm um desenvolvimento bastante rápido, devido à ação do tráfego, nas variedades menos coesivas das bases em questão. Isso é causado por falhas na execução da imprimadura, do revestimento ou, também, pelo uso de agregado, para tratamento superficial, contendo fragmentos pouco resistentes, tanto ao esmagamento quanto à ação das intempéries.

Ausência de saturação (de água) na base: As determinações da umidade efetuadas, revelam que os valores do teor de umidade na base têm-se mantido abaixo da ótima de compactação, correspondente à energia intermediária. Esse fato tem sido confirmado pela determinação da tensão de sucção da base, com o uso de tensiômetros de aplicação direta. Valores da tensão superiores a 50 centibares são constatados com freqüência; porém, valores próximos a zero nunca foram encontrados. Em parte, a peculiaridade está ligada à irreversibilidade do teor de umidade dos solos lateríticos após secagem.

Escorregamentos do revestimento betuminoso: Em solos atendendo às especificações já preconizadas para SAFL e ALA não foram constatados escorregamentos do revestimento betuminoso sobre a base, quando ele é de tratamento superficial, mesmo nos casos em que o revestimento era bastante delgado (? 15 mm). Somente ocorre esse defeito quando o solo das bases é do grupo LA e não se executa a camada anticravamento (de tratamento simples), como é exigido na tecnologia do uso das bases de SAFL e ALA. No caso do SLAD, por causa da interface base-revestimento que se apresenta extremamente rugosa devido à existência de agregados em sua superfície, não há ocorrência desse tipo de defeito, sendo essa uma das vantagens desse tipo de base, em relação ao SAFL e ALA no caso de solos pouco coesivos.

Defeitos Construtivos e de Projeto: Alguns defeitos constatados nos pavimentos com base de SAFL não estão ligados à natureza do solo, mas a várias outras causas, destacando-se pequenas ondulações na camada de revestimento betuminoso, devidas ao excesso de ligante betuminoso e recalques diferenciais, de grande raio de curvatura e pequena amplitude, atribuíveis à deficiências no subleito. Os referidos recalques são observados, com maior freqüência, nos trechos em cortes, onde não se utilizou reforço do subleito e a base restante é de cerca de 15,0 cm, resultante da operação de preparo do subleito, que foi executado segundo a instrução de “Melhoria e Preparo do Subleito ” (DER-SP – ET-DE-P00/001). Na região de ocorrência de SAFL, o solo natural do subleito é, freqüentemente, colapsível à saturação decorrente, sobretudo, da deficiência de drenagem superficial. Nos pavimentos com base de SAFL, as intervenções em seu revestimento, devido ao término da sua vida, têm sido executadas com recapeamento ou, rejuvenescimento com aplicação de lama asfáltica, ou tratamento superficial adicional.

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O que explica o bom comportamento das bases que, em sua constituição, têm pelo menos uma fração de solo laterítico fino?

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O que explica o bom comportamento das bases que, em sua constituição, têm pelo menos uma fração de solo laterítico fino?


Em meados de 1972, no início do uso das bases citadas, revestidas com tratamentos asfálticos superficiais duplos ou triplos esbeltos (1 a 3 cm), a maior preocupação dos responsáveis pela sua construção era a possibilidade de que, durante o período chuvoso, apresentassem defeitos, em especial, a ocorrência do amolecimento de toda a estrutura da base, o que causaria sua ruptura. O tempo mostrou que tal preocupação não era necessária pois, os defeitos esperados não ocorreram. Os pavimentos tiveram um comportamento excepcional, além do esperado, tendo alguns ultrapassado 30 anos de bom desempenho. Os principais fatores que contribuíram para isso foram: – Características mecânicas e hídricas dos solos lateríticos finos que entram na constituição de todas as bases mencionadas (comportamento peculiar dos finos lateríticos). – Projeto e técnica construtiva específicos desses pavimentos, que permitem aproveitar as peculiaridades do ambiente tropical úmido.

