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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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Quando usar Solo Laterítico Agregado Descontínuo (SLAD) ou Solo Arenoso Fino Laterítico (SAFL)?

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Quando usar Solo Laterítico Agregado Descontínuo (SLAD) ou Solo Arenoso Fino Laterítico (SAFL)?


Nas bases de SLAD os grãos maiores (graúdos) da mistura da fração retida na peneira de 2mm, acham-se disseminados na massa da fração fina que passa, geralmente não ocorrendo contato entre seus grãos. Em função disso, não há contato entre os grãos graúdos e não é formado, portanto, um arcabouço estrutural entre eles. Nessas bases, é obrigatório que o solo da fração fina apresente, após a compactação, características mecânicas e hídricas nos intervalos recomendados, similares aos das bases de SAFL in natura. Portanto, o comportamento dos dois tipos de base (SLAD e SAFL) está intimamente ligado ao comportamento laterítico da fração de silte + argila que passa na peneira de 0,075mm, o qual condiciona a resistência inicial das bases e a manutenção da estabilidade das mesmas, ao longo do tempo, quando submetidas às solicitações das cargas repetitivas do tráfego e às condições ambientais mais adversas. Surge a pergunta básica: Quando se usa uma base de SLAD, que é, de maior custo, em relação à de SAFL? As bem definidas vantagens do uso das bases de SLAD são as seguintes:

a-) Pelo elevado suporte das bases de SLAD, bem superior ao das bases de SAFL, deve-se usá-las sempre que o tráfego for elevado (caracterizado por N ? 5 x 106 solicitações). Nelas, há possibilidade de se compactar a mistura no campo com energia elevada, por exemplo do Proctor Modificado, sem causar supercompactação. Já as bases de SAFL, geralmente, só podem ser compactadas adequadamente na energia do Proctor Intermediário, para evitar a ocorrência de lamelas construtivas por supercompactação, produzindo bases com menor suporte do que as de SLAD.

A figura 47 mostra uma base de SLAD com revestimento de CBUQ esbelto (3cm). 

b-) A presença do agregado graúdo na mistura funciona como um “alongador de massa” das bases, ou seja, os blocos da estrutura da base de SLAD, formados devido às trincas de contração, são maiores do que os das bases de SAFL, assim como as trincas entre os blocos das primeiras são menores do que as da segunda. Isso resulta numa estrutura, do SLAD, mais travada quanto à movimentação de seus blocos estruturais.

c-) O processo executivo da base de SLAD é mais fácil do que o da base de SAFL. Na execução do acabamento da primeira, pode-se usar rolo vibratório liso, sem muitos problemas. Além disso, a presença do agregado na massa dificulta a formação de lamelas construtivas durante o processo de compactação.

A figura 48 ilustra uma mistura in situ, de agregado de quartizio e SAFL, para a execução da base de SLAD. 

d-) Devido à ocorrência de agregados graúdos na superfície da base, a qualidade da interface revestimento/base de SLAD é superior àquela da base de SAFL, em especial para solos dos tipos III e IV. Não há necessidade, portanto, da execução da camada de tratamento superficial anticravamento, antes da execução do revestimento das bases de SLAD. Pode-se usar, diretamente, camada de rolamento de CBUQ sobre a base de SLAD, qualquer que seja o solo laterítico fino usado na constituição da mistura. e-) No caso de vias urbanas de tráfego médio, a vantagem da base de SLAD é que, por apresentar uma boa aderência revestimento/base, não ocorrem escorregamentos do revestimento, mesmo para tráfego de ônibus. Já no caso de tráfego muito leve a leve, pode-se usar base de SAFL, com os cuidados que sua tecnologia exige.

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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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Quais são as estruturas típicas para pavimentos de baixo custo com base de solo-agregado (SAFL, ALA e SLAD)?


