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Pavimentos de Baixo Custo: considerações Sobre Seus Defeitos e Propostas de Conservação e Recuperação


DISSERTAÇÃO DE MESTRADO

Titulo: Pavimentos de Baixo Custo: Considerações Sobre Seus Defeitos e Propostas de Conservação e Recuperação  

Autor: Fábio Quintela Fortes  

Unidade: Escola de Engenharia de São Carlos (EESC-USP)

Área: Departamento de Vias de Transportes

Orientador: Professor Dr. Douglas Fadul Villibor

Defesa: 1994

Palavras-Chave: conservação e recuperação de pavimento, pavimento de baixo custo, solos finos lateríticos, safl e slad, ocorrência de defeitos, revestimento, desgaste, exsudação, imprimação, lamelas construtivas, suporte das camadas de pavimento, recalque do pavimento, ruptura da borda, trincas de reflexão, erosão da borda, buracos ou panelas, método Merlin, perfil topográfico, procedimentos de conservação e procedimentos de recuperação.

 

Resumo

Os pavimentos de baixo custo com uso de solos lateríticos apresentam uma série de particularidades de projeto, de construção, de conservação e de recuperação que os distingue dos tradicionais. Atualmente existe uma carência de tecnologias na área especifica de conservação e recuperação para esses pavimentos.

Com o objetivo de atenuar essa carência, esta dissertação propõe, para pavimentos de baixo custo, critérios de atuação em função da irregularidade longitudinal, procedimentos para execução de serviços de conservação e recuperação e, diretrizes para recuperação.

Neste contexto, foi desenvolvida uma série de estudos sobre as particularidades desses pavimentos, o inter-relacionamento entre os defeitos, suas causas e evoluções, e as atividades de conservação, bem como os métodos existentes de avaliação de pavimentos. Foram executados levantamentos de campo identificando-se a incidência dos defeitos e o nível de irregularidade longitudinal que estes acarretam ao pavimento.

Foi observado que a maioria dos defeitos dos pavimentos de baixo custo devem-se ao revestimento em tratamento superficial e não ao material utilizado na base e, que apesar de suas particularidades, a intensidade de conservação e respectivos custos são similares aos dos pavimentos tradicionais.

 

Abstract

The low cost pavements that use lateritic soil present many particularities of desing, construction, conservation and recuperation that differentiate them from the conventional ones. Nowadays there is lack of Technologies in the specific área of conservation and recuperation for these pavements.

The objective of this dissertation is to attenuate the problems stated above, proposing actuation criteria based on roughness, procedures for execution of conservation and recuperation services, and recuperation directives for low cost pavements.

In this context, the particularities of those pavements, the relationship among distress, causes, evolutions and conservation services and the existing methods for evaluation roughness, were investigated. Inventory data from pavement sections was also collected in order to identify the distress incidences and the roughness level produced on the pavements.

It was observed that the most of low cost pavement distress are due to surface treated and not to material used for base and, in spite of their particularities, the conservation intensity and costs are similar of conventional pavements.

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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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Qual o Conceito de Pavimento Econômico?


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

Qual o Conceito de Pavimento Econômico? 

É o pavimento que:

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

 

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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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

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

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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


 

 

 

 

 

 

 

 

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

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

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

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

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

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

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Conceitue os Solos Finos Lateríticos Arenosos e Argilosos?


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

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

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

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

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

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