EstabSolos

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UNIDADE III 
 
ESTABILIDADE DOS SOLOS 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,...). 
 
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. 
 
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2.2 Maneiras de se estabilizar um solo 
 
A estabilização do solo pode ocorrer de duas maneiras: 
 
 
 
 
 
 
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,... 
 
 
 
 
 
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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 com o uso de materiais betuminosos (asfaltos diluídos, emulsões asfálticas e 
alcatrões) para estabilização. Ex.: areia-asfalto. 
 
• 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. 
 
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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. 
 
 
 
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 
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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, definidapela resistência ao esforço de cisalhamento. E 
que esta resistência mecânica permaneça ao longo da vida útil do pavimento. 
 
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: 
 
• a coesão unitária “c” de um solo que é conferida a esse solo principalmente 
pela porção que passa na peneira n°.200; 
• ângulo de atrito interno “φ” 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: 
 
 δ = σe . tan φ + c 
 δ = (σt – u) . tan φ + c 
 
Onde: 
δ: resistência ao cisalhamento (ou corte); 
φ: ângulo de atrito interno; 
σe: pressão efetiva normal ao plano de cisalhamento; 
σt: pressão total normal ao plano de cisalhamento; 
u: pressão neutra (não contribui para a resistência ao cisalhamento) ou pressão 
nos poros (ar e água); 
c: coesão (resistência ao cisalhamento quando a pressão efetiva σe é nula, ou φ = 
0). 
 
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. 
 
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2.5 Métodos de estabilização granulométrica 
 
� Método algébrico ou analítico; 
� Método do triângulo; 
� Método gráfico de Rothfuchs. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Manual de Pavimentação – DNIT 
 
2.6 Exemplo de estabilização Físico-química: 
 
Colocação do material. 
 
 Abertura das embalagens e um 1º 
espalhamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Espalhamento por moto niveladora. 
 
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Desagregação de torrões secos, material 
aglomerado ou fragmentos de rocha 
alterada, por uso de escarificadores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Colocação de nova camada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Irrigação com caminhão pipa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Passada do rolo compressor. 
 
 
 
 
 
 
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3. REFORÇO DO SUBLEITO 
 
3.1 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*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 
 
 
4. TERRAPLENAGEM 
 
� Conjunto de operações de: 
 
� Escavação; 
� Transporte; 
� Depósito; 
� Compactação, 
 
 necessárias para a realização das obras de infra-estrutura. 
 
5. ESCAVAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Escavação por meio mecânico. 
Escavação com explosivos. 
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Transporte o material: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aterros: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Escavação frontal. 
Escavação por camadas. 
Solo – enrocamento. 
Solo. 
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6. 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. 
 
 
6.1 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. 
 
 
 
6.2 Esquema de compactação por camadas: 
 
 
Da esquerda para a direita: caminhão basculante, trator de esteiras e rolo 
compactação. 
 
 
 
 
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6.3 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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Lançamento e espelhamento do material → uso de motoscrapers ou 
unidades de transporte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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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; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
f) Acerto da umidade → irrigação (caminhões pipa e irrigadeiras) ou aeração 
(arados de disco). Homogeneização e conferência da umidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Revolvimento do solo 
com escarificador. 
 
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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 ± 2a 3% - e γdmáx (massa específica) pelo grau de 
compactação especificado. 
 
 
i) Escarificação para a camada seguinte. 
 
 
 
6.4 Compactação através de rolo compressor 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6.5 Rolos compressores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rolo pé – de – carneiro. 
Rolo liso. 
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� Superfície após compactação com rolo pé de carneiro: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
� Comparação entre a compactação feita com rolo pé de carneiro e rolo 
pneumático.