INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES - UNIDADE III estabilização de solos e reforço

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PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM ---- 04091 04091 04091 04091 
 
 
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UNIDADE III 
 
ESTABILIDADE DOS SOLOS PARA FINS DE 
PAVIMENTAÇÃO 
 E 
REFORÇO DOS SUBLEITOS 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A estabilização de um solo consiste em dotá-lo de condições de resistir a deformações e 
ruptura durante o período em que estiver exercendo funções que exigem essas características, num 
pavimento ou outra obra qualquer. 
 
A regra é bastante simples quando se associa a idéia de estabilização ao desempenho das 
estradas de terra. As estradas com leito constituído de solo arenoso apresentam superfície de 
rolamento razoável durante as chuvas, mas muita poeira durante o período de estiagem; as estradas 
com leito constituído de solo argiloso apresentam superfície de rolamento razoável durante o período 
de estiagem, mas muita lama durante o período de chuva. Assim, a idéia de combinar as qualidades 
positivas desses materiais é quase intuitiva. Se forem misturados em proporções convenientes solo 
arenoso e solo argiloso, será possível chegar a um produto que não oferece poeira nas secas nem 
lama nas chuvas, ou seja, um produto estabilizado, um solo estabilizado. 
 
 
 
2. ESTABILIZAÇÃO DE UM SOLO 
 
2.1 Definição 
 
ESTABILIDADE é um processo, por meio do qual, se conferem ao solo maior resistência as cargas 
oriundas dos veículos rodoviários, ou ao desgaste, por meio da correção da sua granulometria, da 
plasticidade ou por meio de adição de substâncias que darão a massa uma maior coesão 
proveniente da cimentação ou aglutinação dos grãos entre si. 
 
ESTABILIZAÇÃO são procedimentos visando à melhoria e estabilidade de propriedades dos solos 
(resistência, deformidade, permeabilidade,...). 
 
 
Importância: o domínio das técnicas de estabilização pode conduzir a sensíveis reduções nos 
tempos de execução das obras, viabilizando a industrialização do processo construtivo, propiciando 
uma economia substancial para o empreendimento. 
 
 
 
 
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Termologia: 
 
• Solo estabilizado _ quando se tem ganho significativo de resistência com o emprego do aditivo; 
 
• Solo melhorado _ quando a adição busca melhoria de outras propriedades (por exemplo, redução 
da plasticidade e da expansão e contração) sem um ganho significativo de resistência. 
 
Em pavimentação, ESTABILIZAR UM SOLO é torná-lo capaz de suportar esforços – 
oriundos das cargas dos veículos – sem sofrer deformações ou deslocamentos verticais – recalque – 
sob quaisquer condições atmosféricas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3.1 - Foto de uma pista estabilizada. 
 
 
2.2 Maneiras de se estabilizar um solo 
 
A estabilização do solo pode ocorrer de duas maneiras: 
 
 
 
Existem ainda: 
 
A Estabilização Elétrica consiste na passagem de uma corrente elétrica pelo solo a 
estabilizar. As descargas sucessivas de alta tensão são usadas no adensamento de solos arenosos 
saturados e as de baixa tensão contínua são usadas em solos argilosos empregando os fenômenos 
de eletrosmose, eletroforese e consolidação eletroquímica. 
Não tem sido utilizada em pavimentos. 
 
 
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A Estabilização Térmica é feita através do emprego da energia térmica por meio de 
congelamento, aquecimento ou termosmose. A solução do congelamento normalmente é temporária, 
alterando-se a textura do solo. O aquecimento busca rearranjos na rede cristalina dos minerais 
constituintes do solo. A termosmose é uma técnica de drenagem onde se promove a difusão de um 
fluido em um meio poroso pela ação de gradientes de temperatura. Também não é utilizada em 
pavimentos. 
 
Além destes, tem surgido nos últimos tempos, uma grande variedade de outros métodos e 
processos construtivos que visam oferecer ao solo, características de resistência e melhoria de suas 
qualidades naturais e que podem ser classificados como Métodos especiais de estabilização: 
Solos Reforçados com Geossintéticos; Solo pregado; Colunas Solo-Cal; Colunas Solo-Brita; 
Compactação Dinâmica; Jet Grounting; Compaction Grounting; Drenos Verticais de Areia; Micro 
Estacas; Estabilização Via Fenômenos de Condução em Solos. 
 
 
2.2.1 Estabilização Físico-química 
 
É feita através do uso de aditivos que interagem com as partículas de solo visando melhoria 
e estabilidade nas propriedades mecânicas e hidráulicas. 
 
Aditivos Utilizados: 
 
• Cal; 
• Cimento; 
• Asfaltos ou betumes; 
• Produtos químicos industrializados: cloretos, ácidos fosfóricos,... 
 
Principais tipos de estabilização físico-química: 
 
• Solo-cimento 
Ação cimentante do aditivo cimento nos grãos do solo através de reações de hidratação e 
hidrólise. 
Ligações mecânicas e químicas entre o cimento e a superfície rugosa dos grãos. A 
cimentação é mais efetiva quanto maior o nº. de contatos; solos bem graduados e densos. 
Uso: qualquer solo, com exceção daqueles altamente orgânicos, pode ter suas propriedades 
melhoradas pela adição de cimento. Solos muito argilosos necessitam de elevados teores de 
cimento; dificuldade de homogeneização da mistura (pré-mistura com cal). 
 
