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14o. 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. SUMÁRIO. 1. Objetivo 2. Projetos de Pavimentação de Rodovias
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14o. Encontro Nacional de Conservação de RodoviasBelo Horizonte – 25 a 28 de Agosto de 2009 ANÁLISE DE PROJETOS DE RODOVIAS PARA PROGRAMAS COM FINANCIAMENTOS Eng. Marcílio Augusto Neves
SUMÁRIO 1. Objetivo 2. Projetos de Pavimentação de Rodovias 3. Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias
Qual a idade deste pavimento ? Como recuperá-lo?
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)
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
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
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
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
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
ESTUDO ECONÔMICO DE ALTERNATIVAS • 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 • 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 +
Item Crítico em Projetos de Pavimentação: TSD Rodovias de Baixo Tráfego: Solução de Baixo Custo. Revestimento em TSD Resistência / Durabilidade Camada de Base. Responsável por absorver e resistir aos esforços (tensões e deformações) gerados pelas cargas dos caminhões. BASE SUB-BASE SUBLEITO Durabilidade de um pavimento: Estabilidade da camada de base. Manutenção da resistência da camada em nível superior à necessidade imposta pelo tráfego, ao longo do período de projeto (no caso 10 anos).
Base de Pavimento = RESISTÊNCIA • Possibilidades: • Resistência + Estabilidade + Durabilidade • Estabilização granulométrica • ou • Estabilização por aditivos químicos (cimento, cal, enzimas, etc.).
Base de Pavimento = RESISTÊNCIA RESISTÊNCIA + ESTABILIDADE: A resistência de cisalhamento do solo é função da: • coesão e • 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
Estabilização Granulométrica Estabilidade = Resistência: Graduação Contínua – Curva de Talbot p = 100 (d/D)n onde: p = percentagem, em peso, passando na peneira de abertura “d”; d = abertura da peneira; D = diâmetro máximo do solo; n = expoente. Se “n” < 0,4: excesso de finos; “n” > 0,6: deficiência de finos; “n” > 4: solos de graduação uniforme; “n” = 0,4 a 0,6 tem-se graduação contínua e densa. Granulometria é fundamental, por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”.
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”.
CURVA GANULOMÉTRICA Estabilização Granulométrica Especificação DNER-ES 303/97:
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”.
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”.
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.
Estabilização Granulométrica CUIDADO!!!!!!
CURVA GANULOMÉTRICA Estabilização Granulométrica 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.
Estabilização Granulométrica CUIDADO! DEGRADAÇÃO ACENTUADA
CURVA GANULOMÉTRICA Estabilização Granulométrica Alguns exemplos de Materiais:
Estabilização Granulométrica CUIDADO! “n” < 0,4: excesso de finos;
Estabilização Granulométrica Se “n” < 0,4: excesso de finos; “n” > 0,6: deficiência de finos; CUIDADO!
Se “n” < 0,4: excesso de finos; “n” > 0,6: deficiência de finos; “n” > 4: solos de graduação uniforme; “n” = 0,4 a 0,6 tem-se graduação contínua e densa. Estabilização Granulométrica CUIDADO!
Estabilização Granulométrica “n” > 4: solos de graduação uniforme; CUIDADO!
“n” = 0,4 a 0,6 tem-se graduação contínua e densa. Estabilização Granulométrica
CURVA GANULOMÉTRICA Estabilização Granulométrica É preciso que este aspecto seja devidamente avaliado, pois a granulometria é fundamental, por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”.
PLASTICIDADE 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: • 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%.
PLASTICIDADE 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.
Exemplo de São Paulo - PROVICINAIS • Região Leste Solos Saprolíticos Bases Granulares (Cascalho) • Região Oeste Solos Tropicais = SAFL Bases de Solo Arenoso Fino Laterítico X
ISC – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA Estabilização Granulométrica 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
Estabilização Granulométrica Queda de ISC no Ramo Úmido da curva de compactação.
Estabilização Granulométrica ISC: Aumento de Energia para Aumentar ISC: Verificar Degradação: Ensaio de Granulometria Após Compactação.
ISC – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA Estabilização Granulométrica 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
ISC – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA Estabilização Granulométrica 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
ISC – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA Estabilização Química MISTURAS: • Solo Melhorado com Cimento • Solo-Cimento • Solo-Cal • Solo estabilizado com Enzimas • Solo-betume • Solo-Brita-Cimento
ISC – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA Estabilização Química 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.
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 2a. Etapa • Recuperação Funcional
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: • Diagnóstico funcional e estrutural • Dimensionamento de Reforço (para 10 anos) • Estudo Econômico de Alternativas • Projeto de Drenagem e complementares • Estudos de Viabilidade Econômica
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: • Tráfego • Tipo de pavimento • Estado do pavimento • IRI • Deflexão • Cadastro e projeto de drenagem e complementares • Estudos de Viabilidade Econômica por células