a) Características Mecânicas e Hídricas dos Finos Lateríticos das Bases de SAFL, ALA e SLAD Essas bases são constituídas por solos de granulometria descontínua (predominantemente sem, ou com pequena fração retida na peneira de 2,00 mm no caso de SAFL e ALA, e com fração grossa na SLAD) e índices tradicionais (LL e IP) fora dos limites fixados pelas especificações tradicionais para bases. Quando compactadas na Massa Específica Aparente Seca Máxima (MEASmáx) da energia modificada, apresentam as seguintes características: – Elevada capacidade de suporte, com o CBR (ou o Mini-CBR) às vezes ultrapassando 100% (valor esse considerado prerrogativa das bases de brita). – Elevado módulo de resiliência, freqüentemente superior a 200 MPa (2000 kg/cm2), tanto em amostras compactadas em laboratório quanto no campo e, mesmo, quando obtidas da retroanálise de deformadas (vide L. Alvarez Neto e outros, 1998). – Baixa expansibilidade pelo contato com a água livre, sendo, predominantemente, da ordem de 0,1%. Essas características das bases compactadas são resultantes das peculiaridades mineralógicas e microfábricas inerentes aos solos finos (fração que passa na peneira de 2,00 mm) conhecidos como lateríticos (na linguagem geotécnica) e que, durante sua formação, foram submetidos a processos pedogenéticos de laterização , durante prolongado tempo.

A figura 3 mostra o perfil de um corte rodoviário em que ocorrem, na superfície natural do terreno, uma camada de solo fino laterítico e, subjacente, várias camadas de solo saprolítico (resultante da ação das intempéries sobre a rocha, herdando ainda macrofábricas da rocha matriz que, no caso, é formada por camadas plano-paralelas), peculiares às rochas sedimentares. Este tipo de solo saprolítico gera, no talude, uma forma erosiva característica desta parte do corte. Pela análise das microfábricas, das duas camadas em consideração, pode-se notar diferenças facilmente perceptíveis, mesmo por técnicos não especializados. Por exemplo, na parte: – laterítica – os grãos são muito pequenos (da ordem de milionésimo de mm), constituídos externamente por óxidos e hidróxidos de Fe e Al que, além de serem pouco expansivos em contacto com a água, funcionam, quando secos, como um cimento natural e se coalecem, formando uma fábrica conhecida como “pipoca” ou “esponja”. Quando ensaiados pela sistemática MCT, estes solos pertencem à classe de comportamento laterítico (Solos L); – saprolítica – percebe-se, 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 ensaiados pela sistemática MCT, esses solos pertencem à classe de comportamento não laterítico, ( Solos N).

b) Projeto e Técnica Construtiva Específicos Os pavimentos construídos com as referidas bases, revestidas com tratamentos superficiais e/ou pré-misturados esbeltos, levam-nas a trabalharem com uma umidade de equilíbrio baixa, geralmente, entre 70 e 80% da umidade ótima, em relação à do Proctor Intermediário. Isso, ao longo do tempo, leva as bases a aumentarem o seu suporte inicial e a resistirem adequadamente ao tráfego, sem apresentarem maiores problemas, comparativamente às bases tradicionais. A figura 43 ilustra a movimentação de água no pavimento e vizinhança, em uma rodovia (no caso de via urbana, não ocorrem as infiltrações laterais d´água), tanto sob a forma de vapor, quanto sob a líquida. Isso leva a uma umidade de equilíbrio baixa. Contribuem para essa umidade de equilíbrio: – Condições climáticas típicas das regiões tropicais úmidas. – Projeto e técnicas construtivas apropriadas. 