• Solo-cal 
Reações químicas com a fração fina do solo (reações pozolânicas*). Quando há carência de 
fração fina reativa, adicionamos materiais pozolânicos (cinza de carvão, cinza de casa de arroz,...). 
 
Efeito da cal nas propriedades do solo: 
- Distribuição granulométrica: agregação do solo. O efeito é maior quanto mais fino o solo; 
- Plasticidade: melhora a trabalhabilidade; 
- Variação volumétrica: redução da expansibilidade e aumento do limite de contração; 
- Resistência: aumento imediato e continuamente crescente; 
- Interação argila-água: diminui a absorção de água pela argila. 
 
• Solo-betume 
Feito como uso de materiais betuminosos (asfaltos diluídos, emulsões asfálticas e alcatrões) 
para estabilização. Ex.: areia-asfalto. 
 
 
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• Estabilização com cloretos 
Feito através da adição de cloretos de sódio e cálcio aplicados a solos bem graduados para 
evitar pó nas estradas não pavimentadas. Alta capacidade higroscópica* dos sais – mantém o solo 
umedecido; pouco uso no Brasil. 
 
 
* Pozolana: Produto de origem piroclástica*, que se encontra nas imediações de Pozzuoli (Itália), e 
que, misturado com cal, se usa como cimento hidráulico. 
* Piroclástica: Diz-se dos sedimentos originários das atividades vulcânicas explosivas, das quais 
provêm fragmentos de vários tamanhos, desde poeiras até blocos, que se vão depositar, formando 
os depósitos piroclásticos. 
* Higroscópico:Diz-se do material ou substância que tem grande afinidade pelo vapor de água, sendo 
capaz de retirá-lo de uma atmosfera ou eliminá-lo de uma mistura gasosa. 
 
 
2.2.2 Estabilização Granulométrica 
 
A estabilização de um solo pode ser conseguida simplesmente pela adequada distribuição 
das diversas porções de diâmetro dos grãos, chamada estabilização granulométrica. 
 
Em linhas gerias, a distribuição das porções de tamanhos diferentes é tal que os vazios dos 
grãos maiores são preenchidos pelos grãos médios, e os vazios desses, pelos miúdos. O conjunto, 
de estrutura densa, representa um produto de massa específica aparente superior à dos 
componentes, o que lhe dá maior resistência e impermeabilidade, além de exigir, em caso do uso de 
algum aglomerante, como cimento, asfalto, cal e outros, o mínimo consumo desse aglomerante. 
 
 
Tipos de solos – relação entre as frações granulométricas: 
 
- Solos com poucos finos: 
 
• Estabilidade a partir do contato grão a grão; 
• Baixa densidade, permeabilidade elevada; 
• Trabalhabilidade difícil. 
 
 
- Solos com finos suficientes para preencher os vazios: 
 
• Estabilidade a partir do contato grão a grão; 
• Densidade alta, permeabilidade baixa; 
• Moderada dificuldade de compactação; 
• Resistência ao cisalhamento relativamente alta. 
 
 
- Solos com grande quantidade de finos (sem contato grão a grão): 
 
• Densidade baixa; 
• Praticamente impermeável; 
• Estabilidade grandemente afetada pelas condições hídricas; 
• Material com boa trabalhabilidade. 
 
 
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2.3 Características de um solo estável 
 
Entre as características que um solo estabilizado deve apresentar ressaltam-se a resistência 
ao cisalhamento e a resistência à deformação. A condição de resistência ao cisalhamento deve fazer 
com que o solo, quando sujeito às tensões oriundas da passagem dos veículos, resista, sem romper, 
a deformações além de certos limites considerados ainda compatíveis com as necessidades do 
tráfego. 
 
Um solo estável deve possuir resistência às cargas sem sofrer deslocamentos apreciáveis, 
isto é, um solo que apresente uma superfície resistente aos esforços de cisalhamento ou cortante, de 
modo que, quando a carga do veículo atue na massa de solo, o mesmo sofre uma deflexão dessa 
massa – tensões de compressão na parte superior e tração na parte inferior – e não apareça na 
superfície, fissuras ou rupturas. 
 
Deve o mesmo, ainda, apresentar suficiente resistência aos efeitos de desgastes feitos pelas 
rodas dos veículos e, apresentar suficiente resistência aos agentes geológicos de superfície em 
especial à ação da água, que provoca a desagregação e remoção de suas partículas ocasionando os 
efeitos de erosão. 
 
 
2.4 Objetivos da estabilização granulométrica de um solo 
 
O objetivo principal é se obter uma massa de solo que apresente uma resistência mecânica 
inicial satisfatória, definida pela resistência ao esforço de cisalhamento. E que esta resistência 
mecânica permaneça ao longo da vida útil do pavimento. 
 
