Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas Bases Alternativas com Solos Lateríticos Gestão de Manutenção de Vias Urbanas
Douglas Fadul Villibor Job Shuji Shuji Nogami José Roberto Roberto Cincerre Cincerre Paulo Roberto Miranda Serra Alexandre Alexandr e u!!olini u!!olini Neto
2ª Edição - Amliada ! 2""#
Douglas F. Villibor e outros
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$ 2""% b& Autores Dire"#o $eral
'enri(ue Villibor )lor& Su!er%is#o $eral de &ditora"#o
Benedita Aarecida *amar+o Coordena"#o &ditorial
,odri+o Silva ,oas Diagrama"#o
,odri+o Silva ,oas Ca!a
.esle& Silva Re%is#o 'rtogr()ica
Gelson da *osta
Re%is#o *écnica
/dilson *oimbra )ernandes e 01bora o+ueira 3ar+as
0ados 4nternacionais de *atalo+ação na 5ublicação 6*457 Ac8cio 9os1 Santa ,osa 6*,B - :;<=%7 5avimentos de Bai>o *usto ara Vias Urbanas 0ou+las )adul Villibor??? @et al? -- 2ª edição São 5auloC Arte D *incia 2""#? <#F ?C il? 2Hcm Biblio+raIa /bra coletiva 4SB - #%:-:=-F<íveis - Asectos econKmicos? H? Bases de Solos lateríticos - 3ecnolo+ia do uso - 5 avimentação urbana? ? 5avimentação - Emre+o de solos lateríticos? =? *idades e bairros - 5avimentação alternativa? 4? Villibor 0ou+las )adul? *00 - F2=?: - F2=?:= - H::?<< ndices ara cat8lo+o sistem8tico 5avimentação urbana F2=?: 2? 5avimentos Je>íveisC Emre+o de base de solos lateríticos F2=?:= H? 5avimentaçãoC Vias urbanasC 3ecnolo+ia alternativa F2=?:= ? 5avimentosC *onstruçãoC Asectos econKmicos H::?<<
5roibida toda e (ual(uer rerodução desta edição or (ual(uer meio ou Norma sea ela eletrKnica ou mecOnica NotocPia +ravação ou (ual(uer meio de rerodução sem ermissão e>ressa do editor? 3odos os direitos desta edição em lín+ua ortu+uesa reservados Q Editora Arte D *incia
Editora Arte D *incia ,ua dos )ranceses #< ! Morro dos 4n+leses São 5aulo ! S5 - *E5 "
Pavimentos de Baixo Custo para Vias Urbanas
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ndice Capítulo 1 4ntrodução ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????<< Capítulo 2 5avimentação UrbanaC 'istPrico e Asecto de seu 0esenvolvimento ?????<= Capítulo 3 *onsideraçTes sobre Solos 3roicais e *onceito de 5avimentos de Bai>o *usto ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? <# H? *onsideraçTes sobre solos troicais ?????????????????????????????????????????? <# H?2? *onceito de avimentos de bai>o custo ????????????????????????????????????? 2H H?H? *onsideraçTes ara a utiliação de 5avimentos com Solos Lateríticos ?? 2H Capítulo 4 Metodolo+ia M*3 e suas AlicaçTes 5r8ticas ????????????????????????????????????? 2= ? Aresentação da metodolo+ia M*3 ??????????????????????????????????????????? 2= ?2? Aresentação da metodolo+ia M*3 ???????????????????????????????????????????? 2F ?H? AlicaçTes r8ticas da Metodolo+ia M*3 ??????????????????????????????????????? H% Capítulo 5 3ecnolo+ia do Uso de Solos Lateríticos em 5avimentação ??????????????????? = =? Estudos +eot1cnicos????????????????????????????????????????????????????????????????? = =?2? AlicaçTes da metodolo+ia M*3 em bases de avimentos ???????????? = =?H? 4mrimaduras asN8lticas e revestimentos betuminosos ???????????????? :%
