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Comportamento de Trechos Executados com SAFL


A observação do comportamento dos pavimentos rodoviários com base de SAFL, construídos no Estado de São Paulo, mostrou que essa solução superou, em muito, as expectativas. Os primeiros trechos pavimentados em estradas, projetados para vida útil de 3 anos, apresentaram, após 6 anos de utilização, comportamento altamente satisfatório, sem terem sofrido recapeamento ou recuperação maior. Há trechos, inicialmente projetados como proteção à terraplenagem (entre eles, Cambaratiba-Borborema, Ibitinga-Itápolis e Itajobi-Novo Horizonte) e construídos em 1974/75, que até meados da década de oitenta funcionaram como estradas efetivamente pavimentadas, sem apresentarem grandes problemas. Na realidade, ocorreram defeitos inerentes ao tipo de revestimento adotado (tratamento superficial delgado); entretanto, são percentualmente pequenos, considerando-se a extensão total executada. Aqueles trechos, com esbeltos recapeamentos executados posteriormente, ainda continuam em serviço. Tendo em vista o excelente comportamento apresentado nos trechos experimentais, a base de SAFL começou a ser empregada como parte integrante da estrutura de pavimentos econômicos, em substituição às bases convencionais, geralmente constituídas de material britado, pedregulho ou solo cimento. Desde então, pavimentos com esse tipo de base vêm sendo utilizados em vias urbanas, em pistas de aeródromos e em pátios de estacionamento. Dentre os trechos pioneiros de vias urbanas citam-se os construídos 24 Pavimentos Econômicos em Araraquara, Barretos, Descalvado, Presidente Prudente, São Carlos e, de pista de aeródromo, o da Base Aérea de Pirassununga, do Ministério da Aeronáutica, todos no Estado de São Paulo. Os pavimentos têm atendido, perfeitamente, aos objetivos propostos, além de serem econômicos por utilizarem, em suas bases, materiais locais de baixo custo e revestimentos esbeltos de tratamentos superficiais.   Conteúdo Extraído do livro Pavimentos Econômicos – Tecnologia do Uso de Solos Finos Lateríticos, publicado pela editora Arte e Ciência de autoria dos Doutores e Professores Douglas Fadul Villibor e Job Shuji Nogami

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Especificações dos SAFL para Bases de Pavimentos

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Especificações dos SAFL para Bases de Pavimentos


As especificações do solo arenoso fino laterítico são fundamentadas em determinações de suas propriedades mecânicas e hídricas. Essas especificações impõem as seguintes condições para o emprego desses solos como base de pavimento: faixa_granulometrica– Composição granulométrica do solo tal que, 100% seja constituído por grãos que passem integralmente na peneira de abertura de 2,00 mm ou que possua uma porcentagem de grãos de, no máximo, 5% retidos nessa peneira. – Os solos devem pertencer à classe de solos de comportamento laterítico de acordo com a classificação MCT, ou seja, ser do tipo LA, LA´ ou LG´. – Os solos devem apresentar propriedades mecânicas e hídricas dentro dos intervalos indicados na tabela 5, quando compactados na Energia Intermediária do Mini-Proctor. A curva granulométrica destes solos é descontínua e eles devem apresentar uma granulometria que se enquadre na faixa indicada na figura 17, servindo portanto esta faixa como orientação para o emprego desses solos como bases de pavimento. tabela_valores_SAFLPara os solos de cada uma das áreas da figura 18 (abaixo) foram estudados detalhes da técnica construtiva mais adequada a fim de evitar qualquer defeito construtivo e minimizar o custo de construção.

figura18

Técnica Construtiva

A tabela 6 ilustra o Procedimento Construtivo e de Controle de Bases de SAFL e a figura 19 mostra seus detalhes construtivos.

tabela6

figura19

Peculiaridades sobre o Comportamento de Pavimentos com Base de SAFL Algumas peculiaridades observadas durante a vida de serviço dos pavimentos executados com bases de solo arenoso fino laterítico são: – Baixíssima incidência de ruptura da base, exceto em locais onde o lençol freático se encontra a menos de 1,0 m de profundidade e/ou em pontos de percolação de águas superficiais. – Pequenas deflexões, geralmente entre 20 e 60 (1/100 mm). – Pequenas deformações nas rodeiras, porém, sem trincamento do revestimento. – Baixa contração por secagem ao ar nos solos da área II resultando em placas de dimensões aproximadas de 50 x 50 cm na base, consideradas ideais como padrão de trincamento. Os solos da área I apresentam contração média a elevada, que conduz à formação de placas da ordem de 30 x 30 cm. – Excelente capacidade de receber compactação (solos das áreas I e II), alcançando facilmente o grau correspondente a 100% da MEASmax relativa à “energia intermediária”. – Facilidade no acabamento da base e baixo desgaste superficial sob a ação do trânsito de serviço. – Satisfatória receptividade à imprimadura, proporcionando uma boa aderência da camada de rolamento à base. – Superfície e borda pouco susceptíveis ao amolecimento por umedecimento. As peculiaridades mencionadas são relativas principalmente às áreas I e II da figura 18. Entretanto, cabe ressaltar que, quando da utilização de solos pertencentes às áreas III e IV, observa-se o seguinte: – Dificuldade de aceitar compactação. O grau de compactação atinge valores entre 93 e 97% da MEASmax relativa à “energia intermediária”. – Propensão para formação de “lamelas” na construção. – Dificuldade no acabamento da base, principalmente sob ação do tráfego de construção. – Superfície e borda da base muito susceptíveis ao amolecimento por absorção excessiva de umidade. Problemas de erodibilidade nas bordas quando sujeitas à ação d’água em segmentos onde não existem guias e sarjetas e/ou proteção lateral. Considerações sobre Defeitos no Pavimento devido às Deficiências da Técnica Construtiva Os principais defeitos incidentes em pavimentos com bases de SAFL decorrem de algumas deficiências no processo executivo e da interface base/revestimento. Estão indicados nos fluxogramas 3 e 4 respectivamente. fluxograma_3e4 Dentre as ocorrências mencionadas, os defeitos que mais afetam a vida de um pavimento com base de SAFL são: – Lamelas superficiais: decorrentes de pequenos aterros para acerto de greide, quando do acabamento, e de supercompactação superficial da camada, mais incidente em solos pouco coesivos. – Falta de imprimadura impermeabilizante ou taxa insuficiente, que não confere a coesão necessária na superfície da base, acarretando cravamento do agregado do revestimento na base. – Escolha inadequada do solo, por exemplo, com baixa capacidade de suporte, levando conseqüentemente a recalques e deformações excessivas, ou utilização de solos não coesivos ocasionando escorregamentos do revestimento.  Fonte/ livro: "Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas" – Bases Alternativas com Solos Lateríticos (Douglas F. Villibor e outros)