Neste item serão abordados os processos pelos quais se misturam dois ou mais agregados 
de granulometrias diferentes de modo a enquadrá-los em uma especificação qualquer. É comum a 
apresentação da especificação em “faixas de trabalho” onde são mostrados os limites inferior e 
superior da granulometria. Desta forma, a granulometria ideal a ser alcançada ou exigida é aquela 
que representar o ponto médio dos limites extremos. 
 
Os projetos de mistura de agregados são muito utilizados na execução de bases e sub-bases 
estabilizadas granulometricamente, em misturas betuminosas ou quaisquer outras misturas que 
envolvam dois ou mais materiais de granulometrias diferentes (misturas solo-cimento, solo-cal, 
macadames, etc.). 
 
Os solos arenosos são de um modo geral, facilmente destruído por ações abrasivas, quando 
analisados separadamente, devido à falta do “ligante”. Já os solos argilosos, também analisados 
separadamente, são muito deformáveis, com baixa resistência ao cisalhamento, quando absorvem 
água. Na prática, é comum e necessário misturarmos estes dois tipos de solos, ou seja, solos com 
características granulares e solos com características coesivas, para obtermos uma mistura com 
propriedades ideais de resistência e trabalhabilidade. 
 
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Fonte: Manual de Pavimentação – DNIT 
 
 
Surgiram então duas idéias básicas para as técnicas de correção de algumas propriedades dos solos 
através da manipulação de suas granulometrias: 
a) Hipótese de graduação ideal: Em geral, a uma maior compacidade corresponde uma maior resistência. As 
diferentes formas das partículas têm grande influência neste conceito. 
b) Hipótese de “Binder”: Nesta, além de levar emconta a hipótese anterior, considera-se o solo constituído de 
duas frações (agregado e ligante) onde se busca o máximo de compacidade para cada fração. 
 
De uma forma geral, na estabilização de um solo é costume denominar: 
• agregado do solo à fração retida na peneira n°.200, que corresponde à areia e pedregulho; 
• fração fina à fração passa na peneira nº.200, que corresponde ao silte e à argila; 
� é a fração responsável pelo atrito interno do solo. 
• ligante de solo à fração que passa na peneira nº. 40; 
� essa fração é a utilizada nos ensaios de consistência, como o Limite de Liquidez 
e o Limite de Plasticidade. 
 
Essa separação em frações, além de dar idéia da distribuição granulométrica, permite avaliar as duas 
características importantes de um solo que podem ser obtidas nos ensaios de cisalhamento: 
 
o a coesão unitária “c” de um solo que é conferida a esse solo principalmente pela porção que 
passa na peneira n°.200; 
 
o ângulo de atrito interno “_” que é conferido ao solo predominantemente pela porção retida 
na peneira n°.200. 
 
 
 
A resistência ao cisalhamento é regida pela Lei de Coulomb cuja expressão é: 
 
 
 
 
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Quanto à estabilidade em termos de variação de volume em função da variação do teor de 
umidade, o índice de Plasticidade do solo é a medida que permite sua avaliação, a qual pode ser 
quantificada com precisão pelo ensaio de imersão por quatro dias quando da execução do ensaio 
C.B.R. 
 
 
2.5 Métodos de estabilização granulométrica 
 
Para se atender uma determinada granulometria, exigida por uma especificação qualquer, e 
dispondo-se de dois ou mais materiais, podemos construir um material ideal que seja uma mistura 
conveniente dos outros materiais. Para a perfeita execução desta mistura em causa, depõe-se de 
alguns processos de cálculo, quais sejam: 
 
- MÉTODO ANALÍTICO 
- MÉTODO DAS TENTATIVAS 
- MÉTODOS GRÁFICOS: 
- MÉTODO DO TRIÂNGULO EQUILÁTERO 
- MÉTODO DE RUTHFUCHS 
- MÉTODO DAS COMPOSIÇÕES SUCESSIVAS 
 
 
2.5.1 - Método analítico 
 
Sendo dados os agregados A, B, C, ..., com, respectivamente x%, y%, z%, ..., passante numa 
série de peneiras e desejando-se projetar uma mistura “M” com m1%, m2%, m3%, ..., passante na 
mesma série de peneiras, pode-se sempre estabelecer um sistema de N equações em que uma 
delas é: 
 
x% + y% + z% + ... = 100 
 
E as outras N - 1 equações são do tipo: 
 
 x An + y Bn + z Cn + ... = mn 
 100 100 100 
 
 
Onde: 
x,y,z, ..→Porcentagens de cada material (A,B,C,...) que entrará na mistura para se obter o material M 
An,Bn,Cn, → Porcentagens passantes nas “n” peneiras de uma série 
mn → Porcentagens passantes, requeridas pela especificação, para as “n” peneiras da série 
n → número de peneiras de uma série (N - 1) 
 
 
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Exemplo numérico e especificação 
 
Executar uma mistura com os materiais 1, 2 e 3 de modo a satisfazer a especificação dada a 
seguir, utilizando o método analítico. 
 