Douglas F. Villibor e outros
Capítulo 6 0imensionamento e Estudo EconKmico de 5avimentos de Bai>o *usto ? <"H F? 0imensionamento de avimentos de bai>o custo??????????????????????? <"H F?2? 5avimentos de bai>o custo ???????????????????????????????????????????????????? <<= Capítulo 7 )undamentos ara o Uso de Bases Alternativas ??????????????????????????????? <<# %?< 4ntrodução ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????? <<# %?2 5er+untas e resostas ???????????????????????????????????????????????????????????? <<# Capítulo 8 Gestão de Manutenção de Vias Urbanas ????????????????????????????????????????? erimentais ????????????????????????????????????????????????????????? <:2 :?= *onsideraçTes )inais ????????????????????????????????????????????????????????????? <:% e!er"n#ias Biblio$r%!i#as ??????????????????????????????????????????????????????? <#< &obre os 'utores ??????????????????????????????????????????????????????????????????????? <#=
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5reN8cio Este livro 1 uma rerodução de arte do trabalRo t1cnico 5avimentos com Solos Lateríticos e Gestão de Manutenção de Vias UrbanasW aresentado na <"ª ,eunião Anual de 5avimentação Urbana da AB5v 6UberlOndia ! 2"""7? )oi surimido o caítulo % ori+inal e Noram Neitas diversas atualiaçTes com novas ilustraçTes e al+uns e>emlos? Al1m disso Noi inserido um novo caítulo Nundamental ara um melRor entendimento do assunto? Esta versão não teve a articiação do En+X Mauro Beli+ni um dos autores do trabalRo t1cnico reNerido? 5ara a sua conceção Noram utiliados conceitos do livro 5avimentação de Bai>o *usto com Solos LateríticosW de autoria dos 5roNessores 0outores 9ob SRui o+ami e 0ou+las )adul Villibor 6<##=7 bem como ublicaçTes aresentadas em diversos con+ressos e semin8rios elos autores? / avançado est8+io atual dos estudos de solos troicais ara avimentação sP Noi ossível devido ao aoio institucional e ermanente or mais de duas d1cadas do 0eartamento de Estradas e ,oda+ens do Estado de São 5aulo 60E,-S57 e das Escolas de En+enRaria 5olit1cnica e de São *arlos da Universidade de São 5aulo 6US57? )oram Nundamentais ainda os estudos de muitos cole+as roNessores das reNeridas escolas e en+enReiros do 0E, ! S5? Em esecial do 8 Nalecido En+X )ernando *ustPdio *orreia um dos recursores da avimentação de bai>o custo com solos troicais e do En+X Salvador de Almeida? 5or suas relevantes contribuiçTes ao desenvolvimento dos avimentos de bai>o custo ambos são Romena+eados neste livro? São enNocados assuntos li+ados ao desenvolvimento de uma tecnolo+ia nacional esecíIca ara solos lateríticos em ambientes troicais e suas
" Pavimentos de Baixo
Custo para
Vias Urbanas
Douglas F. Villibor e outros
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alicaçTes r8ticas? 5ortanto este trabalRo tem como obetivo rincial diNundir de uma maneira simliIcada a Metodolo+ia M*3 6Miniatura *omactada 3roical7 em substituição Qs metodolo+ias tradicionais de classiIcação de solos e escolRa de materiais ara uso em avimentação? /utro obetivo 1 tamb1m aresentar os rocedimentos construtivos e de controle tecnolP+ico de bases e>ecutadas com solos lateríticos?
