Aula Estradas - Pavimentação Parte 2 - Solo e Revestimentos pdf

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Prof.: João Alberto Machado Leite 
PAVIMENTAÇÃO – PT 2 
Estabilização do Solo; 
Revestimentos 
• Conceito: 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. 
 
• 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. 
• Importância: O domínio das técnicas de estabilização 
pode conduzir a sensíveis reduções nos tempos de 
execução das obras, propiciando uma economia 
substancial para o empreendimento. 
 
• 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. 
• Podem ser classificadas em: 
a) Estabilização Granulométrica 
Estas camadas são executadas pela compactação de um 
material ou de mistura de materiais que apresentam 
granulometria apropriada e índices físicos específicos, 
fixados em especificações. 
b) Macadame Hidráulico ou Seco 
Consiste de uma camada de brita de graduação aberta de 
tipo especial (ou brita tipo macadame), que, após a 
compressão, tem os vazios preenchidos pelo material de 
enchimento, constituído por finos de britagem (pó de 
pedra) ou mesmo por solos de granulometria e plasticidade 
apropriadas. 
a) Solo-cimento 
É uma mistura devidamente compactada de solo, cimento 
Portland e água. O teor de cimento adotado usualmente é 
da ordem de 6% a 10%. 
 
b) Solo Melhorado com Cimento 
Esta modalidade é obtida mediante a adição de pequenos 
teores de cimento (2% a 4%), visando primordialmente à 
modificação do solo no que se refere à sua plasticidade e 
sensibilidade à água. 
c) Solo-cal 
É uma mistura de solo, cal e água e, às vezes, cinza volante, uma 
pozolona artificial. O teor de cal mais frequente é de 5% a 6%, e o 
processo de estabilização ocorre: 
• por modificação do solo, no que refere à sua plasticidade e 
sensibilidade à água; 
• por carbonatação, que é uma cimentação fraca; 
• por pozolanização, que é uma cimentação forte. 
Quando, pelo teor de cal usado, pela natureza do solo ou pelo 
uso da cinza volante, predominam os dois últimos efeitos 
mencionados, tem-se as misturas solo-cal, consideradas semi-
rígidas. 
 
d) Solo Melhorado com Cal 
É a mistura que se obtém quando há predominância do primeiro 
dos efeitos citados acima(modificação), e é considerada flexível. 
 
 
e) Solo-betume 
É uma mistura de solo, água e material betuminoso. Trata-
se de uma mistura considerada flexível. 
 
f) Bases Betuminosas Diversas 
Estabilização através de materiais e técncias idênticos aos 
empregados nos revestimentos betuminosos. 
Estas camadas são, caracteristicamente, as de concreto 
de cimento. Esses tipos de bases e sub-bases têm 
acentuada resistência à tração, fator determinante no seu 
dimensionamento. 
Podem ser distinguidos dois tipos de concreto: 
• Concreto plástico - próprio para serem adensados por 
vibração manual ou mecânica; 
• Concreto magro - diz respeito ao pequeno consumo de 
cimento, mas com consistência apropriada à 
compactação com equipamentos rodoviários. 
• Descrição da dosagem 
• 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. 
• Dosagem de solo-cimento: é a sequência de ensaios realizados 
com uma mistura de solo, cimento e água, seguida de 
interpretação dos resultados por meio de critérios 
preestabelecidos, sendo o resultado final, a fixação das três 
varáveis citadas; 
• Dosagem idealizada pela Portand Ciment Association (PCA); 
• Dosagem Geral e Simplificada pela ABCP; 
• Dosagem NBR 12253 baseada na dosagem da PCA. 
• Etapas da norma geral de dosagem solo-cimento: 
 A dosagem de uma mistura solo-cimento pode ser 
considerada como experimental, onde diferentes teores 
de cimento são empregados nos ensaios e a análise dos 
resultados indica o menor deles capaz de estabilizar o solo 
sob a forma de solo-cimento. 
• Etapas ensaio de durabilidade (DNER-203): 
 Os solos arenosos são, de um modo geral, 
facilmente destruídos por ações abrasivas, quando 
analisados separadamente, devido a 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. 
Método de Mistura 
• Método Analítico: 
• Exemplo numérico 
Granulometria de cada material Granulometria desejada 
 
 
• Com as porcentagens encontradas para cada material, calcula-se a 
granulometria do material M e compara-se com a especificação. 
• Os revestimentos podem ser grupados de acordo com o 
esquema apresentado: 
Os revestimentos betuminosos são constituídos por 
associação de agregados e materiais betuminosos. 
 
