Aula 2 Sub leito, ref. subleito, sub base e base

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Mestranda: Priscila de Souza Maciel
Orientador: Dr. Augusto César da Silva Bezerra
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Conceitos Iniciais
As estruturas de pavimentos são sistemas de camadas assentes sobre 
uma fundação chamada subleito.
Comportamento Estrutural
Espessura
Rigidez
Estado do que não cede nem
à flexão nem à pressão; não
possui maleabilidade
Interação das camadas
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Camadas do pavimento flexível
São constituídas por:
• Materiais granulares
• Solos
• Misturas de solos
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Camadas do pavimento flexível
Mas em todo pavimento flexível teremos todas essas camadas???
1. TRÁFEGO
2. CAPACIDADE DE SUPORTE DO SUBLEITO
3. RIGIDEZ
4. ESPESSURA DAS CAMADAS
5. CONDIÇÕES AMBIENTAIS
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Camadas do pavimento flexível
Compressão e Tração devido à flexão
Submetidas principalmente a compressão
• Podem ser compostas por solo que
apresentam coesão mas não são
resistentes à tração. Em algumas
situações, portanto, podem ser
adicionados estabilizantes químico.
PAVIMENTO SEMI-RÍGIDO
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Camadas do pavimento flexível
Nos pavimentos asfálticos, a razão da rigidez do revestimento em relação
às demais camadas granulares não é tão elevada como no caso do
revestimento de concreto de cimento Portland, fazendo com que as
tensões sejam compartilhadas entre as diversas camadas,
proporcionalmente à rigidez (material e geometria). Neste caso as cargas
de superfície são distribuídas numa área mais restrita.
Pavimento Rígido
Elevada rigidez em 
relação às camadas 
granulares, distribuindo 
as cargas em uma área 
mais ampla
Pavimento Flexível
Menor rigidez em relação 
às camadas granulares, 
quando comparado ao 
pav. Rígido, distribuindo 
as cargas em uma área 
mais restrita
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Camadas do pavimento flexível
PAVIMENTO DIMENSIONAMENTO
• Tráfego previsto no 
período de projeto
• Condições Climáticas
Definição das 
camadas 
granulares
Espessura da camada
Rigidez do material
Fadiga
Resistência a ruptura
Permeabilidade
Deformabilidade
Resistir a numerosas
solicitações, sem que
ocorram danos
estruturais fora do
previsto e aceitável
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Seleção dos materiais
Averiguar os materiais disponíveis
quanto às características de
natureza para serem empregados
na estrutura do pavimento
Quais são as características que o material deve apresentar?
Ø Resistência 
Ø Baixa deformação
Ø Permeabilidade compatível
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Os materiais de são basicamente constituídos por:
• Agregados
• Solos
• Eventualmente aditivos : Cimento, cal, emulsão asfáltica, entre 
outros
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Seleção de materiais e ensaios relacionados:
1. Distribuição granulométrica: Análise granulométrica
2. Resistência: Abrasão
3. Forma: Índice de Forma
4. Durabilidade dos grãos: Abrasão
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Limite de materiais finos: Para material finos que serão utilizados, é
limitada a plasticidade deste material, em função das seguintes patologias
que poderão ocorrer:
• Reduzem a permeabilidade dos materiais; 
• Reduzem a rigidez;
• Aumentam sua deformabilidade;
• Aumentam a expansão volumétrica em presença de água(causando 
queda da resistência)
Qual o ensaio para a análise da plasticidade? 
Limites de Atterberg
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Propriedades mecânicas dos materiais para base, sub-base e reforço de subleito
Índice de Suporte Califórnia (ISC ou CBR) – DNER
(Não é mais adotado nos EUA)
1. O ensaio foi elaborado afim de diminuir os problemas relacionados a sub-leito, o mais 
frequente na Califórnia na década de 20;
2. Baseia-se em comparar o material existente à um material padrão com características 
ideias quanto a resistência; 
3. Basicamente, o ensaio baseia-se em na relação de pressão necessária para produzir uma 
penetração em um material comparado ao material padrão;
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Valores aceitáveis para solos subleito:
Expansão <2% : Sugere-se substituição de material ou estabilização com cimento ou cal 
ou ainda uso de rachão;
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Valores aceitáveis para reforço de sub-leito:
Expansão <1%
Valores aceitáveis para base/sub-base:
Expansão <0,5%
Por que o material é imerso em água durante o ensaio?
É desejável a utilização em pavimentos de um material que não perca consideravelmente
sua resistência quando entra em contato com a água. Em outras palavras, é desejável
que a diferença entre a capacidade de suporte antes da imersão em água e aquela obtida
após imersão em água seja pequena ou muito reduzida.