Cap$tulo "
*aítulo < (ntrodu)*o / d1Icit de avimentos urbanos 1 +rande em (uase todas as cidades brasileiras abran+endo desde vias rinciais de cidades de +rande orte at1 vias de circulação de distritos e conuntos Rabitacionais? *itam-se no Estado de São 5aulo cidades altamente desenvolvidas como a cidade de São 5aulo com d1Icit de aro>imadamente 2" milRTes de m 2 e o municíio de GuarulRos (ue mesmo 8 tendo uma rede avimentada de 2% milRTes de m2 ainda necessita e>ecutar elo menos mais H"Y 6:"" mil m27? Em outras re+iTes do aís a situação (uanto ao d1Icit de avimentos urbanos 1 ainda mais +rave? 4sso demonstra ortanto a necessidade e a imortOncia do desenvolvimento de uma tecnolo+ia de avimentação (ue minimie os custos de imlantação de avimentos urbanos? A aborda+em tradicional da avimentação acrescida das consideraçTes mais recentes (uanto Q Nadi+a tem se mostrado vi8vel ara e>ecução dos avimentos das vias de maior tr8Ne+o? 98 ara ruas de e(uena intensidade de tr8Ne+o como em conuntos Rabitacionais e(uenas comunidades e bairros eriN1ricos a avimentação tradicional ode em muitos casos ter um custo (ue a torna invi8vel? Em contraosição uma avimentação alternativa com o uso or e>emlo de solos lateríticos ou sea avimento de bai>o custo com estrutura (ue admita ser reNorçada no Nuturo reresenta uma roosta muito interessante? / emre+o da tecnolo+ia de solos lateríticos em avimentos urbanos em re+iTes com ocorrncia destes solos vem crescendo nas Zltimas duas d1cadas reonderantemente ara vias de tr8Ne+o de muito leve a m1dio?
/ interesse elo emre+o desse tio de solo nos Zltimos anos na avimentação urbana se deve rincialmente ao seu bai>o custo em relação aos materiais convencionalmente emre+ados e tamb1m Q ocorrncia de solos lateríticos em +rande escala no territPrio brasileiro? A +rande maioria dos municíios de e(ueno e m1dio orte e>ecuta avimentos urbanos se+undo a sua e>erincia usando e(uenas emresas com oucos recursos ara um controle tecnolP+ico ade(uado e com al+umas limitaçTes (uanto Q e>ecução de avimentos diNerenciados? As cidades de +rande orte adotam conceitos (uanto ao dimensionamento e emre+o de materiais baseados em rocedimentos tradicionais similares aos adotados em or+anismos rodovi8rios nacionais (ue or sua ve são Nundamentados em normas de or+anismos internacionais rincialmente em normas americanas como AS3M e AAS'3/ 6American Societ& Nor 3estin+ and Materials American Association oN State 'i+Ra& and 3ransortation /NIcials7? Se+undo os rincíios de dimensionamento de avimentos norte americanos e euroeus as camadas da suerestrutura do avimento são e>ecutadas (uase (ue e>clusivamente com materiais 1treos devido Q escasse de solos aroriados e Qs condiçTes clim8ticas adversas [ con+elamento no inverno e descon+elamento na rimavera [ mantendo o subleito com umidade suerior Q obtida em ensaios laboratoriais? a(ueles locais a adoção de materiais 1treos artiIciais ou naturais com um controle ri+oroso (uanto ao limite de li(uide e índice de lasticidade dos Inos 6material (ue assa na eneira de abertura "2 mm7 1 ustiIcada ela necessidade de +arantir uma drena+em ade(uada do avimento durante o de+elo e ara absorver a e>ansibilidade da 8+ua durante o con+elamento no inverno? o Brasil Noram utiliados at1 o Inal da d1cada de %" crit1rios similares aos desenvolvidos ara aíses de clima Nrio e temerado (uanto aos rocedimentos de estudo de materiais e dimensionamento de avimentos? /s avimentos assim roetados e e>ecutados aesar de vi8veis tecnicamente na maioria dos casos odem acarretar custos mais elevados (uando comarados com os não convencionais (ue emre+am camadas de solos lateríticos? 5ortanto o desenvolvimento de avimentos re+ionaliados e com tecnolo+ia nacional 1 de suma imortOncia devido Q +rande e>tensão
Cap$tulo "
territorial aos diNerentes tios de solos (ue ocorrem no aís Qs condiçTes clim8ticas tíicas de ambientes troicais ao +rande d1Icit de avimentos a serem imlantados e rincialmente Q Nalta de recursos Inanceiros? / obetivo desta obra 1 Nornecer subsídios ara o estudo de solos e materiais ara a e>ecução das diversas camadas de avimentos de bai>o custo com o emre+o de solos lateríticos incluindo t1cnicas construtivas das camadas de reNorço sub-base base e revestimento? 5ara o estudo dos solos do subleito e camadas da estrutura do avimento serão adotados crit1rios de escolRa e dosa+em de acordo com a metodolo+ia M*3 desenvolvida esecialmente ara solos troicais? / dimensionamento da estrutura de avimentos alternativos com o uso de solos lateríticos ser8 baseado no m1todo da 5reNeitura Municial de São 5aulo 65MS57 ara tr8Ne+o de muito leve a m1dio? este trabalRo serão abordados os se+uintes assuntosC - 5 a vimen taç ão U rbana C 'i stPr ico e As ect os do s eu 0esenvolvimento? - *onsideraçTes sobre Solos 3roicais e *onceito de 5avimentos de Bai>o *usto? - Metodolo+ia M*3 e suas AlicaçTes 5r8ticas? - 3ecnolo+ia do Uso de Solos Lateríticos em 5avimentação? - 0imensionamento e Estudo EconKmico de 5avimentos de Bai>o *usto? - )undamentos ara o Uso de Bases Alternativas?