 “Betume é uma mistura de hidrocarbonetos de 
consistência sólida, líquida ou gasosa, de origem natural 
ou pirogênica, completamente solúvel em dissulfeto de 
carbono, frequentemente acompanhado de seus 
derivados não metálicos” (NBR 7208). 
 
Esta associação pode ser feita de duas maneiras 
clássicas: por penetração e por mistura. 
 
 
 
a) Revestimentos por Penetração 
Esta modalidade envolve dois tipos distintos: por 
penetração invertida e por penetração direta. 
• Revestimentos Betuminosos por Penetração Invertida 
São os revestimentos executados através de uma ou mais 
aplicações de material betuminoso, seguida(s) de idêntico número 
de operações de espalhamento e compressão de camadas de 
agregados com granulometrias apropriadas. 
• Revestimentos Betuminosos por Penetração Direta 
São os revestimentos executados através do espalhamento e 
compactação de camadas de agregados com granulometria 
apropriada, sendo cada camada, após compressão, submetida a 
uma aplicação de material betuminoso e recebendo, ainda, a última 
camada, uma aplicação final de agregado miúdo. 
 
 
b) Revestimentos por Mistura 
Nos revestimentos betuminosos por mistura, o agregado é pré-
envolvido com o material betuminoso, antes da compressão. 
Quando o pré-envolvimento é feito em usinas fixas, resultam os 
"Pré-misturados Propriamente Ditos" e, quando feito na própria 
pista, têm-se os "Pré-misturados na Pista" (road mixes). 
Conforme os seus respectivos processos construtivos, são 
adotadas ainda as seguintes designações: 
• Pré-misturado a Frio - Quando os tipos de agregados e de ligantes 
utilizados permitem que o espalhamento seja feito à temperatura 
ambiente. 
• Pré-misturado a Quente - Quando o ligante e o agregado são 
misturados e espalhados na pista ainda quentes. 
 De uma maneira geral, a sua execução se restringe 
a pátios de estacionamento, vias urbanas e alguns 
acessos viários - muito embora tal execução envolva 
algumas vantagens nos seguintes casos: 
• Em trechos com rampas mais íngremes - aonde, por exemplo, os 
paralelepípedos promovem uma maior aderência dos pneus, 
aumentando a segurança – evitando dificuldades de transposição, 
principalmente na época das chuvas. 
 
• Em trechos urbanos, onde a estrada coincide com zonas 
densamente povoadas,para os quais estão previstos os serviços 
de redes de água e esgotos. 
a) Alvenaria Poliédrica 
Estes revestimentos consistem de camadas de pedras 
irregulares (dentro de determinadas tolerâncias), 
assentadas e comprimidas sobre um colchão de 
regularização, constituído de material granular apropriado; 
b) Paralelepípedos 
Estes revestimentos são constituídos por blocos regulares, 
assentes sobre um colchão de regularização constituído de 
material granular apropriado. 
• O concreto de cimento, ou simplesmente "concreto" é 
constituído por uma mistura relativamente rica de cimento 
Portland, areia, agregado graúdo e água, distribuído 
numa camada devidamente adensado. Essa camada 
funciona ao mesmo tempo como revestimento e base do 
pavimento. 
• Os pavimentos são estruturas de múltiplas camadas, 
sendo o revestimento a camada que se destina a receber 
a carga dos veículos e mais diretamente a ação climática. 
 
• Na maioria dos pavimentos brasileiros usa-se como 
revestimento uma mistura de agregados minerais, de 
vários tamanhos, podendo também variar quanto à fonte, 
com ligantes asfálticos. 
 