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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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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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Pode se Imprimar as Bases de SAFL, ALA e SLAD com Emulsão Asfáltica?


A imprimação deverá ser efetuada, obrigatoriamente, com a utilização de asfalto diluído tipo CM-30 e CM-70. Vide 14ª Questão.
Entre os insucessos resultantes do uso da imprimação com Emulsão Asfáltica, ressalta-se o ocorrido, por exemplo, em uma cidade do Estado de São Paulo onde, após a execução, bases de SAFL foram imprimadas com aquele tipo de ligante. Na ocasião, substituiu-se a imprimação com CM-30, recomendada em projeto, pela Emulsão Asfáltica RR-1C.
Após a imprimação, foi executada a camada de revestimento com tratamento superficial, antes do período das chuvas. Inicialmente observou-se ocorrência de pequenos defeitos, como o descolamento do revestimento.
A seguir, entretanto, no primeiro período chuvoso de uso do pavimento, toda a camada de rolamento se “desprendeu” da base.
Após o ocorrido, foi adotada a correção: retirar a camada de revestimento existente, dar novo acabamento na base, imprimar com CM-30 e executar, novamente, toda a camada de revestimento betuminoso.

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Quais as Normas para Execução das Camadas de Revestimento sobre Bases de SAFL, ALA e SLAD e quando se usa a Camada de Proteção?


Sugere-se que a execução seja como preconizado pelo DER-SP, em seu “Manual de Normas de Pavimentação” (1991), ou seja:

  • Tratamento superficial: Seção 3.12.
  • Camada de CBUQ (atual CAUQ): Seção 3.13.

A camada de proteção consiste na aplicação, sobre a imprimadura de uma base de SAFL ou ALA, de um tratamento superficial simples invertido (Seção 3.12), antes da execução da camada final do revestimento do pavimento.

Dois casos podem ser considerados, a saber:
 

1º Caso – Revestimento de Tratamento Superficial:

  • Os solos dos tipos I e II, da Classificação Geotécnica MCT, conduzem a bases coesivas; os dos tipos III e IV conduzem a bases pouco coesivas, podendo resultar, mesmo após a imprimadura, em uma superfície muito frágil. Quando isso acontece, o agregado da primeira camada do revestimento rompe a superfície da base, logo durante a sua rolagem; consequentemente, o revestimento se solta e o agregado penetra base adentro, deixando livre o betume e provocando exsudação.
  • Outra situação, em que a camada considerada é necessária, ocorre quando o tráfego excede alguns limites. A experiência atual mostra que, para um tráfego com Nt > 5×106 solicitações do eixo padrão, ocorre a penetração do agregado na base, quando não existe a camada de proteção, cuja execução, tem-se mostrado muito eficaz para evitar tal penetração.

2º Caso – Revestimento Usinado Tipo CAUQ ou PMQ:
 

  • Neste tipo de revestimento pode ocorrer seu escorregamento sobre a base, devido aos esforços horizontais do tráfego e à fraca ligação entre ambos. Para os solos dos tipos III e IV recomenda-se o uso da camada anticravamento, para prevenir esse tipo de defeito.
  • O sucesso dessa técnica está ilustrado nas figuras A.11 (rodovia), A.12 (via urbana) e A.13 (aeródromo), cujos avimentos, com mais de 20 anos de uso, foram construidos com bases e SAFL, camada anticravamento de tratamento superficial imples e posterior recobrimento de CAUQ. Em vários trechos e rodovias, onde se previa Nt > 5×106 olicitações, em vias urbanas e aeródromos, o uso desta técnica resultou em pavimentos
    com comportamento excelente.

Figura A.11 Araraquara a G. Peixoto – SP.                            Figura A.12 Viar urbana em Araraquara – SP.

 

 

 

 

 

 

Figura A.13 Aeródromo em São Carlos – SP.

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