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Douglas F. Villibor e outros
"5Pavimentos de Baixo
Custo para
Vias Urbanas
Cap$tulo %
Douglas F. Villibor e outros
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*aítulo 2 Pavimenta)*o Urbana+ ,ist-ri#o e 'spe#tos do seu .esenvolvimento / emre+o da tecnolo+ia de avimentos alternativos em municíios de e(ueno e m1dio orte raticamente não se +eneraliou nas Zltimas d1cadas elo Nato de muitas das reNeituras não disorem de serviços de en+enRaria eIcientes e das t1cnicas não convencionais serem ouco diNundidas em Ombito nacional? A reNerncia elo uso de rocedimentos ara a escolRa de materiais e de dimensionamento de avimentos baseados em e>erincias internacionais 1 +rande no Brasil visto (ue as escolas de en+enRaria adotam em seus cursos conceitos baseados rincialmente em normas de or+anismos rodovi8rios norte-americanos? 0e maneira +eral as reNeituras vm semre e>ecutando avimentos de um determinado tio com determinada t1cnica construtiva demonstrando +rande resistncia Q inovaçTes rincialmente or Nalta de condiçTes de adatação tecnolP+ica? Al1m dessa resistncia Q inovação al+umas reNeituras tm contratos reviamente Neitos com Nornecedores de edra britada e oNerecem conse(\entemente resistncia ao uso de outros materiais ara a e>ecução de bases? os municíios de e(ueno e m1dio orte normalmente os avimentos são construídos or e(uenas emresas (ue tm oucas condiçTes de
adatação Q inovaçTes tecnolP+icas em termos de rocesso construtivo e e>ecutam os avimentos se+undo sua e>erincia? Uma r8tica corrente consiste em o+ar edra britada sobre o subleito rolar e comletar o avimento com edra e asNalto? 98 outras reNeituras com tecnolo+ia mais aurada constroem comactando o subleito alicando uma camada de edra uma bica corrida ou macadame seco e macadame betuminoso ara travamento da suerNície? VeriIca-se (ue a (ualidade dos serviços Ica restrita ao maior ou menor cuidado (uanto Q escolRa dos materiais ao rocesso e>ecutivo e Qs condiçTes de recebimento e controle dos serviços (ue normalmente são eNetuados or roIssionais (ue em +eral não são en+enReiros? Em muitos casos a (ualidade dos serviços Ica restrita Q e>erincia e ao elo do encarre+ado da obra na condução dos serviços? Em centros urbanos maiores o controle tecnolP+ico das obras 1 mais eIciente or1m não se utiliam ade(uadamente recursos naturais disoníveis tais como solos lateríticos ara camadas de avimentos? Este Nato ode estar associado Q comodidade do uso de materiais 1treos em Nunção de al+uns interesses econKmicos? / emre+o de materiais 1treos 1 entretanto uma solução onerosa ara vias urbanas de tr8Ne+o muito leve ou leve? Al1m do mencionado anteriormente deve-se lembrar (ue 1 semre mais N8cil a ustiIcativa do emre+o de materiais cuo desemenRo 1 +arantido or normas e recomendaçTes internacionais? /utro Nato a ser considerado 1 o medo de reação contr8ria or arte dos usu8rios e moradores (uando do emre+o de outros materiais ara a e>ecução de avimentos or(ue eles oderiam ter a Nalsa imressão (ue os serviços não serão de boa (ualidade? As estruturas de avimentos utiliadas em aíses de clima