 
 
Solução 
Armam-se tantas equações quantas forem o número de peneiras: 
 
Equações: 
1) 100x + 100y + 100z = 100 
2) 88x + 100y + 100z = 90 
3) 75x + 100y + 100z = 80 
4) 53x + 100y + 100z = 62 
5) 31x + 100y + 100z = 44 
6) 17x + 95y + 100z = 32 
7) 8x + 70y + 100z = 21 
8) 6x + 40y + 83z = 14 
9) 3x + 0y + 52z = 5 
 
Resolvendo o sistema: 
 
 
 
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Adotando-se um valor médio para x = 80 % 
 
 
 
Outra opção: 
 
de (9) vem: 3 x 0,80 + 52z = 5 então z = (5 - 3 x 0,80) / 52 = 5% 
y = 100 - 80 - 5 = 15% 
 
Solução final: x = 80% y = 16% z = 4% ou x = 80% y = 15% z = 5% 
 
 
Com as porcentagens encontradas para cada material, calcula-se a granulometria do material 
M e compara-se com a especificação. 
 
 
Para o caso de três materiais e três faixas granulométricas, tem-se: 
 
 
Seguindo-se uma formulação específica para o caso de três equações e três incógnitas, 
temos os seguintes valores para o exemplo dado: 
 
 
 
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2.5.2 - Método das tentativas 
 
Neste processo são feitas tentativas sucessivas para se determinar as porcentagens com que 
cada material deve entrar na mistura. Após cada tentativa são feitas algumas comparações com a 
especificação a atender. As operações são repetidas até conseguir o atendimento satisfatório da 
especificação. 
O sucesso deste método depende da primeira tentativa. Quando se trabalha com três 
agregados com granulometrias próximas do agregado graúdo, agregado miúdo e filler, recomenda-se 
como regra prática para a primeira tentativa as seguintes correlações: 
 
M1 → Agregado Graúdo → X % 
M2 → Agregado Miúdo →  Y % → X = 2Y 
M3 → Filler →  Z % Z = ± 5% 
 
Por exemplo: X= 65%; Y= 30%; Z= 5% ou X= 60%; Y= 35%; Z= 5%; etc. 
 
A metodologia consiste dos seguintes passos, de acordo com o quadro abaixo: 
1- Arbitrar a primeira tentativa. Para o exemplo dado: X= 65%; Y= 30%; Z= 5% 
2- Preencher as colunas 2, 5 e 8 com a granulometria de cada material a ser misturado 
3- Preencher as colunas 3, 6 e 9, somando os resultados na coluna 11 
4- Comparar os valores da coluna 11 com os da coluna 14 (faixa granulométrica especificada) 
5- Comparar os valores da coluna 11 com os da coluna 13 (ponto médio da especificação) 
6- Caso a primeira tentativa não tenha atendido a especificação fazer nova tentativa baseada nos 
resultados encontrados até o momento. Analisar quais os materiais a serem diminuídos na mistura e 
quais a serem aumentados. Para o exemplo dado: X= 80%; Y= 15%; Z= 5% 
7- Preencher as colunas 4, 7 e 10, somando os resultados na coluna 12 
8- Comparar os valores da coluna 12 com os das colunas 14 e 13 
 
Obs: No caso de 4 materiais, a primeira deve ser feita segundo o seguinte esquema: 
 
M1 e M2 →  Brita 1 e 2 → X% M1 e M2 → Dobro de M3 
M3 → Areia → Y% →  M1 ~ M2 
M4 →  Filler → Z% M4 = ± 5% 
 
 
 
 
 
 
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2.6 Exemplo de estabilização Físico-química: 
 
Colocação do material; Abertura das embalagens e um 1º espalhamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Espalhamento por moto niveladora. Desagregação de torrões secos, material 
aglomerado ou fragmentos de rocha alterada, por 
uso de escarificadores. 
Irrigação com caminhão pipa. 
 
Passada do rolo compressor. 
 
Colocação de nova camada. 
 
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3. ESTABILIZAÇÃO DE UM SOLO PARA FINS DE PAVIMENTAÇÃO 
 
 
 
3.1 - Conceito de estabilização para rodovias e aeroportos 
 
Estabilizar um solo significa conferir-lhe a capacidade de resistir e suportar as cargas e os 
esforços induzidos pelo tráfego normalmente aplicados sobre o pavimento e também às ações 
erosivas de agentes naturais sob as condições mais adversas de solicitação consideradas no projeto. 
 
3.2 – Objetivo 
 
Compreende todos os processos naturais e artificiais aplicados aos solos, objetivando 
melhorar suas características de resistência mecânica, bem como garantir a constância destas 
melhorias no tempo de vida útil das obras de engenharia. 
 
3.3 – Importância 
 
O domínio das técnicas de estabilização pode conduzir a sensíveis reduções nos tempos de 
execução das obras, viabilizando a industrialização do processo construtivo, propiciando uma 
economia substancial para o empreendimento. 
 
3.4 - Estudos e análises 
 
Essencialmente, a estabilização de um solo consiste de um estudo da resistência do solo e da 
suplementação necessária desta resistência. Baseado neste estudo é escolhido um método qualquer 
para a suplementação da resistência, e isto é feito segundo análises econômicas e técnicas do 
problema em questão. 
 
