14 o Encontro Nacional de Conservao de Rodovias

14 o. Encontro Nacional de Conservação de Rodovias Belo Horizonte – 25 a 28 de Agosto de 2009 ANÁLISE DE PROJETOS DE RODOVIAS PARA PROGRAMAS COM FINANCIAMENTOS Eng. Marcílio Augusto Neves 1

SUMÁRIO 1. Objetivo 2. Projetos de Pavimentação de Rodovias 3. Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias 2

1. Objetivo 3

Qual a idade deste pavimento ? Como recuperá-lo? 4

Qual a idade deste pavimento ? 5

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Objetivo CAUSAS DE DETERIORAÇÃO PRECOCE DE PAVIMENTOS: • Material de Má Qualidade na Camada de Base • • • Falhas no Processo Executivo Material de Má Qualidade no revestimento Material de Má Qualidade na sub-base ou subleito Deficiências de Drenagem Excesso de Carga por Eixo • Falha no Dimensionamento do Pavimento (Projeto) 7

Sucesso em Pavimentação: 1) PREMISSAS BÁSICAS: • • • Projeto adequado Processo Executivo Adequado Controle de Qualidade Adequado 2) SOLUÇÕES: • De qualidade e Duráveis => Estáveis • Econômicas • e Exeqüíveis! 3) ESTUDO ECONÔMICO DE ALTERNATIVAS • Nunca há somente uma solução viável tecnicamente • Mas uma será mais econômica 8

2. Projetos de Pavimentação de Rodovias 9

Projetos de Pavimentação de Rodovias Exigências paras Obter Financiamentos para obras: 1) Concepção e montagem do Programa • Definição de objetivos • Manual Operacional do Programa – critérios e Termos de Referência para projetos, estudos ambientais, obras, gerenciamento e supervisão • Estudos de Viabilidade Econômica preliminares • Estimativas de Custos • Seleção de Trechos 10

Projetos de Pavimentação de Rodovias Exigências paras Obter Financiamentos para obras: 2) Estudos necessários • Estudos de Tráfego • Planos Funcionais • Projetos Básicos de Engenharia • Projetos Executivos de Engenharia • Estudo de Viabilidade Econômica • Estudos Ambientais 11

Projetos de Pavimentação de Rodovias 3) Projetos de Implantação e Pavimentação • • Estudos de Tráfego completos Estudos de Traçado X Estudo Econômico de Alternativas Estudos geotécnicos completos Projeto geométrico e de interseções Projeto de Pavimentação X Estudo Econômico de Alternativas Projeto de Drenagem Projeto de Obras de Arte Especiais Projeto de Desapropriação e Reassentamento 12

Projetos de Pavimentação de Rodovias 4) Projetos com Melhoramentos Operacionais • Estudos de Tráfego completos • Planos Funcionais X Estudo Econômico de Alternativas • Detalhamento geométrico e de interseções • Projeto de Desapropriação e Reassentamento 13

ESTUDO ECONÔMICO DE ALTERNATIVAS o Base do Pavimento Alternativa 1 = SOLO ESTABILIZADO GRANULOMETRICAMENTE Alternativa 2 = Misturas de Solos (comareia, brita, argila, etc. ) Alternativa 3: Bica Corrida com Argila Avaliar: Custo de execução + DMT => Custo de Transporte PARA ALTERNATIVAS VIÁVEIS TECNICAMENTE o + Pedreira Alternativa 1 = Pedreira Não comercial (virgem ou não) – mesmo que longe Alternativa 2 = Pedreira comercial Avaliar: Custo de Produção ou de Aquisição (na Comercial) + DMT => Custo de Transporte 14

Item Crítico em Projetos de Pavimentação: TSD Rodovias de Baixo Tráfego: Solução de Baixo Custo. Revestimento em TSD Resistência / Durabilidade Camada de Base. BASE SUB-BASE SUBLEITO Durabilidade de um pavimento: Estabilidade da camada de base. Responsável por absorver e resistir aos esforços (tensões e deformações) gerados pelas cargas Manutenção da resistência da camada em nível superior à dos caminhões. necessidade imposta pelo tráfego, ao longo do período de projeto (no caso 10 anos). 15

Base de Pavimento = RESISTÊNCIA Possibilidades: Resistência + Estabilidade + Durabilidade • Estabilização granulométrica ou • Estabilização por aditivos químicos (cimento, cal, enzimas, etc. ). 16