Nrio e temerado se adotadas ara vias urbanas em clima troical seriam suerdimensionadas em Nunção do menor tr8Ne+o atuante das diNerentes condiçTes ambientais e do tio de solo do subleito? Levando-se em consideração a e>tensão do territPrio brasileiro o +rande d1Icit de avimentos e a ouca disonibilidade de material 1treo em al+umas re+iTes torna-se imrescindível a utiliação de materiais locais? *omo solução alternativa Noram emre+adas durante al+umas d1cadas bases de solo-
Cap$tulo %
cimento (ue são de elevado custo ara a realidade econKmica brasileira? A Nalta de recursos Inanceiros associada Q necessidade de imlantação r8ida e em +rande escala de rodovias e avimentos urbanos levaram Q busca de novas alternativas visando a uma consider8vel redução nos custos dos avimentos? / melRor aroveitamento de solos locais em avimentação aconteceu no Estado de São 5aulo nos anos =" (uando Noram constatados valores de caacidade de suorte 6*B,7 e>tremamente elevados ara variedades ar+ilo-arenosas e ar+ilas? Esta observação estimulou o emre+o de solos locais ara as camadas de reNorço do subleito e sub-base? / comortamento altamente satisNatPrio destes avimentos levou Q adoção da(ueles materiais ara bases de avimentos sendo e>ecutados +radativamente se+mentos e>erimentais em rodovias e no Inal da d1cada de F" em vias urbanas? Sobre a camada de base e>ecutada com solos locais Noram utiliados revestimentos del+ados do tio macadame betuminoso selado na esessura de " cm e tratamentos suerIciais reduindo consideravelmente os custos de imlantação? / desemenRo do avimento em vias urbanas tem sido lenamente satisNatPrio aesar de envolver materiais e esessuras considerados inade(uados elos rocedimentos tradicionais? o início da d1cada de %" diante do bom desemenRo de bases e>ecutadas com solos locais Rouve um incremento no emre+o da tecnolo+ia de avimentação de bai>o custo or meio de um ro+rama de estradas vicinais desenvolvido elo 0E,;S5? /s solos locais utiliados ara bases de avimentos muito Nre(\entes em +rande arte do interior do Estado de São 5aulo são solos arenosos lateríticos de +ranulação Ina denominados Solos Arenosos )inos Lateríticos 6SA)L7? / ro+rama de estradas vicinais do 0E,;S5 ermitiu a observação in situ do desemenRo destes avimentos? Ao lon+o de al+uns anos Norneceu dados tecnolP+icos imortantes ara o desenvolvimento de uma tecnolo+ia voltada ara o emre+o de solos troicais utiliando-se ensaios convencionais? As t1cnicas emre+adas Noram arimoradas com o assar do temo e resultaram na atual metodolo+ia M*3 (ue 8 se encontra imlantada em v8rios Pr+ãos rodovi8rios e reNeituras?
Atualmente mais de =" cidades aulistas e al+umas cidades de outros Estados 6BaRia 5aran8 Goi8s Mato Grosso do Sul e Acre7 tm utiliado esta tecnolo+ia de avimentação urbana de bai>o custo? Estimase em mais de <= milRTes de metros (uadrados de avimentos urbanos e em aro>imadamente 2" mil (uilKmetros de rodovias vicinais em todo o territPrio nacional construídos com bases de solos lateríticos? A I+ura < aresenta a malRa vi8ria e os rinciais centros urbanos no Estado de São 5aulo (ue utiliam avimentos com bases de SA)L?