 
3.5 - Métodos de estabilização 
 
Devido às disparidades e semelhanças nos processos e mecanismos utilizados para a 
estabilização de solos, adota-se a natureza da energia transmitida ao solo como um critério para a 
classificação dos métodos de estabilização. Desta forma podem ser citados os seguintes tipos de 
estabilização: mecânica, granulométrica, química, elétrica e térmica. 
 
Além destes, tem surgido nos últimos tempos, uma grande variedade de outros métodos e 
processos construtivos que visam oferecer ao solo, características de resistência e melhoria de suas 
qualidades naturais e que podem ser classificados como: 
 
� Métodos especiais de estabilização: 
 
Solos Reforçados com Geossintéticos; Solo pregado; Colunas Solo-Cal; Colunas Solo-Brita; 
Compactação Dinâmica; Jet Grounting; Compaction Grounting; Drenos Verticais de Areia; Micro 
Estacas; Estabilização Via Fenômenos de Condução em Solos. 
 
• Geossintéticos: denominação genérica de um produto polimérico (sintético ou 
natural), industrializado, cujas propriedades contribuem para melhoria de obras geotécnicas, 
 
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desempenhando uma ou mais das seguintes funções: reforço, filtração, drenagem, proteção, 
separação, impermeabilização e controle de erosão superficial (NBR 12553 - Geossintéticos: 
Terminologia - projeto de revisão em Consulta Pública). 
 
Figura 3.2 – Exemplo de geossintéticos usados na pavimentação 
 
Relação de normas publicadas (atualização: maio 2007): 
número título tipo ano publicado 
NBR 12553 Geossintéticos: Terminologia Terminologia 2003 
NBR 12568 Geossintéticos: Determinação da Massa por Unidade de Área Ensaio 2003 
NBR 12569 Geossintéticos: Determinação de Espessura Ensaio 1992 
NBR 12592 Geossintéticos: Identificação para Fornecimento Procedimento 2003 
NBR 12593 Amostragem e Preparação de Corpos-de-prova de Geotêxteis Procedimento 1992 
NBR 12824 Geossintéticos: Determinação da Resistência à Tração Não-confinada – Ensaio de Tração de Faixa Larga Ensaio 1993 
NBR 13134 Geossintéticoss: Determinação da Resistência à Tração Não-confinada de Emendas – Ensaio de Tração de Faixa Larga Ensaio 1994 
NBR 13359 Geossintéticos: Determinação da Resistência ao Puncionamento Estático 
–Ensaio com Pistão CBR Ensaio 1995 
NBR 14971 Geossintéticos e produtos Correlatos: Ensaio de Perfuração Dinâmica (queda de cone) Ensaio 2003 
NBR 15223 Geossintéticos e Produtos Correlatos: Determinação das Características de Permeabilidade Hidráulica Normal ao Planoe sem Confinamento Ensaio 2005 
NBR 15224 Geossintéticos: : Instalação em Trincheiras Drenantes Procedimento 2005 
NBR 15225 Geossintéticos: Determinação da Capacidade de Fluxo no Plano Ensaio 2005 
NBR 15226 Geossintéticos: Determinação do Comportamento em Deformação e na Ruptura, por Fluência sob tração não-confinada Ensaio 2005 
NBR 15227 Geossintéticos: Determinação da Espessura Nominal de Geomembranas Termoplásticas Ensaio 2005 
NBR 15228 Geossintéticos e Produtos Correlatos: Simulação do dano por abrasão - Ensaio de bloco deslizante Ensaio 2005 
NBR 15229 Geossintéticos e Produtos Correlatos: Determinação da Abertura de Filtração Característica Ensaio 2005 
 
 
Fonte: http://www.igsbrasil.org.br/links.htm 
 
 
 
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• Solo pregado: O solo grampeado ou solo pregado é uma técnica em que o reforço do 
maciço é obtido por meio da inclusão de elementos resistentes à tensões de tração, esforços 
cortantes e momentos de flexão. Os elementos de reforço são muito semelhantes às ancoragens, 
porém sem pré-tensão. 
A prática brasileira de grampeamento consiste na realização de pré-furo, seguido da 
introdução da barra metálica e preenchimento do furo por nata ou argamassa de cimento. 
 
 
Fonte: www.projetos.unijui.edu.br/geors2007/palestra/solo-grampeado.pdf 
 
 
• Jet Grounting: As colunas de jet grounting efetuam-se em solos granulares, incluindo 
terrenos coesivos, cortando a superfície de deslizamento e criando zonas com maior resistência ao 
corte. O procedimento consiste na abertura de um furo, seguida de injecção de cimento a pressões 
elevadas que rompe o terreno circundante reforçando-o. 
 
• Drenos verticais de areia: consistem em estacas de areia com diâmetro variando de 
20 a 60cm, espaçados de 1,5 a 6,0m e comprimento atingindo a cota final da camada de solo mole, 
através dos quais a água é retirada desta camada. Após a execução dos drenos de areia, é colocada 
uma sobrecarga, sobre toda área do terreno, a qual vai sendo aumentada para forçar a eliminação 
da água contida nos vazios do solo compressível. 
 