As estruturas típicas, espessuras e materiais recomendados para locais onde sejam disponíveis solos lateríticos, são mostrados na figura 40. A espessura da base não é “dimensionada” mas fixada. Determina-se somente a espessura do reforço do subleito, que é também executado com solo laterítico, geralmente de mesma origem ou até da mesma jazida do material da base. Essas recomendações baseiam-se na experiência acumulada e desempenho observado nos pavimentos construídos. figura40

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O que ocorre quando se imprima uma base de SAFL com emulsão betuminosa?


A imprimação deverá ser efetuada, obrigatoriamente, com a utilização de asfalto diluído CM-30 ou CM-70 (asfalto diluído com querosene) o qual, por apresentar baixa viscosidade, infiltra na superfície da base e permite que a parte residual (betume) penetre convenientemente nela. Com a evaporação do solvente, a superfície da base permanece impregnada de betume (produzindo um “solo betume”) e fica, assim, impermeabilizada tanto quanto possível, além de proporcionar uma ligação adequada para tratamentos superficiais que vier a receber. Entre os insucessos com o uso da imprimação com RR-1C 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 ligante. Na ocasião, por desconhecimento técnico dos executantes, substituiu-se a imprimação com CM-30, recomendada em projeto, pela emulsão RR-1C. Logo após a imprimação com emulsão, foi executada, a camada de revestimento com tratamento superficial, antes do período das chuvas. Observou-se, apenas ocorrência de pequenos defeitos, como o descolamento do revestimento. Para a surpresa dos executores, no primeiro período chuvoso de uso do pavimento, toda a camada de rolamento se desprendeu da base. Após o ocorrido, os autores deste livro foram consultados e prescreveram para 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. Fonte/ livro: “Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas” – Bases Alternativas com Solos Lateríticos (Douglas F. Villibor e outros).

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Camada Betuminosa Pré-Misturada de Bloqueio: “Pé-de-Moleque” (PM)

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Camada Betuminosa Pré-Misturada de Bloqueio: “Pé-de-Moleque” (PM)


A camada de bloqueio executada sobre bases de argila laterítica é constituída por uma camada betuminosa pré-misturada usinada, a quente ou a frio, composta exclusivamente por agregados de granulometria fina (pedrisco) e ligante betuminoso. O pré-misturado denominado “Pé de Moleque” é espalhado sobre a base imprimada com o distribuidor de agregados rebocável (“spreader”), similar aos utilizados em tratamentos superficiais, em uma camada de cerca de 0,5 cm de espessura e compactado com rolo de pneus de pressão variável, e rolo tandem de 5 a 8 toneladas. Essa camada não tem finalidade estrutural mas, de interligação entre a base e a camada de rolamento, além de inibir a propagação de trincas da base para o revestimento. Apresenta as seguintes características: – Granulometria aberta. – Textura com aspecto do doce “pé-de-moleque”, daí a denominação. – Elevado índice de vazios. – Baixo teor de betume. As características da mistura betuminosa “Pé-de-Moleque” acham-se na tabela 18. tabela18 Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ) Atualmente tem-se usado como camada de rolamento em pavimentos de baixo custo, revestimento betuminoso usinado a quente, com espessura de cerca de 2,5 cm. Antes da aplicação de um concreto betuminoso (CBUQ) sobre bases de SAFL, ALA e de Argila Laterítica, é recomendável a execução de uma camada anticravamento ou de bloqueio (TS ou Pé-de-Moleque), com o objetivo de melhorar a interface base/revestimento. A aplicação de CBUQ deverá ser efetuada com vibroacabadora; a compactação, com rolo de pneus e rolo tandem liso leve. O revestimento betuminoso usinado a quente apresenta as seguintes peculiaridades: – Facilidade na execução de camadas delgadas, de apenas 2,5 cm. – Elevado teor de betume. – Camada compactada com textura superficial praticamente impermeável e elevada resistência à deformação. A técnica construtiva dessa camada segue os critérios tradicionais; no entanto, deve-se tomar cuidados especiais na execução das juntas e no acabamento das sarjetas. As características desta mistura acham-se na tabela 19. tabela19 Detalhes do processo executivo da camada de revestimento, em concreto betuminoso usinado a quente, se encontram na figura 31. figura31 Fonte/ livro: “Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas” – Bases Alternativas com Solos Lateríticos (Douglas F. Villibor e outros)