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Ensaio de ISC em campo
• Veículo pesado para aplicação de carga sobre o pistão de
modo que provoque a sua penetração no material da
camada a ser controlada
Desvantagens:
Oneroso
Lento
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Ensaio com amostra indeformada
Desvantagens:
• Dificuldade de obtenção
da amostra
• Lento
• Perda das características
originais em função de
erros no processo de
retirada da amostra
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Módulo de resiliência
ISC = Aplicação lenta por longo período
Como é a aplicação devido ao tráfego?
Frações de segundo, correspondentes a cargas em movimento, com intensidades 
variadas e com diferentes freqüências
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Módulo de resiliência
A aplicação de carga é semi-senoidal por se
aproximar da forma de carregamento
correspondente à passagem de roda.
O tempo de duração de aplicação total de carga é
de 0,1 segundo e o repouso de 0,9 segundo.
São utilizadas diferentes tensões de
confinamento σ3, dada por pressão de ar dentro
da célula, e tensões solicitantes σ1, aplicadas por
célula de carga.
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Módulo de resiliência
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Materiais empregados na pavimentação
• Granulares ou solos
•Reciclados
•Cimentados
•Asfálticos
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Brita graduada simples(BGS) 
•Consiste em um material com distribuição granulométrica bem-graduada,
com diâmetro máximo dos agregados não excedendo a 38mm e finos
entre 3 e 9% (passante na peneira N º 200)
•ISC normalmente elevado, da ordem de 60% a maiores que 100%
•MR destas bases é em média 100 a 400MPa (1.000 a 4.000kgf/cm2)
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Brita graduada simples(BGS) 
•Sanidade dos agregados graúdos ≤ 15% e miúdos ≤18%,
•Abrasão Los Angeles LA ≤ 50%
•Lamelaridade ≤ 20%
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
Brita graduada simples(BGS) 
• Transporte é feito em caminhões basculantes e a
distribuição do material em pista é feita normalmente por
vibroacabadora ou motoniveladora.
•A compactação é feita por rolos de pneus e/ou lisos, com
vibração ou não; esta operação deve ser realizada logo após
espalhamento para não perder umidade
•A brita ou bica corrida é um material similar, com requisitos
menos rigorosos, principalmente granulométricos,
•podendo ser umedecida em pista
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
Brita graduada simples(BGS) 
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
Macadame hidráulico
•Trata-se de camada granular, composta por agregados
graúdos, naturais ou britados, cujos vazios são preenchidos
em pista por agregados miúdos e aglutinadospela água, no
caso específico do macadame hidráulico.
•A estabilidade é obtida pela ação mecânica enérgica de
compactação. Os agregados graúdos devem ser duros,
limpos e duráveis, livres de excesso de partículas lamelares
ou alongadas, macias ou de fácil desintegração, sem
outras contaminações prejudiciais.
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
Macadame hidráulico
•O diâmetro máximo deve ter 1/3 a ½ da espessura final da
camada;
•Espalha-se os agregados graúdos e a camada é compactada
com rolo liso e rolo vibratório. O material para o enchimento é
espalhado pela motoniveladora em quantidade suficiente para
encher os vazios com posterior irrigação.
•Usualmente utilizado em obras urbanas, onde não se dispõe
de usinas para a brita graduada simples
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
Macadame hidráulico
•Maior permeabilidade quando comparado à BGS.
• Apresenta alta resistência e baixa deformabilidade.
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Macadame a seco
•O macadame seco é um material granular com muita 
semelhança ao macadame hidráulico, porém sem uso de 
água para auxílio do preenchimento dos agregados graúdos 
pelos miúdos. 
•Em geral, os agregados graúdos são de dimensões bastante 
significativas, chamadas de “pedra pulmão”, com tamanho 
variando entre 2” e 5”, de graduação uniforme, e preenchidos 
por agregados miúdos compreendidos em 5 diferentes faixas.