 
 
 
Figura 3.3 – Execução do Dreno Vertical de areia 
 
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A Estabilização Mecânica visa dar ao solo (ou mistura de solos) a ser usado como camada 
do pavimento uma condição de densificação máxima relacionada a uma energia de compactação e a 
uma umidade ótima. Também conhecida como estabilização por compactação. É um método que 
sempre é utilizado na execução das camadas do pavimento, sendo complementar a outros métodos 
de estabilização. 
 
A Estabilização Granulométrica consiste da alteração das propriedades dos solos através 
da adição ou retirada de partículas de solo. Este método consiste, basicamente, no emprego de um 
material ou na mistura de dois ou mais materiais, de modo a se enquadrarem dentro de uma 
determinada especificação. Também é chamada de Estabilização Granulométrica. 
 
A Estabilização Química quando utilizada para solos granulares visa principalmente 
melhorar sua resistência ao cisalhamento (causado pelo atrito produzido pelos contatos das 
superfícies das partículas) por meio de adição de pequenas quantidades de ligantes nos pontos de 
contato dos grãos. Os ligantes mais utilizados são o Cimento Portland, Cal, Pozolanas, materiais 
betuminosos, resinas, etc. 
Nos solos argilosos (coesivos) encontramos estruturas floculadas e dispersas que são mais 
sensíveis a presença de água, influenciando a resistência ao cisalhamento. É comum a adição de 
agentes químicos que provoquem a dispersão ou floculação das partículas ou uma substituição 
prévia de cátions inorgânicos por cátions orgânicos hidrorrepelentes seguida de uma adição de 
cimentos. 
 
 
3.6 - Estabilização solo-cimento 
 
“Solo-cimento é o produto endurecido resultante da mistura íntima compactada de solo, 
cimento e água, em proporções estabelecidas através de dosagem racional, executada de acordo 
com as normas aplicáveis ao solo em estudo”. 
 
No Brasil, o solo cimento passou a ser utilizado a partir de 1940 na área de pavimentação e 
em 1948 já havia aplicação na construção de paredes de solo cimento. Mais de meio século de 
experiência brasileira com a tecnologia do solo-cimento possibilitaram o aparecimento de variadas 
aplicações dentro das obras de engenharia como: Pavimentação de ruas e estradas; passeios para 
pedestres; quadras esportivas; revestimento de barragens; silo-trincheira; terreiros de café; obras de 
contenção; canalização e proteção de pontes; habitação (tijolos, blocos, lajotas, paredes monolíticas, 
fundações e pisos). 
 
 
3.6.1 - Tipos de misturas de solos tratados com cimento 
 
Toda mistura envolvendo solo e qualquer teor de cimento tem sido erroneamente chamado de 
mistura solo cimento. Existem três diferentes tipos de misturas de solo estabilizado com cimento, 
tendo o solo cimento, apenas uma delas: 
 
a) Mistura de solo-cimento: Produto obtido pela compactação e cura de uma mistura íntima de 
solo, cimento e água, de modo a satisfazer a critérios de estabilidade e durabilidade exigidos. 
 
b) Solo melhorado com cimento (modificado com cimento): Quando um solo mostrar-se 
economicamente inviável de ser estabilizado com cimento, ainda poderá ser utilizado para fins de 
pavimentação através da adição de pequenas quantidades de cimento (1 a 5%), que visam modificar 
algumas de suas propriedades físicas, por exemplo, baixar o índice de plasticidade através do 
aumento do LP e da diminuição do LL ou diminuir as mudanças de volume e inchamento do solo. 
 
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c) Solo-cimento plástico: Materialendurecido formado pela cura de uma mistura íntima de solo, 
cimento e quantidade suficiente de água para produzir uma consistência de argamassa. A 
quantidade de água no solo-cimento é apenas para permitir uma boa compactação e completa 
hidratação do cimento. No solo-cimento plástico a quantidade de cimento é aproximadamente 4% a 
mais para satisfazer os critérios de durabilidade e estabilidade exigidos e também devido a maior 
quantidade de água necessária para deixar a mistura na consistência de argamassa. 
 
 
 
3.7 - Estabilização solo-cal 
 
A Cal é um aglomerante resultante da calcinação de rochas calcárias (calcários ou dolomitos), 
a uma temperatura inferior à do início de fusão do material. 
 
Dentre as várias opções de aplicação da cal pode-se citar: dar plasticidade às argamassas, 
construção de sub-bases e bases, fabricação de tijolos, blocos e painéis. 
 
O esquema de produção da cal pode ser assim resumido: 
 
 
 
O processo de hidratação da cal acontece da seguinte maneira: 
 
 
 
 
 
3.7.1 - A mistura solo-cal 
 
É uma técnica de estabilização utilizada em vários países. Suas principais funções são: 
 
- Melhoria permanente das características do solo; 
- Aumenta a resistência à ação da água; 
- Melhoria do poder de suporte; 
- Melhoria da trabalhabilidade de solos argilosos. 
 
