17/04/2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental
Laboratório de Geotecnia e Pavimentação (LAPAV)
MATERIAIS GRANULARES
PARA PAVIMENTAÇÃO:
SOLOS E AGREGADOS
Prof. Ricardo A. de Melo
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Materiais granulares para pavimentação: solos e agregados. Prof. Ricardo Melo.
Referências




DNIT. Manual de Pavimentação. 3ª. Ed.. Departamento
Nacional de Infraestrutura de Transportes. Rio de Janeiro.
2006.
Bernucci, L. B. et al.. Pavimentação asfáltica: formação
básica para engenheiros. 3ª. Reimpressão. PETROBRÁS
– Petróleo Brasileiro S/A / ABEDA – Associação Brasileira
das Empresas Distribuidoras de Asfalto. Rio de Janeiro.
2010.
Balbo, J. T.. Pavimentação asfáltica: materiais,
projetos e restauração. São Paulo: Oficina de Textos,
2007.
Páginas na internet. Diversas.
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Materiais granulares para pavimentação: solos e agregados. Prof. Ricardo Melo.
SOLOS
Fonte: http://www.dynatest.com.br/servico.asp?servicoAtivo=26 (acesso em 06/07/2014)
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INTRODUÇÃO


Definições
A origem do solo determina as propriedades
de engenharia
Solo mole (duplicação da BR101 – Paraíba)
Fonte: DNIT (2006); Melo (2006)
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Solo transportado sobre solo residual,
aflorando no talude de corte de estrada
Linha de seixos
Estruturação de
rocha com veios
de quartzo
Solo
transportado
Solo residual
Talude com 4 m de altura
Fonte: http://www.cprm.gov.br (2008)
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DESCRIÇÃO DOS SOLOS


Os solos são identificados por textura
(granulometria), plasticidade, consistência ou
compacidade, além de: estrutura, forma dos grãos,
cor, cheiro, friabilidade, presença de outros
materiais (concha, material vegetal, mica...)
Textura é uma das mais importantes propriedades
para identificar o solo, embora não seja suficiente
para definir e caracterizar o material
Fonte: DNIT (2006)
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Textura dos solos




Pedregulho: fração de solo que passa na peneira
de 76 mm (3”) e retido na peneira 2,0 mm (no. 10)
Areia grossa: fração de solo compreendida entre
peneiras 2,0 mm (no. 10) e 0,42 mm (no. 40)
Areia fina: fração de solo compreendida entre
peneiras 0,42 mm (no. 40) e 0,075 mm (no. 200)
Silte e argila : fração de solo constituída por grãos
de diâmetro abaixo de 0,075 mm
Fonte: DNIT (2006)
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Textura dos solos





Pedregulho: ...
Areia grossa: ...
Areia fina: ...
Silte e argila : ...
Especificações para solos:



DNER-ME 041/94 - preparação de amostras para ensaios
de caracterização
DNER-ME 051/94 - análise granulométrica
DNER-ME 080/94 - análise granulométrica por
peneiramento
Fonte: DNIT (2006)
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Ensaios de granulometria


Por peneiramento com lavagem do material
na peneira de 2,0 mm (no. 10) e de 0,075
mm (no. 200)
Por sedimentação: amostra de solo que
passa na peneira no. 10
Fonte: geotecnia.ufjf.br [2008?]; wikipedia.org (2008)
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Curvas granulométricas de solos
A: Curva uniforme
B: Curva bem graduada
C: Curva mal graduada
Fonte: DNIT (2006); Baesso e Gonçalves (2003)
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Faixas granulométricas para camadas
estabilizadas granulometricamente
Fonte: DNIT – ES 141/2010
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Limites de consistência

Permitem avaliar a plasticidade do solo

Índice de plasticidade, IP = LL – LP


Quanto maior o IP, mais plástico é o solo
Solos muitos compressíveis possuem LL elevado
Limite de liquidez
(DNER-ME 122/94)
Limite de plasticidade
(DNER-ME 082/94)
Fonte: DNIT (2006); http://dec.isec.pt (2005); http://www.valueerror.com/ (2015)
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Índice de grupo