Dos fatores naturais, cabe ressaltar: – Gradiente térmico predominante nas regiões tropicais, onde o pavimento é aquecido intensamente durante o dia, e se estabelece um gradiente caracterizado pela alta temperatura no revestimento betuminoso e no topo da base (que chega atingir 60º C, sobretudo, quando o revestimento é de pequena espessura), enquanto a temperatura no subleito mantém-se próxima de 25ºC, tanto de dia como de noite. Tal gradiente térmico, por si só, ocasiona o movimento descendente da água, tanto sob a forma líquida, como sob a forma de vapor. Ao anoitecer e durante a noite, geralmente ocorre inversão do gradiente, o que favorece a subida do vapor d’água. Porém esse gradiente é muito menor, comparado com aquele que aparece durante um dia ensolarado. Em climas frios e temperados frios, nos quais ocorrem a precipitação da água sob a forma de neve, a movimentação da água sob a forma líquida é inversa, podendo a água subir para a base e provocar a formação de gelo. Esse gelo derrete durante a primavera, ocasionando a embebição da base, o que explica a necessidade de se considerar, naqueles climas, a capacidade de suporte e módulo de resiliência nas condições saturadas ou muito próximas dessa condição. – Outro fator favorável é a posição do lençol freático e das camadas aqüíferas. A presença de camadas aqüíferas e lençol freático, raramente ocorre a menos de 3m, sendo muito freqüente casos em que elas aparecem a mais de 10m de profundidade. Evidentemente, para que o gradiente térmico seja efetivo na redução do teor de umidade da base de pavimentos de revestimento betuminoso delgado, é indispensável uma série de condições das quais, as mais importantes são: – Escolha apropriada do solo laterítico fino in natura, no caso de SAFL, e dosagem das misturas ALA e SLAD com características lateríticas de sua fração fina similares às do SAFL, conforme as especificações próprias para esses tipos de base. – Compactação apropriada da base, não só em termos de massa específica aparente seca máxima e teor de umidade de compactação mas também quanto à sua estrutura, havendo necessidade de utilizar, sucessivamente, uma série de compactadores apropriados para evitar a formação de lamelas e estruturas anisotrópicas plano- paralelas, no caso das bases de ALA e SAFL. – Secagem ou cura da base, o que provoca o trincamento e um aumento irreversível da sua capacidade de suporte. O fato indica uma coesão adequada do solo e garante um comportamento satisfatório da base em serviço. A secagem também permite uma movimentação descendente da água, tanto sob a forma líquida quanto sob a vapor, e um aumento benéfico da penetração na superfície da base. – Imprimadura betuminosa apropriada das faces superior e lateral da base, mas, nunca, na camada subjacente de reforço do subleito ou do subleito compactado. Ela deve ser distribuída, com taxa apropriada, e ter viscosidade que permita uma penetração entre os intervalos de 3 e 6 mm de espessura. – Acostamento sempre presente, com largura mínima de 1,20 m, devidamente compactado, imprimado e revestido, constituído de solo de baixos coeficientes de sorção e de permeabilidade. – No caso de pavimentos urbanos, obrigatoriamente, executar as guias, sarjetas e calçadas. – Revestimento flexível com textura o mais impermeável possível, a fim de evitar, ao máximo, a penetração da água pela superfície do pavimento. É recomendável que a primeira etapa comece por um tratamento superficial (de preferência do tipo penetração invertida) e uso de um ligante adequadamente escolhido. Em etapas posteriores, para recapeamento, pode-se usar, além de tratamento, concretos asfálticos do tipo fechado e flexível. – Drenos apropriados para evitar a influência do lençol freático, o qual deve estar a, no mínimo, 1,5m abaixo do nível do subleito e para eliminar o efeito da migração de água causada pelo gradiente térmico. Conforme o caso, há necessidade da construção de drenos interceptantes para aqüíferos permanentes ou periódicos (aparecem somente na estação chuvosa) e drenos para rebaixamento do lençol freático. Geralmente as condições ambientais, existentes nas regiões em que ocorrem os solos arenosos finos lateríticos, são excepcionalmente favoráveis quanto à posição do lençol freático: prevalecem, lençol freático e camadas aqüíferas, a profundidades superiores a 5 metros (freqüentemente atingem mais de 10 m).

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Como deve ser executado o controle tecnológico das bases de SAFL e ALA?


O acompanhamento tecnológico da execução, objetivando garantir a aplicação adequada de materiais, bem como o uso de procedimentos construtivos apropriados, é indispensável para o sucesso do pavimento. Para isso, é necessário executar uma quantidade mínima de ensaios, por uma equipe treinada adequadamente. Para a finalidade em vista, recomenda-se a execução do seguinte programa de ensaios: – Determinação do teor de umidade, a cada 40m, imediatamente antes da compactação. – Determinação da massa específica aparente úmida, in situ, e do respectivo teor de umidade com espaçamento de, no máximo, 40 m de pista, em pontos obedecendo à ordem: borda direita, eixo, borda esquerda. – Ensaios da metodologia MCT, em amostras com espaçamento máximo de 200 m, podendo ser utilizada, para solos com propriedades conhecidas e/ou rodovias de trânsito relativamente leve, a alternativa seguinte: – Classificação MCT. – Determinação, em corpos de prova correspondentes à massa específica aparente seca máxima e umidade ótima da energia intermediária (ou de outra energia fixada após trechos experimentais), das seguintes propriedades: – Mini-CBR sem imersão. – Mini-CBR com imersão e expansão. – Contração axial. Os valores máximos e mínimos de amostragem, a serem confrontados com os valores especificados no projeto, devem ser calculados de acordo com os critérios adotados no controle estatístico de materiais. Resultados satisfatórios têm sido obtidos, por exemplo, com o uso das fórmulas adotadas pelo DNER e pelo DER/SP.

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