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Bases de Argila Laterítica


Nas regiões tropicais úmidas ocorrem espessas camadas de solos lateríticos arenosos e argilosos, sendo os tipos argilosos mais freqüentes, a não ser em certas regiões, como por exemplo, no noroeste do Estado de São Paulo, onde predominam os tipos arenosos finos. Diante do exposto, é de extrema importância a utilização de argilas lateríticas em bases de pavimentos de baixo custo, principalmente nas zonas periféricas de crescimento urbano mais recente. Um dos primeiros trechos experimentais com base de argila laterítica foi o acesso norte de Campinas à Via Anhangüera (SP-330), executado no inicio da década de 50. Neste trecho utilizou-se o “envelopamento” da base com pintura betuminosa. No Plano de Pavimentação de 1958 do DER/SP, sub-bases e reforços do subleito foram executados em grande escala, com uso de argilas lateríticas. A partir de meados da década de 80 a construção de trechos experimentais com uso de argilas lateríticas foi retomada nos Estados de São Paulo e Paraná. A pavimentação urbana com o emprego de bases de argila laterítica se desenvolveu a partir de um diagnóstico errôneo de uma jazida, que deveria ser de solo arenoso fino laterítico, na cidade de Ilha Bela. Naquela ocasião, observou-se que a base, recém construída, contraiu em demasia resultando em um trincamento em blocos de 15 cm x 15 cm, com abertura de trincas de 3,0 a 4,0 mm. Devido ao fenômeno, a empresa executante não procedeu à aplicação de um revestimento betuminoso sobre a base extremamente trincada. A primeira providência técnica tomada para diagnosticar o elevado grau de trincamento da base foi o ensaio, pela Metodologia MCT, da jazida utilizada para a execução da camada. O ensaio demonstrou que a jazida não se enquadrava na especificação de um solo para o emprego em bases de solo arenoso fino laterítico (SAFL) pois, entre outros problemas, o produto dali extraído apresentava contração superior a 2,5% e CBR na umidade de moldagem para a energia intermediária, inferior a 20%. Para se enquadrar como SAFL, deveria apresentar contração inferior a 0,5% e CBR superior a 40% na umidade ótima. Portanto, o solo utilizado era na verdade, uma argila de comportamento laterítico (LG’), segundo a classificação MCT. A grande preocupação, além do baixo suporte, era a reflexão das trincas da camada de base para o revestimento fazendo com que, nos períodos chuvosos, a água percolasse para as camadas inferiores através da infiltração pelas trincas, instabilizando essas camadas. No caso do pavimento de Ilha Bela, as seguintes soluções poderiam ser executadas: – Remoção de toda a camada de base, mistura da argila laterítica com areia e execução de uma mistura do tipo argila laterítica e areia (ALA). – Preenchimento das trincas com areia fina através de varredura da superfície da base. A segunda solução foi adotada, acrescida da execução de um revestimento tipo macadame betuminoso selado, na espessura de 4,0 cm, com a finalidade de minimizar a eventual propagação das trincas. Para a recuperação da base trincada foram tomadas as seguintes providências: – Peneiramento da areia para preenchimento das trincas, retirando a fração superior a 0,42 mm. – Distribuição, por caminhão basculante, de montes eqüidistantes de areia e espalhamento da areia seca com a finalidade de preencher as trincas. – Irrigação da superfície de toda a base, fazendo com que parte da água infiltrasse nas trincas preenchidas com areia seca, carreando a areia para o fundo. – Repetição do procedimento do primeiro item, após a secagem da superfície irrigada. Varrição, em seguida, removendo todo o excesso de areia na superfície das placas trincadas. – Imprimação com CM-30, de toda a superfície, e execução de camada de rolamento com macadame betuminoso selado. A tecnologia foi estendida para a cidade de Jaú, no interior de São Paulo, com o intuito de substituir as bases convencionais de brita graduada simples, macadame hidráulico e betuminoso, por pavimento de baixo custo para tráfego leve. As primeiras experiências sistemáticas com o uso de bases de argila laterítica na cidade de Jaú ocorreram em 1986. Adotou-se, inicialmente, o procedimento que envolve a secagem da camada argilosa compactada, para o desenvolvimento de trincas, posterior fechamento das trincas com areia fina e aplicação de revestimento de macadame betuminoso relativamente espesso (aproximadamente 5,0 cm). A partir de 1988, iniciou-se a substituição do macadame betuminoso com capa selante, por revestimento com tratamento superficial betuminoso na espessura de 2,5 cm. Esse tipo de projeto foi executado em vias de tráfego de “muito leve” a “leve”, caracterizadas pela instrução de Projeto PMSP/92 anterior ao atual IP-02 de classificação de vias. Atualmente, em Jaú, o pavimento mais adotado, com base de argila laterítica, é constituído por: camada betuminosa aberta, de bloqueio sobre a superfície da base, com espessura aproximada de 0,5 cm e um revestimento de mistura betuminosa usinada a quente, com cerca de 2,5 cm de espessura. A calafetação das trincas de contração da base com areia fina foi substituída pelo enchimento, com material remanescente do processo de umedecimento, e corte da superfície da base após o período de cura. A extensão total de ruas pavimentadas, na cidade, com base de argila laterítica atinge mais de 500.000 m2. Fonte/ livro: “Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas” – Bases Alternativas com Solos Lateríticos (Douglas F. Villibor e outros)