/(0U' 1+ ala Vi%ria e os prin#ipais Centros Urbanos do stado de &*o Paulo #om Pavimentos Utiliando Bases de &'/
Cap$tulo 3
*aítulo H Considera)es sobre &olos ropi#ais e Con#eito de Pavimentos de Baixo Custo 31 Considera)es &obre &olos ropi#ais /s solos das re+iTes troicais aresentam uma s1rie de eculiaridades decorrentes das condiçTes ambientais sendo ortanto necess8rio se conceituar os solos de 5eculiaridades 3roicais ou sea os tios +en1ticos de solos encontrados em re+iTes troicais? /s se+uintes solos são encontrados em re+iTes troicaisC lateríticos sarolíticos e transortados? A I+ura 2 ilustra um erIl es(uem8tico da ocorrncia destes tios de solos?
/(0U' 2+ Per!il s9uem%ti#o de :#orr"n#ia de &olos em 'mbiente ropi#al
311 Con#eitua)*o dos &olos n#ontrados em e$ies ropi#ais Solos são materiais naturais não consolidados isto 1 constituídos de +rãos sear8veis or rocessos mecOnicos e Ridr8ulicos de N8cil disersão em 8+ua e (ue odem ser escavados com e(uiamentos comuns de terralena+em 68 carre+adeira motoescavotransortadora etc?7? Geralmente os materiais constituintes da arte suerIcial da crosta terrestre e (ue não se en(uadram na condição de solo são considerados rocRas mesmo (ue isso contrarie as conceituaçTes adotadas em +eolo+ia e em edolo+ia? / solo ode tamb1m aresentar-se como estrutura natural ou artiIcial? 3er8 estrutura artiIcial (uando transortado e;ou comactado mecanicamente em aterros barra+ens de terra reNorços do subleito de avimentos etc? 0entro da classiIcação dos solos a(ueles (ue aresentam roriedades eculiares e de comortamento são denominados de solos troicais em decorrncia da atuação de rocesso +eolP+ico e;ou edolP+ico tíicos das re+iTes troicais Zmidas? 0entre os solos troicais destacam-se duas +randes classesC os solos lateríti#os e os solos saprolíti#os? /s solos lateríticos 6later do latimC tiolo7 são solos suerIciais tíicos das artes bem drenadas das re+iTes troicais Zmidas resultantes de uma transNormação da arte suerior do subsolo ela atuação do intemerismo or rocesso denominado lateriação? V8rias eculiaridades associam-se ao rocesso de lateriação sendo as mais imortantes do onto de vista tecnolP+ico o enri(uecimento no solo de P>idos Ridratados de Nerro e;ou alumínio e a ermanncia da caulinita como ar+ilo-mineral redominante e (uase semre e>clusivo? Estes minerais conNerem aos solos de comortamento laterítico coloração tíicaC vermelRo amarelo marrom e alaranado? /s solos sarolíticos 6saro do +re+oC odre7 são a(ueles (ue resultam da decomosição e;ou desa+re+ação in situ da rocRa matri ela ação das intem1ries 6cRuvas insolação +eadas7 e mantm de maneira nítida a estrutura da rocRa (ue lRe deu ori+em? São +enuinamente residuais isto 1 derivam de uma rocRa matri e as artículas (ue o constituem ermanecem no mesmo lu+ar em (ue se encontravam em estado 1treo?
Cap$tulo 3
/s solos sarolíticos constituem ortanto a arte subacente Q camada de solo suerIcial laterítico 6ou eventualmente de outro tio de solo7 aarecendo na suerNície do terreno somente or causa de obras e>ecutadas elo Romem ou erosTes? Estes solos são mais Retero+neos e constituídos or uma mineralo+ia comle>a contendo minerais ainda em Nase de decomosição? São desi+nados tamb1m de solos residuais ovens em contraste com os solos suerIciais lateríticos maduros? Uma Neição muito comum no Rorionte suerIcial ou no seu limite 1 a resença de uma linRa de sei>os de esessuras vari8veis 6desde al+uns centímetros at1 <= m7 delimitando o Rorionte laterítico do sarolítico? As I+uras H e ilustram a ocorrncia de solos lateríticos e sarolíticos?