BRASILIA, 30 de Agosto de 2016

ESTUDO DA RELAÇÃO ENTRE O MÓDULO DE RESILIÊNCIA E O CBR DE SOLOS COMO PARÂMETRO DE PROJETO DE PAVIMENTOS

PROJETO 05

Recursos para Desenvolvimento Tecnológico – RDT

Capítulo XX do Edital 02, Lote 06, item 10 do PER

Rodovia BR 116– Trecho São Paulo – Curitiba

1. INTRODUÇÃO

1. INTRODUÇÃO Pg. 99

Objetivos Gerais

O principal objetivo desta pesquisa é verificar a correlação entre características epropriedades mecânicas de resistência com a deformabilidade dos solos MR(MÓDULO DE RESILIENCIA) de solos de subleito encontrados ao longo da BR-116;

CBR – ensaio de resistência e leva o material à ruptura por excesso dedeformação. NÃO condiz com a maior parte dos problemas dos pavimentos.

subleito

Espessura H1

Carga P

1

Ruptura do

subleito

1. INTRODUÇÃO Pg. 99

Objetivos Gerais

O principal objetivo desta pesquisa é verificar a correlação entre características epropriedades mecânicas de resistência com a deformabilidade dos solos MR(MÓDULO DE RESILIENCIA) de solos de subleito encontrados ao longo da BR-116;

MR – ensaio de deformabilidade, que mostra as respostas de deformaçõesrecuperáveis (resilientes = elásticas) sob carregamentos repetidos

RESILIÊNCIA (ELASTICIDADE) simulam o funcionamento estrutural dospavimentos sob carregamentos.

1. INTRODUÇÃO Pg. 99

Objetivos Gerais

calibrar as equações que vem sendo frequentemente utilizadasem projetos de dimensionamento;

PERGUNTAS:

Equações empregadas para a previsão de MR e para dimensionar estruturasVALEM para nossas condições de solos e clima?

Ensaios de laboratório podem ser um bom indicador da resposta real decampo? Resposta de campo é pela DEFLEXÃO, que por retroanálise das baciasde deflexão podem-se calcular os módulos de resiliência das CAMADAS.

Como a pesquisa pode auxiliar nos novos projetos de restauração de maneira aprever antecipadamente seu comportamento?

2. PROCEDIMENTOS

DE CAMPO E

LABORATÓRIO

2. PROCEDIMENTOS DE CAMPO E LABORATÓRIO Pg. 99

Abertura de poços e coleta de amostras

Figura: Diretrizes

para coleta de

amostras e abertura

dos poços de

inspeção

Pg. 99

Ensaios de campo

(i) (ii) (iii) (iv)

(v) (vi) (vii) (viii)

(ix) (x) (xi)

(xii) (xiii)

(i) Marcação para

abertura das

janelas

(ii)Corte das placas

(iii)Extração de

corpos de prova

(iv)Ensaio LWD na

camada de BGS

(v)Limpeza da

camada

(vi)Ensaio de massa

especifica BGS

(vii)Coleta de

amostras

(viii)Ensaio LWD da

camada

subjacenteFigura: Etapas de trabalho do poço de inspeção km 418 (Pista Norte)

2. PROCEDIMENTOS DE CAMPO E LABORATÓRIO

Pg. 99

Ensaios de campo

(i) (ii) (iii) (iv)

(v) (vi) (vii) (viii)

(ix) (x) (xi)

(xii) (xiii)

(ix) Ensaio de massa

especifica camada

subjacente

(x) Placas e corpos de

prova extraídos

(xi) Fechamento com a

primeira camada de

BGS

(xii) Fechamento final

com CBUQ

(xiii) Trabalho concluído

Figura: Etapas de trabalho do poço de inspeção km 418 (Pista Norte)

2. PROCEDIMENTOS DE CAMPO E LABORATÓRIO

Pg. 99

Seleção de locais Tabela: Critério de amostragem com base nos indicadores estruturais

Classificação

(AREA)

(WSDOT, 2005)

Intervalo do

parâmetro

AREA (cm)

Condição

Subleito

(módulo

retroanalisado)

Intervalo de

Esl, retro

(kgf/cm2)

Intervalo

de Rc (m)

Quant.

Estimada de

Amostras

20 - 100 1

100 - 500 1

500 - 2000 1

20 - 100 1

100 - 500 1

500 - 2000 1

20 - 100 1

100 - 500 1

500 - 2000 1

20 - 100 1

100 - 500 1

500 - 2000 1

20 - 100 1

100 - 500 1

500 - 2000 1

20 - 100 1

100 - 500 1

500 - 2000 1

18Total

Asfáltico espesso 55 - 75

Fraco 200 - 500

Forte 1800 - 2200

Asfáltico delgado 40 - 55

Fraco 200 - 500

Forte 1800 - 2200

Flexível fraco 28 - 40

Fraco 200 - 500

Forte 1800 - 2200

2. PROCEDIMENTOS DE CAMPO E LABORATÓRIO

3. ENSAIOS

REALIZADOS E

RESULTADOS

3. ENSAIOS REALIZADOS E RESULTADOS Pg. 99

Localização dos poços de inspeção realizados

3. ENSAIOS REALIZADOS E RESULTADOS Pg. 99

Localização dos poços de inspeção realizados

3. ENSAIOS REALIZADOS E RESULTADOS Pg. 99

Estruturas de pavimento identificadas

Tabela: Estruturas identificadas

CA - concreto asfáltico; BGS - brita graduada simples;

RAP C/ EMULSÃO - Mistura de agregado de concreto

asfáltico reciclado e emulsão asfáltica; BGTC - brita

graduada tratada com cimento; SL - subleito.