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Especificações do Solo Laterítico Agregado (SLAD) para Bases de Pavimentos

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Especificações do Solo Laterítico Agregado (SLAD) para Bases de Pavimentos


As misturas descontínuas de SLAD são recomendadas para tráfego variando de leve a médio e são caracterizadas pelo uso de solo laterítico, acrescido de agregado natural ou britado. Para uma mistura ser considerada apropriada para o uso em bases, o solo, o agregado e a mistura deverão satisfazer os seguintes requisitos: – Solo Laterítico: Pertencer à classe “L” (solo de comportamento laterítico) dos grupos LA, LA’ e LG’, da classificação MCT e apresentar as propriedades mecânicas e hídricas, quando compactados na energia intermediária, dentro dos intervalos mencionados a seguir: – Suporte Mini-CBR na energia intermediária, sem imersão….. $ 20% – Ris = 100 x Mini-CBRi / Mini-CBRhm ………………………….. $ 50% – Expansão sem sobrecarga padrão ……………………………… # 1% – Contração …………………………………………………………… # 2% – Agregado: Os agregados devem apresentar as seguintes características: – Granulometria do material passando na peneira de 25 mm .. # 100% – Porcentagem em peso na mistura ………………………………. $ 40% – Desgaste por abrasão Los Angeles ……………………………… # 60% – Mistura Solo Agregado: As misturas de solo agregado devem atender as especificações baseadas na classificação MCT e, compactadas, devem possuir propriedades mecânicas e hídricas dentro dos intervalos da tabela 11, além de granulometria descontínua com graduação que se enquadre na faixa indicada na figura 25. tabela11 figura25 A mistura deverá ser dosada de forma que a parte fina se enquadre preferencialmente, em uma das áreas do gráfico da Classificação MCT, conforme ilustrado na figura 26. figura26 Entre as misturas de solo-agregado, as notadamente pouco coesivas, são menos suscetíveis à segregação que as mais coesivas. Em alguns locais pode ocorrer uma maior concentração de brita; em outros, uma maior concentração de solo. No entanto, experiência realizada na execução de 400 Km demonstrou não haver prejuízo significativo aos serviços. Fonte/ livro: “Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas” – Bases Alternativas com Solos Lateríticos (Douglas F. Villibor e outros)

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