Valor numérico (entre 0 e 20) que retrata duplo
aspecto da plasticidade (LL e IP) e granulometria
(% que passa na #200, p)
IG = 0,2.a + 0,005.a.c + 0,01.b.d

a = p – 35 (se p > 75 adotar 75; se p < 35 adotar 35)

b = p – 15 (se p > 55 adotar 55; se p < 15 adotar 15)

c = LL – 40 (se LL > 60 adotar 60; se LL < 40 adotar 40)

d = IP – 10 (se IP > 30 adotar 30; se IP < 10 adotar 10)
Fonte: DNIT (2006)
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Equivalente de areia (EA)

Utilizado no controle de finos de materiais
granulares (DNER-ME 054/97)
Fonte: DNIT (2006); Bernucci et al. (2006)
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Índice de suporte Califórnia (ISC) ou
California bearing ratio (CBR)



Ensaio de resistência mecânica
Relação entre pressões
aplicadas em corpo de prova do
solo em estudo e de uma brita
padronizada, para produzir
mesma penetração (DNER-ME
049/94)
Permite determinar as
espessuras das camadas do
pavimento
Fonte: DNIT (2006); Melo (2010)
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PRESSÃO (kg/cm2 )
Curva
pressão x penetração
ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Cálculo do ISC
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
ISC 
P0,1
ISC 
P0, 2
70
 100
105
 100
0,5
PENETRAÇÃO (polegada)
Fonte: Melo (2010)
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Compactação dos solos


Aumento da massa específica
aparente e diminuição do índice
de vazios para reduzir a
variação da umidade do
material, durante o período de
serviço do pavimento (DNER ME 129/94)
Objetivos: dar estabilidade às
camadas do pavimento e
atenuar os recalques devido ao
tráfego
Fonte: DNIT (2006); Melo (2010)
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Compactação dos solos
Massa específica aparente seca, gs
(g/cm3)
Energias:
• normal
• intermediária
• modificada
gs, máx e hot
Teor de umidade, h (%)
Fonte: DNIT (2006)
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Compactação no campo

Fatores que influem na
compactação:




Compactação do aterro – entroncamento Via
Oeste e BR101-PB
Teor de umidade
Número de passadas do
equipamento
Espessura da camada
compactada
Características do
equipamento
Rolo liso
Fonte: DNIT (2006); Melo (2006; 2010)
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Controle da compactação no
campo


Serve para comprovar o serviço executado, pela
umidade e massa específica aparente
Controles:
Determinação da umidade com
speedy (DNER-ME 052/94)
Determinação da massa específica pelo
frasco de areia (DNER-ME 092/94)
Fonte: DNIT (2006); http://viatest.com.br[2011?]; http://topsealbrasil.blogspot.com/ (2010)
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Controle da compactação no
campo

Grau de compactação

Não sendo atingida a compactação desejada, a
qual não deverá ser inferior a determinado valor
de grau de compactação (fixada pela
especificação adotada), o material será revolvido
e recompactado
Fonte: DNIT (2006)
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Uso do solo em camadas de
pavimento

Especificações:




DNER 299/97-ES: Pavimentação –
do subleito
DNER 300/97-ES: Pavimentação –
subleito
DNIT 139/2010-ES: Pavimentação
estabilizada granulometricamente
DNIT 141/2010-ES: Pavimentação
estabilizada granulometricamente
regularização
reforço do
– sub-base
– base
Fonte: http://ipr.dnit.gov.br/ (2011)
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Seção transversal do pavimento
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Reforço do subleito
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Sub-base estabilizada
granulometricamente
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Base estabilizada
granulometricamente
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Mistura de solo e areia
Fonte: Bernucci et al. (2006)
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Solo arenoso fino laterítico
Av. do Contorno, vizinha ao CCEN/UFPB
Fonte: Melo [2008?]
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AGREGADOS
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DEFINIÇÃO E USO