3. ENSAIOS REALIZADOS E RESULTADOS Pg. 99

Estruturas de pavimento identificadas

Subleito

BGS – 16 cm

CBUQ – 13 cm

BASE

CIMENTADA –

19cm

Km 402

Subleito

BGS – 25 cm

CBUQ – 14 cm

RAP C/ EMULSÃO –

10 cm

Km 418

Tabela: Estruturas identificadas

3. ENSAIOS REALIZADOS E RESULTADOS Pg. 99

Comparativo entre condições de campo e laboratório

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2 3 4 5 6 7 8 9 10densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 414; A1-B; PM; CBR=58%laboratório

campo

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 418; A-5; PI; CBR=34%

laboratório

fogareiro

estufa

1,950

2,050

2,150

2,250

2,350

2,450

2,550

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 423; A-5; PI; CBR=50%

laboratóriofogareiroestufa

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 402; PI; CBR=47%

laboratório

fogareiro

estufa

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 405; PI; CBR=34%

laboratório (PI)

campo(fogareiro)

1,900

1,925

1,950

1,975

2,000

2,025

2,050

2,075

2 3 4 5 6 7 8 9

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 482; PI; CBR=25%

laboratório

campo(fogareiro)

1,500

1,550

1,600

1,650

1,700

1,750

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 460; PI; CBR=5%

laboratório (PI)

fogareiro

estufa

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 431; A-2-4; PI; CBR=32%

laboratório campo(fogareiro)

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 434; PI; A-2-4; CBR=46%

laboratório(PI) fogareiro estufa

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2 3 4 5 6 7 8 9 10densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 414; A1-B; PM; CBR=58%laboratório

campo

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 418; A-5; PI; CBR=34%

laboratório

fogareiro

estufa

1,950

2,050

2,150

2,250

2,350

2,450

2,550

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 423; A-5; PI; CBR=50%

laboratóriofogareiroestufa

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 402; PI; CBR=47%

laboratório

fogareiro

estufa

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 405; PI; CBR=34%

laboratório (PI)

campo(fogareiro)

1,900

1,925

1,950

1,975

2,000

2,025

2,050

2,075

2 3 4 5 6 7 8 9

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 482; PI; CBR=25%

laboratório

campo(fogareiro)

1,500

1,550

1,600

1,650

1,700

1,750

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 460; PI; CBR=5%

laboratório (PI)

fogareiro

estufa

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 431; A-2-4; PI; CBR=32%

laboratório campo(fogareiro)

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 434; PI; A-2-4; CBR=46%

laboratório(PI) fogareiro estufa

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2 3 4 5 6 7 8 9 10densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 414; A1-B; PM; CBR=58%laboratório

campo

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 418; A-5; PI; CBR=34%

laboratório

fogareiro

estufa

1,950

2,050

2,150

2,250

2,350

2,450

2,550

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 423; A-5; PI; CBR=50%

laboratóriofogareiroestufa

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 402; PI; CBR=47%

laboratório

fogareiro

estufa

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 405; PI; CBR=34%

laboratório (PI)

campo(fogareiro)

1,900

1,925

1,950

1,975

2,000

2,025

2,050

2,075

2 3 4 5 6 7 8 9

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 482; PI; CBR=25%

laboratório

campo(fogareiro)

1,500

1,550

1,600

1,650

1,700

1,750

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 460; PI; CBR=5%

laboratório (PI)

fogareiro

estufa

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 431; A-2-4; PI; CBR=32%

laboratório campo(fogareiro)

1,800

1,850

1,900

1,950

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

densid

ade a

p.

seca (

g/c

m3)

umidade (%)

km 434; PI; A-2-4; CBR=46%

laboratório(PI) fogareiro estufa

3. ENSAIOS REALIZADOS E RESULTADOS Pg. 99

Resultados de retroanálise dos módulos do subleito dos locais sondados (FWD)

km 402[A-2-4;

NA-NS']

km 405[A-1-b;

NS'/NA']

km 414[A-1-b;n.d.]

km 418[A-1-b;NG']

km 423[A-1-b;NG']

km 429[A-2-6;NG']

km 431[A-2-4;

NS'-NA']

km 434[A-1-b;

NS'-NA']

km 456[A-2-4;

NS'-NG']

km 460[A-7-6;

LG']

km 482[A-2-4;n.d.]

km 492[A-1-b;n.d.]