Base de Pavimento = RESISTÊNCIA + ESTABILIDADE: A resistência de cisalhamento do solo é função da: o coesão e o do ângulo de atrito interno: ξ = c + (σ – μ) tg φ onde: ξ = resistência ao cisalhamento; c = coesão; σ = tensão total; μ = pressão neutra; φ = ângulo de atrito interno • Coesão “c” => típica dos solos argilosos • ângulo de atrito interno, típico dos solos pedregulhosos 17

Base de Pavimento = RESISTÊNCIA 18

Estabilização Granulométrica Estabilidade = Resistência: Se “n” < 0, 4: excesso de finos; Graduação Contínua – Curva de Talbot “n” > 0, 6: deficiência de finos; “n” > 4: solos de graduação uniforme; p = 100 (d/D)n “n” = 0, 4 a 0, 6 tem-se graduação contínua e densa. onde: p = percentagem, em peso, passando na peneira de abertura “d”; d = abertura da peneira; D = diâmetro máximo do solo; n = expoente. Granulometria é fundamental, por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”. 19

Estabilização Granulométrica Graduação Contínua – Curva de Talbot p = 100 (d/D)n => Curvas A, B, C e D “n” = 0, 4 a 0, 6 tem-se graduação contínua e densa. Granulometria é fundamental, por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”. 20

Estabilização Granulométrica CURVA GANULOMÉTRICA Especificação DNER-ES 303/97: 21

Estabilização Granulométrica Graduação Contínua – Curva de Talbot p = 100 (d/D)n => Curvas A, B, C e D “n” = 0, 4 a 0, 6 tem-se graduação contínua e densa. Granulometria é fundamental, por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”. 22

Estabilização Granulométrica Graduação Contínua – Curva de Talbot p = 100 (d/D)n => Curvas A, B, C e D “n” = 0, 4 a 0, 6 tem-se graduação contínua e densa. Granulometria é fundamental, por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”. 23

Estabilização Granulométrica Especificação DNER-ES 303/97: • Faixas E e F quando N < 5 x 106 CUIDADO!!!!!! Recomendo evitar ao máximo o uso de solos enquadrados nas faixas “E” e “F”, pois tratam-se de materiais muito finos e instáveis. 24

Estabilização Granulométrica CUIDADO!!!!!! 25

Estabilização Granulométrica CURVA GANULOMÉTRICA DEGRADAÇÃO DO SOLO DURANTE A COMPACTAÇÃO. Em solos friáveis (saprolíticos), a ação da compactação destrói os grãos maiores, desfigurando a granulometria do mesmo. Recomenda-se efetuar nas obras o controle da degradação, fazendo ensaios de granulometria após compactação. 26

Estabilização Granulométrica CUIDADO! DEGRADAÇÃO ACENTUADA 27

Estabilização Granulométrica CURVA GANULOMÉTRICA Alguns exemplos de Materiais: 28

Estabilização Granulométrica CUIDADO! “n” < 0, 4: excesso de finos; 29

Estabilização Granulométrica CUIDADO! Se “n” < 0, 4: excesso de finos; “n” > 0, 6: deficiência de finos; 30

Se “n” < 0, 4: excesso de finos; Estabilização Granulométrica CUIDADO! “n” > 0, 6: deficiência de finos; “n” > 4: solos de graduação uniforme; “n” = 0, 4 a 0, 6 tem-se graduação contínua e densa. 31

Estabilização Granulométrica “n” > 4: solos de graduação uniforme; CUIDADO! 32

Estabilização Granulométrica “n” = 0, 4 a 0, 6 tem-se graduação contínua e densa. 33

Estabilização Granulométrica 34

CURVA GANULOMÉTRICA Estabilização Granulométrica É preciso que este aspecto seja devidamente avaliado, pois a granulometria é fundamental, por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”. 35

Estabilização Granulométrica PLASTICIDADE: Em várias obras tem-se: § Resultados de ensaios descritos como “não plásticos” (NP). § Laboratoristas de obras não determinam o LP e LL quando o solo tem fração arenosa. Especificação DNER-ES 303/97: o o o A fração que passa na peneira número 40 deve apresentar LL < 25% e IP < 6%; Ou EA > 30 %. Solos lateríticos: LL < 40% e IP < 15%. 36

Estabilização Granulométrica PLASTICIDADE: Coesão X Plasticidade Tendência nas obras: trabalhar com solos não plásticos, que atenderiam à Especificação: LL < 25% e IP < 6%. RISCO: se ter um solo não coesivo. Não há garantia de que um solo com plasticidade terá também coesão adequada, mas há risco de se ter um solo não coesivo quando NP. 37

Exemplo de São Paulo PROVICINAIS o Região Oeste Solos Tropicais = SAFL Bases de Solo Arenoso Fino Laterítico X o Região Leste Solos Saprolíticos Bases Granulares (Cascalho) 38