Materiais inertes, granulares, sem forma e
dimensões definidas, com propriedades
adequadas a compor camadas ou misturas
para uso em obras de engenharia civil
Denominação genérica: agregados
Uso em pavimentação: misturas
betuminosas, concreto de cimento, bases de
calçamentos e lastros
Fonte: SENÇO (1997)
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CLASSIFICAÇÃO DOS
AGREGADOS
Quanto à natureza

Quanto ao tamanho

Quanto à graduação


Agregado natural

Agregado artificial

Agregado reciclado

Agregado graúdo

Agregado miúdo

Agregado de enchimento

Densa

Aberta

Tipo macadame
Fonte: Bernucci et al. (2006); DNIT (2006)
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Agregado Natural

Provenientes da erosão, transporte e deposição
subseqüente de detritos resultantes da desagregação de
rochas, realizados em virtude dos agentes do intemperismo,
que podem ser de origem física como química ou
produzidos por processo de britagem
seixo
areia
brita
Fonte: SENÇO (1997); DNIT (2006)
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Agregado Artificial

São aqueles em que os grãos são produtos ou
subprodutos de processo industrial por
transformação física e química do material
Argila calcinada
(DNER-EM 230/94)
Argila expandida
Escória de aciaria
(DNER-PRO 263/94)
Fonte: SENÇO (1997); DNIT (2006); areiaepedra.com (2010?); navegadormt.com (2010?)
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Quanto ao tamanho
a)
b)
c)
Agregado graúdo é o material retido na
peneira de nº 10 (2,0 mm): britas, cascalhos,
seixos, etc.
Agregado miúdo é o material que passa na
peneira de nº 10 (2,0 mm) e fica retido na
peneira nº 200 (0,075 mm): pó-de-pedra,
areia, etc.
Agregado de enchimento (fíler) é o que passa
pelo menos 65% na peneira nº 200 (0,075
mm): cal extinta, cimento portland, pó de
chaminé, etc.
Fonte: DNIT (2006)
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Quanto à granulometria




Graduação densa (bem graduada): apresenta distribuição
granulométrica contínua, próxima à de densidade máxima
Graduação aberta: apresenta distribuição granulométrica
contínua, mas com insuficiência de material fino (menor
que 0,075 mm) para preencher os vazios entre as
partículas maiores, resultando em maior volume de vazios
Graduação uniforme: apresenta a maioria de suas
partículas com tamanhos em uma faixa bastante estreita
Graduação com degrau (descontínua): apresenta pequena
porcentagem de agregados com tamanhos intermediários,
formando um patamar na curva granulométrica
correspondente às frações intermediárias
Fonte: Bernnuci et al. [2006?]
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Curvas granulométricas para
agregados
Fonte: Bernnuci et al. [2006?]
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CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS

Servem para assegurar


Distinção do material: uniformidade
Resistência: cargas solicitantes
Características analisadas
Forma
Granulometria
Absorção de água
Resistência ao choque
Resistência ao desgaste
Durabilidade
Limpeza
Adesividade
Massa específica aparente
Densidade real e aparente
Fonte: DNIT (2006)
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Forma do agregado


Rochas usadas no Brasil

Diabases e basaltos: fragmentos lamelares

Calcários: melhor agregado

Granitos e gnaisses: agregados aceitáveis
Índice de forma: DNER ME-086/94

Para concreto asfáltico (DNIT ES 031/2006),
índice de forma mínimo de 0,5
Fonte: SENÇO (1997)
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Medida de pedra lamelar
Placa de lamelaridade
Uso de paquímetro
Fonte: contenco.com.br (2011); cimentoitambe.com.br (2008)
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Classificação da forma das partículas
(ABNT: NBR 6954/1989)
Fonte: Bernucci et al. (2006)
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Granulometria