2008 441 521 708 540 332 0 454 338 926 1.382 525 903

2010 317 477 943 505 327 282 824 296 861 1.874 879 736

2011 335 749 1.165 609 410 374 674 432 959 1.911 950 949

2012 431 672 1.070 573 401 371 691 439 1.186 1.800 886 827

2013 350 671 597 527 376 325 903 410 877 2.112 691 1.612

2014 511 669 726 596 381 303 604 384 869 1.322 446 467

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

1.800

2.000

2.200

Mó

du

lo d

o S

ub

leit

o (

kg

f/cm

2)

4. COMPARATIVO MR

E MODELOS DE

PREVISÃO

4. MR e MODELOS DE PREVISÃOPg. 99

Resultados individuais – Ex. km 402

Comparativo entre MR de laboratório e modelos de previsão de MR (condição de umidade ótima)

-

500,0

1.000,0

1.500,0

2.000,0

2.500,0

3.000,0

3.500,0

4.000,0

4.500,0

5.000,0

Mód

ulo

de R

esili

ênci

a -

MR

(kg

f/cm

2)Condição de laboratório (umidade ótima, densidade máxima)

Pg. 99

Resultados individuais – Ex. km 402

-

500,0

1.000,0

1.500,0

2.000,0

2.500,0

3.000,0

3.500,0

4.000,0

4.500,0

5.000,0

Mó

du

lo d

e R

esili

ên

cia

-M

R (

kg

f/cm

2)

Condição de campo (umidade de campo, densidade de campo)

Comparativo entre MR de laboratório e modelos de previsão de MR (condição de umidade ótima)

4. MR e MODELOS DE PREVISÃO

Pg. 99

Resultados individuais – Ex. km 402

-

500,0

1.000,0

1.500,0

2.000,0

2.500,0

3.000,0

3.500,0

4.000,0

4.500,0

5.000,0

Mód

ulo

de R

esili

ênci

a -

MR

(kg

f/cm

2)

Condição de saturação máxima (S próximo a 100%)

Comparativo entre MR de laboratório e modelos de previsão de MR (condição de umidade ótima)

4. MR e MODELOS DE PREVISÃO

5. COMPARATIVO

CBR x MR

5. COMPARATIVO CBR x MR Pg. 99

Relação CBR e MR - Campanha 2 – PN (modelos da literatura x resultados obtidos)

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

4.000

0 5 10 15 20 25 30

Mó

du

lo d

e R

esili

ên

cia

-M

R (

kgf/

cm

2)

CBR (%)

Correlações MR x CBR

Heukelom e Klomp (1962) Webb e Campbell (1986) - areias argilosas

Preussler (1983) Visser et al (1983) - mínimo

Visser et al (1983) - máximo Bernucci (1995) - solos areno-argilosos lateríticos

km 402 (sd=0,41kgf/cm2) [NG'; A-7-5] km 405 (s3=0,14kgf/cm2) [NS'/NA'; A-1-b]

km 413 (s3=0,14kgf/cm2) [NS'-NG'; A-1-b] km 418,1 (sd=0,41kgf/cm2) [NS'-NG'; A-7-5]

km 423,5 (sd=0,41kgf/cm2) [NS'/NA'; A-7-6] km 428,965 (s3=0,14kgf/cm2) [NS'-NA'; A-1-b]

km 431 (sd=0,41kgf/cm2) [NG'; A-7-5] km 434 (sd=0,41kgf/cm2) [NS'-NG'; A-7-6]

km 456 (sd=0,41kgf/cm2) [NS'/NA'; A-6] km 460 (sd=0,41kgf/cm2) [LG'; A-7-6]

km 482 (sd=0,41kgf/cm2) [NS'/NA'; A-6] km 492 (sd=0,41kgf/cm2) [NS'-NG'; A-5]

5. COMPARATIVO CBR x MR Pg. 99

Estatísticas - Relação CBR e MR

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

LG'

(A-7

-6)

NG

'

NS'

/NA

'

NS'

-NG

'

NA

-NS'

NS'

-NA

'

ND

Re

laçã

o M

r(kg

f/cm

2)

/ C

BR

Classificação MCT

Boxplot

5. COMPARATIVO CBR x MR Pg. 99

Estudo do comportamento do MR em campo

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

LG'

(A-7

-6)

NG

'

NS'

/NA

'

NS'

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NDM

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/cm

2)

Classificação MCT

Boxplot

Gráficos boxplot dos valores de módulo de resiliência retroanalisados (AASHTO/93) por

tipo de solo (estudo 1)

6. EQUIPE

EXECUTORA

6. EQUIPE EXECUTORA Pg. 99

A empresa que coordena os serviços é a LATINA MANUTENÇÃO/ Grupo ARTERIS, associada com:

Laboratório de Tecnologia de Pavimentação – LTP – Escola Politécnica da USP;

JMCHAVES Consultoria Ltda.

Identificação dos participantes

• Coordenador Geral: José Mário Chaves

Equipe Centro de Desenvolvimento Tecnológico – Grupo ARTERIS

• Igor Amorim Beja

Assessoramento técnico LTP

• Liedi Bernucci

• Kamilla Vasconcelos

• Edson Moura

• Rosângela Motta

• Amanda Helena Marcandali

• Santi Ferri

• Rodrigo Pires Leandro

• Tiago Vieira

• Robson Costa

MUITO OBRIGADA!