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Macadame a seco
•As espessuras das camadas acabadas variam entre 
12 e 20cm 
•Em subleitos de baixa capacidade de suporte,
emprega-se “rachão”, material grandes dimensões,
denominado “pedras-de-mão”, que, por cravamento e
posterior intertravamento, reduz significativamente
as deformações permanentes e auxilia na
construção das demais camadas subseqüentes por
oferecer um aumento substancial de suporte
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Solo agregado
Britas
Pedregulhos + Material passante na peneira 200
ou 
Areia
SILTE E ARGILA
Scetível 31
Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Solo agregado
a) Contato grão a grão, baixa densidade, permeável, difícil compactação e 
pouco susceptíveis a mudanças com a presença de umidade
b) Finos preenchendo os vazios, alta densidade, permeabilidade mais baixa, 
menor deformabilidade, moderadamente difícil de compactar
c) Matriz de finos, permeabilidade inferior, pode ser impermeável, facilidade de 
compactação
Mais utilizados segundo a ABNT/DNER – Manter 
contato entre os grãos
Utilizado quando há presença 
do solo laterítico
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Solo agregado
O SOLO AGREGADO É RECOMENDÁVEL COMO MATERIAL 
DE BASE DE VIAS DE BAIXO VOLUME DE TRÁFEGO E 
COMO MATERIAL DE SUB-LEITO EM VIAS DE TRÁFEGO 
LEVE E PESADO
PROBLEMAS COM CONTRAÇÃO POR PERDA DE UMIDADE
%SOLO Fino <50%
Agregado <25cm de 
diâmetro
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Solo-cimento-brita
70% brita
30% solo
3 a 6% em peso de cimento
Utilizado em vias de tráfego pesado e médio
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Materiais mais empregados na pavimentação (GRANULARES E SOLOS)
•Solo arenoso fino laterítico
Argila + Areia
Amplamente utilizado em São Paulo (Mais de 8000km 
de rodovias de BAIXO VOLUME utilizaram este 
material como base) 
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Materiais provenientes de materiais cimentados
BGTC (Brita graduada tratada com cimento)
•Muito utilizada em vias de alto volume de tráfego
•Utilizada normalmente como base do pavimento
• Adição de cimento na proporção de 3 % em peso
A cura do cimento gera retração? Cautela na utilização para que as 
trincas não cheguem à superfície do revestimento.
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Materiais provenientes de materiais cimentados
Solo-cimento
•No caso de objetivar-se um enrijecimento: 5% e denomina-
se esta mistura de solo-cimento
•No caso de melhoria parcial das propriedades,
principalmente trabalhabilidade conjugada com certo aumento
de capacidade de suporte, empregam-se percentuais baixos,
da ordem de 3%
•Para a utilização do solo-cimento, é necessário que o solo 
apresente uma fração de material arenoso. Por que?
• S o l o c a l
Menor quantidade de cimento e menor 
risco de retração
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Materiais provenientes de materiais cimentados
Solo-cimento
•O tráfego deve ser liberado em geral após 14 dias de cura.
• A compactação deve ser imediata e a mistura deve ser,
preferencialmente, feita em usinas.
•A resistência à tração varia entre 0,6 a 2,0MPa
•Resistência à compressão simples deve atender as especificações
mínimas de norma (2,1MPa), mas podem chegar até cerca de 7 a 8MPa
Observações importantes: O solo-cimento é utilizado para atender
as especificações granulométricas, diminuindo significantemente a
deformabilidade e a expansão.
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Materiais provenientes de materiais cimentados
Solo-cal
•Amplamente utilizado como reforço de sub-leito e sub-base com baixo
volume
• Menor tempo de cura que o cimento
•Utilizam-se de 4 a 10% em massa , reação imediata de redução da
plasticidade e expansibilidade
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Materiais provenientes de misturas asfálticas
Solo-emulsão
•Estabilização com a adição de material betuminoso ao solo;
• Pouco utilizado no Brasil. Há relatos da utilização da mistura solo-
alcatrão no estado do Rio de Janeiro;
• Os materiais betuminosos estão voltados para a utilização no próprio
revestimento, sendo assim, o método não é difundido em função do custo;
•Utilizam-se de 4 a 7% em massa , com consumo maior para solos
argilosos;
• O espargidor é utilizado para a distribuição do material betuminoso,
sendo aplicado de forma fracionada;
•O caminhão pipa auxilia na umectação do solo, porém com volumes muito
inferiores comparados ao solo-cimento;
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Materiais provenientes de misturas asfálticas
Solo-emulsão
•O material componente do solo deve ser passante em 80% na peneira
nº4;
•O ensaio de umidade deve ser executado afim de garantir que o solo
esteja na umidade ótima antes do início da mistura;
• Verificar a compactação de 100 em 100 metros, sendo necessário grau
de compactação mínimo de 100% Proctor intermediário;
•Não são aceitos afastamentos das cotas previstas de projeto superiores a
2cm;
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Materiais provenientes de misturas asfálticas
Macadame-betuminoso
• Podem ser utilizados ligantes tais como CAP e RR;
•O agregado deve possuir desgaste Los Angeles inferior a
40%;
•Índice de forma >0,5
•Durabilidade superior a 12% (Adição de soluções de sulfato de sódio ou de
magnésio)
•Granulometria adequada
•A execução se dá pela aplicação do macadame com posterior banho do material
betuminoso.
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Materiais provenientes de misturas asfálticas
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Estruturas típicas de pavimento
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Estruturas típicas de pavimento
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Estruturas típicas de pavimento
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
Estruturas típicas de pavimento
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Propriedades dos materiais de base, sub-base e subleito
1º Trabalho - Materiais provenientes de reciclagem
•Escória de alto forno
•Agregado reciclado de resíduo sólido de construção civil
•Mistura asfáltica fresada ( Falar quanto a mistura do material 
em campo com a utilização de recicladoras e do material 
fresado na composição de novo revestimento asfáltico)
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Resposta: Letra C
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