É uma das características que asseguram
estabilidade aos pavimentos, em
consequência do maior atrito interno obtido
por entrosamento das partículas, desde a
mais graúda à partícula mais fina
Faixas granulométricas


Camadas estabilizadas granulometricamente
Misturas asfálticas
Fonte: DNIT (2006)
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Faixas granulométricas do DNIT
Camadas granulares: bases estabilizadas granulometricamente
Fonte: DNIT ES 141/2010
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Faixas granulométricas do DNIT
Concreto asfáltico
Fonte: DNIT ES 031/2006
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Absorção de água


Determinação da quantidade de água absorvida
pelos agregados
A porosidade determina a quantidade de água que
o agregado pode absorver
Fonte: DNIT (2006)
UFPB/CT/DECA/LAPAV. Materiais granulares para pavimentação: solos e agregados. Prof. Ricardo Melo.
Resistência ao choque e ao desgaste

Estão associados à ação do tráfego ou aos
movimentos recíprocos das partículas


Ensaio Los Angeles avalia a resistência ao
desgaste
Ensaio Treton avalia a resistência ao choque
Fonte: Bernucci et al. (2008); DNIT (2006)
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Abrasão Los Angeles (resistência ao
desgaste)
Fonte: training.ce.washington.edu (2003)
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Ensaio Treton (resistência ao
choque)
Fonte: Cabral (2005) apud Bernucci et al. (2008)
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Durabilidade (ou sanidade) do
agregado

Está relacionada à resistência ao intemperismo
(DNER-ME 089/94)

Concreto asfáltico (DNIT ES 031/2006): perda menor
que 12%
Agregados (antes do ensaio)
Agregados (depois do ensaio)
Fonte: DNIT (2006); training.ce.washington.edu (2003)
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Limpeza do agregado



Os agregados devem ser isentos de substâncias
nocivas (argila, matéria orgânica, entre outros)
Pode ser feita por inspeção visual ou por
análise granulométrica com lavagem
A fração argila deve
ser avaliada pelo
equivalente de areia,
cujo mínimo é 55%
(DNER-ME 054/97)
Fonte: DNIT (2006); Bernucci et al. (2008)
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Adesividade do agregado

Boa adesividade é quando não há deslocamento da película
betuminosa pela ação de água (DNER-ME 078/94)

Maior adesividade para agregados básicos ou hidrofílicos (calcário,
basalto) do que os ácidos ou hidrofóbicos (granito, gnaisse)
insatisfatório

satisfatório
Melhoradores de adesividade


Sólidos: cal extinta, pó calcário e cimento
Líquidos: alcatrão e dope
Fonte: DNIT (2006); training.ce.washington.edu (2003)
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Massa específica/densidade




Relação entre quantidade matéria (massa) e
volume é denominada massa específica
(t/m3; kg/dm3; g/cm3)
Relação entre peso e volume é denominado
peso específico (kN/m3)
No Brasil, densidade refere-se a massa
específica
Grandezas necessárias para transformação
de unidades gravimétricas em volumétricas
Fonte: Bernucci et al. (2008); DNIT (2006)
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Ensaio de massa específica para
agregado miúdo
Fonte: Mourão (2003) apud Bernucci et al. (2008)
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Brita graduada simples
Fonte: Melo (2011)
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Bica corrida
Estrada da “Água Boa”
Fonte: http://araras.sp.gov.br (2010)
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Macadame hidráulico
Alça do entroncamento Via Oeste e BR101-PB (sentido Bayeux
– rodoviária)
Fonte: Melo (2011)
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Solo-brita
Fonte: Bernucci et al. (2008)
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Saibro
Fonte: Bernucci et al. (2008)
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Agregado reciclado de resíduo
sólido da construção civil
Fonte: Bernucci et al. (2008)
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Escória de aciaria
Fonte: Bernucci et al. (2008)
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Dúvidas ou questões
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