Ao misturar a cal ao solo em condições ótimas de umidade, ocorrem reações químicas que 
provocam alterações físicas nos mesmos, tais como: 
 
- O índice de plasticidade (IP) cai; 
- O limite de plasticidade (LP) aumenta e o limite de liquidez (LL) cai; 
- A fração do solo passante na peneira n°80 (0,42mm) decresce; 
- A contração linear e expansão decrescem; 
- A água e a cal aceleram a desintegração dos torrões de argila durante a pulverização, tornando os 
solos mais trabalháveis; 
- A resistência à compressão aumenta; 
- Aumento da capacidade de carga; 
 
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- Facilita a secagem do solo em áreas alagadiças; 
-Nas bases e sub-bases estabilizadas com cal, produz uma barreira resistente à penetração da água 
por gravidade e promove rápida evaporação da umidade existente. 
 
 
3.7.2 - Mecanismos de reação da mistura solo-cal 
 
a) Troca catiônica: A adição de cal ao solo provoca substituição de cátions monovalentes por 
cátions bivalentes. 
 
b) Floculação e aglomeração: As reações provocam diminuição da dupla camada resultando na 
floculação das partículas argilosas. 
 
c) Reações pozolânicas: Reação da sílica e alumina do solo com a cal, formando os agentes 
cimentantes, que são os responsáveis pelo aumento de resistência na mistura solo-cal. 
 
d) Carbonatação: A cal reage com dióxido de carbono da atmosfera formando carbonatos de cálcio 
e/ou magnésio, que são compostos cimentantes fracos. 
 
 
3.7.3 - Fatores que influenciam no processo de estabilização dos solos com cal 
 
a) Tipo de cal empregado: 
Pode-se empregar tanto cal virgem quanto cal hidratada. Cales calcíticas hidratadas 
produzem menores resistências que cales dolomíticas hidratadas. 
 
b) Tipo de solo: 
Solos finos correspondem melhor à estabilização com cal que solos granulares porque uma 
maior superfície específica refletirá em reações mais intensas entre a cal e as partículas de solo. A 
mineralogia do solo também influencia nas reações. 
 
c) Tempo de cura: 
Ganhos muito pequenos de resistência nas idades iniciais e maiores desenvolvimentos para maiores 
períodos de tempo. 
 
d) Influência da temperatura: 
Quando a cura for a baixas temperaturas, o aumento de resistência é lento, a temperaturas 
normais a velocidade é maior, e a altas temperaturas (60°C) as resistências evoluem rapidamente. 
 
 
 
3.7.4 - Tipos de estabilização com cal 
 
a) Solo modificado com cal: visa reduzir a plasticidade do solo e aumentar a trabalhabilidade. 
 
b) Solo cimentado com cal: visa obter um material com maior resistência e durabilidade. 
Não existe no Brasil metodologia para dosagem e dimensionamento de misturas solo cal. 
Para misturas que apresentam ganhos de resistência, o ensaio de compressão simples é utilizado 
para dosagem. A avaliação da capacidade de suporte das misturas solo-cal é feita mediante o ensaio 
de ISC (CBR). Normalmente são utilizados procedimentos de dosagem experimentais. 
 
 
 
 
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3.8 - Estabilização solo-betume 
 
É uma mistura de materiais betuminosos (emulsão, asfaltos líquidos, alcatrões) e solos argilo-
siltosos ou argilo-arenosos para trabalharem como material estabilizado para base ou sub-base, 
impermeabilizando o solo e aumentando o seu suporte. 
 
3.8.1 - Tipos de misturas 
 
- Areia-asfalto ou areia-betume: é a mais difundida, com facilidade de controle da qualidade e 
economicamente mais competitiva. 
- Solo-betume: seu controle é mais rigoroso, maior teor de betume e com funções de 
impermeabilização. 
 
 
3.8.2 - Principais funções do betume 
 
a) Quando usado em solos granulares (areia-betume): A função do ligante é gerar forças de 
natureza coesiva ao solo, aumentando de certa forma o seu valor de suporte. 
 
b) Quando usada em solos argilosos (solo -betume): A função do ligante é garantir a constância, 
na mistura, do teor de umidade de compactação, promovendo uma ação impermeabilizante. Esta 
ação é realizada tanto pelo obturamento dos canalículos do solo, por onde poderia ocorrer uma ação 
capilar da água, como pela criação de películas hidrorrepelentes envolvendo agregação de partículas 
finas que impedem que a água penetre na mistura. 
 
3.8.3 - Teor de betume 
Varia em torno de 4 a 6% em peso de solo seco, sendo função da quantidade de argila, silte, 
areia, vazios e densidade do solo. 
Quanto mais fino o solo, maior será a quantidade de betume requerida. Quando usado em 
excesso, diminui a estabilidade e passa a agir como lubrificante. 
 
3.8.4 - Métodos de dosagem 
Existem alguns métodos que podem ser utilizados, sendo todos extraídos da literatura 
americana: Método Califórnia modificado; Método Hubbard Field; Ensaio do penetrômetro de cone; 
Ensaio do valor do suporte Flórida; Ensaio do índice de suporte Texas.PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM ---- 04091 04091 04091 04091 
 
 
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61 
 
4. REFORÇO DO SUBLEITO 
 
 
4.1 Generalidades 
 
O reforço do subleito é executado normalmente em estruturas espessas resultantes de 
fundação de má qualidade ou tráfego de cargas muito pesadas, ou de ambos os fatores combinados. 
 