• Requisitos de impermeabilidade, flexibilidade, 
estabilidade, durabilidade, resistência à derrapagem, 
resistência à fadiga e ao trincamento térmico, de acordo 
com o clima e o tráfego previstos para o local. 
• O material de revestimento pode ser fabricado em usina 
específica (misturas usinadas), fixa ou móvel, ou 
preparado na própria pista (tratamentos superficiais). 
 
• Os revestimentos são também identificados quanto ao 
tipo de ligante: a quente com o uso de CAP, ou a frio com 
o uso de EAP. 
 
• As misturas usinadas podem ser separadas quanto à 
distribuição granulométrica em: densas, abertas, 
contínuas e descontínuas. 
 Quando a mistura de agregados e ligante é 
realizada em usina estacionária e transportada 
posteriormente por caminhão para a pista, é lançada por 
equipamento apropriado, denominado vibroacabadora. Em 
seguida é compactada, até atingir um grau de compressão 
tal que resulte num arranjo estrutural estável e resistente. 
 As misturas a quente distinguem-se em vários tipos 
de acordo com o padrão granulométrico empregado e as 
exigências de características mecânicas, em função da 
aplicação a que se destina. 
As misturas asfálticas a quente podem ser subdivididas 
pela graduação dos agregados e fíler. São destacados três 
tipos mais usuais nas misturas a quente: 
• Graduação densa: curva granulométrica contínua e 
bem-graduada de forma a proporcionar um esqueleto 
mineral com poucos vazios. Exemplo: concreto asfáltico 
(CA); 
• Graduação aberta (uniforme): curva granulométrica 
uniforme com agregados quase exclusivamente de um 
mesmo tamanho, de forma a proporcionar um esqueleto 
mineral com muitos vazios interconectados, com o objetivo de 
tornar a mistura com elevado volume de vazios com ar e, 
portanto, drenante, possibilitando a percolação de água no 
interior da mistura asfáltica. Exemplo: mistura asfáltica 
drenante, conhecida no Brasil por camada porosa de atrito 
(CPA); 
Graduação descontínua: curva granulométrica com 
proporcionamento dos grãos de maiores dimensões em 
quantidade dominante em relação aos grãos de dimensões 
intermediárias, completados por certa quantidade de finos, 
de forma a ter uma curva descontínua em certas peneiras, 
com o objetivo de tornar o esqueleto mineral mais resistente 
à deformação permanente com o maior 
número de contatos entre os agregados 
graúdos. Exemplo: matriz pétrea asfáltica 
(stone matrix asphalt – SMA); 
mistura sem agregados de certa graduação 
(gap-graded). 
 
 
 
 
 
 
• De curva granulométrica bem-graduada; 
• O concreto asfáltico é a mistura asfáltica muito resistente 
em todos os aspectos, desde que adequadamente 
selecionados os materiais e dosados convenientemente; 
• Por ser bem graduado, a quantidade de ligante asfáltico 
não pode ser muito grande: 
• A mistura PRECISA ter certo teor de vazios com ar (3-6%); 
• Caso contrário, deformam-se muito – fluência e fadiga. 
• CA são as misturas asfálticas usinadas a quente mais 
utilizadas no Brasil; 
• Ligante asfáltico modificado por polímero ou por asfalto-
borracha tendem a ser benéficos. 
 
• faixas granulométricas recomendadas 
 
• Granulometria uniforme; 
• Mantêm uma grande porcentagem de vazios com ar não 
preenchidos graças às pequenas quantidades de fíler, de 
agregado miúdo e de ligante asfáltico: 
• normalmente entre 18 e 25% de vazios com ar. 
• Camada de rolamento com a finalidade funcional de 
aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva; 
• Rápida percolação devido à sua elevada permeabilidade, 
até a água alcançar as sarjetas. 
 