SAFL ISC – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA 39

Estabilização. ISC Granulométrica – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA ISC: Obras visitadas: controle do ISC somente feito na umidade ótima. Mas solos susceptíveis a água apresentam: Queda no ISC quando compactados no ramo úmido. O ISC mínimo especificado § 60 % para N < 5 x 106 § ou 80 % para N > 5 x 106 40

Estabilização Granulométrica Queda de ISC no Ramo Úmido da curva de compactação. 41

Estabilização Granulométrica ISC: Aumento de Energia para Aumentar ISC: Verificar Degradação: Ensaio de Granulometria Após Compactação. 42

Estabilização. ISC Granulométrica – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA Quando o Solo não atende: Estudo de Mistura: § Dosagem granulométrica (Graduação) § Ensaios de confirmação da qualidade Misturas: § De 2 ou 3 Solos § Com Areia § Com Argila § Com Produtos de Britagem (Pó, Brita 0 e Brita 1) § Com Bica Corrida 43

Estabilização. ISC Granulométrica – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA Misturas: § De 2 ou 3 Solos => Melhorar graduação, Aumentar ISC § Com Areia = 10, 15 ou 20% => Reduzir Plasticidade, Melhorar graduação, Aumentar ISC § Com Argila = 10, 15 ou 20% (? ) => Aumentar Coesão (Aumentar ISC) § Solo Brita = 30%, 50%, 70% § Com Produtos de Britagem (Pó, Brita 0 e Brita 1) § Com Bica Corrida => Reduzir Plasticidade, Melhorar graduação, Aumentar ISC 44

Estabilização. ISC Química – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA MISTURAS: § Solo Melhorado com Cimento § Solo-Cal § Solo estabilizado com Enzimas § Solo-betume § Solo-Brita-Cimento 45

Estabilização. ISC Química – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA MISTURAS de Solo-Cimento: Estudo de Mistura: § Dosagem = Método ET-35 da ABCP – Dosagem de Misturas de solo -cimento – Normas de Dosagem e Métodos de Ensaio § Teor de aglutinante (ou de cimento) que permita uma Resistência a Compressão mínima de 2, 1 MPa § Teores de Cimento: 6%, 7% e 8% (até 10%) em peso § Com ensaios de resistência a compressão simples aos 7 dias de cura úmida. § Solos finos = Ensaio de Durabilidade por Molhagem e Secagem Na execução: § Compactação e acabamento em até 3 horas. § Manter Fechada ao Tráfego 7 dias – Cúra Úmida. 46

3. Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias 47

Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias Exigências paras Obter Financiamentos para obras: 1) Concepção e montagem do Programa • • Manual Operacional do Programa – critérios e Termos de Referência para projetos, estudos ambientais, obras, gerenciamento e supervisão Estudos de Viabilidade Econômica preliminares Estimativas de Custos Seleção de Trechos Possibilidades: • Restauração (Funcional e Estrutural) => CREMA 2 a. Etapa • Recuperação Funcional 48

Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias 2) Projetos de Restauração Funcional e Estrutural • Estudos de tráfego completos (inclusive capacidade) • Estudos geotécnicos completos • Avaliação funcional e estrutural do pavimento existente – Defeitos, IRI e Deflexões • Projeto de Restauração do Pavimento completo: Ø Ø Ø Diagnóstico funcional e estrutural Dimensionamento de Reforço (para 10 anos) Estudo Econômico de Alternativas • • Projeto de Drenagem e complementares Estudos de Viabilidade Econômica 49

Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias 3) Projetos de Recuperação Funcional • Pesquisa de tráfego e projeção de VMD • Identificação das camadas do pavimento existente • Avaliação funcional e estrutural do pavimento existente – Defeitos, IRI e Deflexões • Definição de Catálogo de Soluções de Recuperação: Ø Ø Ø Tráfego Tipo de pavimento Estado do pavimento IRI Deflexão Ø Ø Cadastro e projeto de drenagem e complementares Estudos de Viabilidade Econômica por células 50

Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias Exemplos de Projetos de Recuperação Funcional • • PIR – DNIT (2 anos) CREMA Primeira Etapa – DNIT (2 anos) PROMG – contratos de 4 anos PROVICINAIS SP 51

Exemplo de Catálogo – CREMA 2 a. Etapa 52

Exemplo de Catálogo – CREMA 2 a. Etapa 53

RECOMENDAÇÕES PARA CONTROLE DE QUALIDADE O que você prefere na sua obra? Ou ? 54

OBRIGADO Marcílio Augusto Neves Engenheiro Consultor MARCÍLIO Engenharia Ltda marcilio@marcilio. eng. br 55