Os solos ou outros materiais escolhidos para reforço de subleito devem atender às condições 
de resistir às pressões aplicadas na interface entre a sub-base e o reforço, que são menores que as 
pressões aplicadas na interface entre a base e a sub-base, mas que são maiores que as pressões 
aplicadas na interface entre o reforço e o subleito. 
 
O reforço do subleito é geralmente constituído de um único solo havendo apenas a exigência 
de ter um maior C.B.R. e um menor IG* do que o subleito. 
 
No caso de pavimentos rígidos, geralmente essa camada de reforço é dispensada. As 
pressões transmitidas através da placa de concreto chegam à interface entre a placa e a sub-base 
bastante amortecidas. A própria sub-base, nesse caso, tem funções diversas daquelas relativas aos 
pavimentos flexíveis não se computando, entre essas funções, a de resistir e distribuir esforços 
verticais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 4.1 – Distribuição de carga em Pavimento Rígido 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
* IG – Índice de Grupo de um solo é um número variável de 0 (ótimo) a 20 (péssimo), obtido de uma fórmula 
empírica função: da granulometria, do LL e do IP. 
 
 
 
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UNIDADE III – complementar 
 
TERRAPLENAGEM 
e 
COMPACTAÇÃO 
 
 
5. TERRAPLENAGEM 
 
Conjunto de operações de: 
 
• Escavação; 
• Transporte; 
• Depósito; 
• Compactação, 
 
necessárias para a realização das obras de infra-estrutura. 
 
 
6. ESCAVAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A escavação pode ser: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Transporte o material: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aterros: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. COMPACTAÇÃO 
 
É um processo mecânico - pela aplicação de pressão, impacto ou vibração - usada para 
diminuir o volume de vazios do solo. 
 
• O solo vai tornando-se impermeável. 
• Não há percolação d’água. 
• Aumenta a capacidade de suportar cargas porque ele deforma menos. 
• Diminui o recalque. 
 
Um solo compactado é um solo cuja estrutura (esqueleto, textura, arranjo nas partículas) ou 
granulometria sofreu uma profunda modificação, o qual depende do tempo de aplicação ou a 
energia de compactação e da umidade do solo. 
 
Estes três elementos: energia, tempo e umidade conduzem a formação de uma estrutura de 
solo com reduzido volume de vazios. 
 
 
7.1 Técnica básica de compactação: 
 
• Lançamento de material de empréstimo (oriundo de jazida) ou do 
próprio local (reenchimentos); 
 
• Passagem de equipamentos que transmitam ao solo a energia de 
compactação _ carga móvel (amassamento, impacto ou vibração) ou estática. 
 
 
 
 
7.2 Esquema de compactação por camadas: 
 
Da esquerda para a direita: caminhão basculante, trator de esteiras e rolo compactação. 
 
 
 
 
 
 
 
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65 
7.3 Procedimentos gerais de compactação no campo: 
 
a) Escolha da área de empréstimo. 
 
Problema técnico / econômico: distância de transporte; 
 
 
 
 
b) Limpeza e regularização da área de trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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c) Lançamento e espelhamento do material: uso de motoscrapers ou unidades de transporte. 
 
 
 
d) Regularização da camada: uso de moto niveladora para acerto da altura da camada; 
Espessura das camadas: ≤ 30cm de material fofo para se ter 15 a 20cm compactado. 
 
 
 
e) Pulverização e homogeneização do material da camada: remoção ou desagregação de torrões 
secos, material aglomerado ou fragmentos de rocha alterada por uso de escarificadores ou arados 
de disco; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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f) Acerto da umidade: irrigação (caminhões pipa e irrigadeiras) ou aeração (arados de disco). 
Homogeneização e conferência da umidade. 
 
 
g) Compactação propriamente dita: uso de equipamentos escolhidos de acordo com o tipo de solo 
e de serviço. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
h) Controle de compactação: controle sobre os valores de Wót (umidade ótima) - tolerância de ± 2 
a 3% - γdmáx (massa específica) pelo grau de compactação especificado. 
 
i) Escarificação para a camada seguinte. 
 
 
 
7.4 Compactação através de rolo compressor 
 
 
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7.5 Rolos compressores. 
 
 
 
 
 
 
 
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Rolos tandem: utilizados na compactação de bases e subleitos de estradas, sendo encontrados 
com peso de 1 a 20t. 
Geralmente 4 passadas são suficientes para compactar camadas de 15 a 20cm. 
 
 
 
 
� Superfície após compactação com rolo pé de carneiro: 
 
 
 
� Comparação entre a compactação feita com rolo pé de carneiro e rolo pneumático. 
 
 
 PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM PROJETO DE ESTRADAS DE RODAGEM ---- 04091 04091 04091 04091 
 
 
Prof. Raquel da Fonseca Holz Prof. Raquel da Fonseca Holz Prof. Raquel da Fonseca Holz Prof. Raquel da Fonseca Holz e e e e----mail: prof.raqfh@yahoo.com.brmail: prof.raqfh@yahoo.com.brmail: prof.raqfh@yahoo.com.brmail: prof.raqfh@yahoo.com.br 
 
 
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