 
• Graduação descontínua/aberta; 
• Concebido em 1968 na Alemanha, a partir dos anos 80 
passou a ser utilizado amplamente na Europa; 
• O SMA é um revestimento asfáltico, usinado a quente, 
concebido para maximizar o contato entre os agregados 
graúdos, aumentando a interação grão/grão; 
• A mistura se caracteriza por conter uma elevada 
porcentagem de agregados graúdos: 
• Entretanto, diferente do CPA, os vazios são preenchidos por 
graduação fina de areia, fíler e ligante asfáltico; 
• SMA é rico em ligante asfáltico (6,0 – 7,5%) 
 
• Devido à graduação e alta concentração de agregados 
graúdos, tem-se macrotextura superficialmente rugosa, 
formando pequenos “canais” entre os agregados 
graúdos. Consequência: 
• eficiente drenabilidade superficial; 
• aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva. 
• No país, pioneiramente foi construída a pista do 
autódromo de Interlagos em São Paulo em fevereiro de 
2000, empregando-se o SMA (Beligni et al., 2000). 
 
• Em agosto de 2001 foi construído um trecho experimental 
de SMA na curva mais fechada e perigosa da Via 
Anchieta, rodovia que interliga São Paulo a Santos, 
mostrando grande sucesso e superioridade de 
comportamento funcional e estrutural em relação a outras 
soluções asfálticas até então empregadas (Reis et al., 
2002). 
 Os pré-misturados a frio (PMF) consistem em 
misturas usinadas de agregados graúdos, miúdos e de 
enchimento, misturados com emulsão asfáltica de petróleo 
(EAP) à temperatura ambiente. 
 
 O PMF pode ser usado como revestimento de ruas 
e estradas de baixo volume de tráfego, ou ainda como 
camada intermediária (com CA superposto) e em 
operações de conservação e manutenção, podendo ser: 
• denso – graduação contínua e bem-graduado, com baixo 
volume de vazios; 
• aberto – graduação aberta, com elevado volume de 
vazios. 
• No que concerne à permeabilidade, pode-se observar: 
• vazios ≤ 12% – apresenta baixa permeabilidade podendo ser 
usado como revestimento; 
• vazios > 12% – apresenta alta permeabilidade, necessitando uma 
capa selante caso seja usado como única camada de 
revestimento. Quando >20% pode ser usado como camada 
drenante. 
• Os PMFs podem ser usados em camada de 30 a 70mm 
de espessura compactada, dependendo do tipo de 
serviço e da granulometria da mistura. Espessuras 
maiores devem ser compactadas em duas camadas. 
• As camadas devem ser espalhadas e compactadas à 
temperatura ambiente. 
• O espalhamento pode ser feito com vibroacabadora ou 
até mesmo com motoniveladora, o que é conveniente 
para pavimentação urbana de ruas de pequeno tráfego. 
• Também é possível estocar a mistura ou mesmo utilizá-la 
durante um dia inteiro de programação de serviços de 
conservação de vias. 
• Em casos principalmente de selagem e restauração de 
algumas características funcionais; 
 
• Misturas asfálticas que se processam em usinas móveis 
especiais que promovem a mistura agregados-ligante 
imediatamente antes da colocação no pavimento; 
 
• São misturas relativamente fluidas, como a lama 
asfáltica e o microrrevestimento asfáltico. 
• As lamas asfálticas consistem basicamente de uma 
associação, em consistênciafluida, de agregados 
minerais, material de enchimento ou fíler, emulsão 
asfáltica e água, uniformemente misturadas e espalhadas 
no local da obra, à temperatura ambiente. 
 
• Aplicação principal em manutenção de pavimentos, 
especialmente nos revestimentos com desgaste 
superficial e pequeno grau de trincamento. 
 
• Aplica-se especialmente em ruas e vias secundárias. 
• Não corrige irregularidades acentuadas nem aumenta a 
capacidade estrutural 
• Esta é uma técnica que pode ser considerada uma 
evolução das lamas asfálticas, pois usa o mesmo 
princípio e concepção, porém utiliza emulsões 
modificadas com polímero para aumentar a sua vida 
útil. 
 
• O microrrevestimento é utilizado em: 
• recuperação funcional de pavimentos deteriorados; 
• capa selante; 
• revestimento de pavimentos de baixo volume de tráfego;