ANÁLISE DE PROJETOS DE RODOVIAS PARA PROGRAMAS COM FINANCIAMENTOS 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 3. Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias

1. Objetivo

Qual a idade deste pavimento ? Como recuperá-lo?

Qual a idade deste pavimento ?

Material de Má Qualidade na Camada de Base 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

2. Projetos de Pavimentação de Rodovias

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 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 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 +

Resistência / Durabilidade 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).

Resistência + Estabilidade + Durabilidade 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

Base de Pavimento = RESISTÊNCIA

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”.

Especificação DNER-ES 303/97: 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”.

CUIDADO!!!!!! 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!

Estabilização Granulométrica 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!

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

Estabilização Granulométrica

por tratar-se de base estabilizada “granulometricamente”. 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%.

RISCO: se ter um solo não coesivo. 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 Oeste Solos Tropicais = SAFL Bases de Solo Arenoso Fino Laterítico Região Leste Solos Saprolíticos Bases Granulares (Cascalho) X

ISC – ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA SAFL

Queda no ISC quando compactados no ramo úmido. 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.

3. Projetos de Restauração de Pavimentos de Rodovias

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

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

Exemplo de Catálogo – CREMA 2a. Etapa

Exemplo de Catálogo – CREMA 2a. Etapa

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

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