construção e manutenção de infra-estruturas de transportes · 3/31 construção e manutenção...
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ConstruConstruççãoão e Manutene Manutenççãoãodede
InfraInfra--estruturas de Transportesestruturas de Transportes
Aula T4 – Terraplenagens
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SumSumááriorio da aulada aula
• Fundação e leito do pavimento• Tratamento de materiais• Controlo de qualidade
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TerminologiaTerminologia
1122
331 m1 m
Pavimento
Fundação
Plataforma de apoio do pavimentoPlataforma de apoio do pavimento
1 – Pavimento2 – Leito do pavimento3 – Parte superior da terraplenagem (escavação ou aterro)
Terraplenagem
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FundaFundaçção do pavimentoão do pavimento
A fundação do pavimento é constituída peloproduto final das terraplenagens.
FunFunççõesões::
1. Superfície regular e desempenada2. Capacidade de suporte (curto e longo prazo)3. Circulação do equipamento para a construção do pavimento
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Leito do pavimentoLeito do pavimento
Objectivos a curto prazoObjectivos a curto prazo
1. Melhorar a regularidade geométrica da plataforma2. Permitir o tráfego do equipamento para a construção do
pavimento3. Assegurar a capacidade de suporte para a construção das
camadas do pavimento4. Protecção do solo subjacente contra as intempéries
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Leito do pavimentoLeito do pavimento
Objectivos a longo prazoObjectivos a longo prazo
1. Homogeneização da capacidade de suporte da fundação e assegurar a compatibilidade com o dimensionamento do pavimento
2. Protecção térmica no caso de plataformas com solos susceptíveis à acção do gelo
3. Assegurar a drenagem da água percolando através do pavimento
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Leito do pavimentoLeito do pavimento
Características dos materiais:• Insensibilidade à água• Dimensão máxima dos materiais mais grosseiros• Resistência sob a circulação do tráfego de obra• Resistência ao gelo
Tipos de materiais:• Solos• Solos tratados com cal e/ou cimento• Materiais granulares britados
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• Modificação imediata das propriedades geotécnicas do solo, mesmo que temporariamente, afim de ser possível a traficabilidade e a compactação com os equipamentos tradicionais de terraplenagens
Aterros e leito do pavimento
• Modificação a médio e a longo prazo das características mecânicas e de sensibilidade àágua do solo, de forma a que a mistura possa desempenhar a função de material estrutural
Camadas de base e sub-base do pavimento
MelhoramentoMelhoramento EstabilizaEstabilizaççãoão
Tratamento de solosTratamento de solos
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Tipos de ligantes:Tipos de ligantes:
• Cal• Cal hidratada• Cal viva• Leite de cal
• Cimento• Cal e cimento
Tratamento de solosTratamento de solos
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Principais reacPrincipais reacçções ões ffíísicosico--quimicasquimicas• Permuta iónica e floculação• Alteração do estado hídrico• Cimentação• Carbonatação
Factores com influência no tratamentoFactores com influência no tratamento• Natureza e tipo de solo• Tipo e quantidade de ligante• Teor em água• Mistura e compactação• Condições de cura• Aditivos químicos
Tratamento de solosTratamento de solosAcção imediata• Teor em água natural• Granulometria• Plasticidade• Compactação• Resistência imediata
Acção prolongada• Resistência• Deformabilidade• Permeabilidade e
sensibilidade à água
Acção imediata• Teor em água natural• Granulometria• Plasticidade• Compactação• Resistência imediata
Acção prolongada• Resistência• Deformabilidade• Permeabilidade e
sensibilidade à água
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Tratamento de solosTratamento de solosMMéétodos construtivos:todos construtivos:
Estudo laboratorialArmazenamento do liganteTrecho experimentalPreparação da superfícieHumidificaçãoEspalhamentoMistura e homogeneizaçãoCompactaçãoAcabamento de superfícieRega de cura
Mistura do ligante:
• Em central• “In-situ”
Mistura do ligante:
• Em central• “In-situ”
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20 cm
Solo
Leito do pavimento
Pavimento
SoloSolo--calcal
ExemploExemplo
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Granulometria
0
20
40
60
80
100
120
0,01 0,1 1 10Diâmetro das partículas (mm)
Per
cent
agem
de m
ater
ial q
uepa
ssa
0%2,5%3%4%6%
Estudo laboratorialsolosolo--calcal
(4% cal hidratada)
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Limites de consistência
41 37 37 36 36
2027 27 29 29
2110 10
7 7
0
10
20
30
40
50
0 1 2 3 4 5 6 7
Lime content (%)
Teor
emág
ua(%
)
Limite de liquidez Limite de plasticidadeIndice de plasticidade
Estudo laboratorialsolosolo--calcal
(4% cal hidratada)
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1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
16 18 20 22 24 26 28 30 32
teor em água (%)
barid
ade
seca
(g/c
m3 )
4 horas de cura 24 horas de cura
0%
4%
S=100% para G=2,80
1,20
1,40
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1,80
2,00
16 18 20 22 24 26 28 30 32
teor em água (%)
barid
ade
seca
(g/c
m3 )
4 horas de cura 24 horas de cura
0%
4%
S=100% para G=2,80 Compactação
Estudo laboratorialsolosolo--calcal
(4% cal hidratada)
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Espalhamento
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Espalhamento
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Mistura e homogeneização
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Rega de curaCompactação
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Rega de cura
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Rega de cura
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Controlo de produto acabado (“à priori”):técnica usada no controlo de execução de aterros em solos, comparando o valor da baridade obtida no campo com a baridade máxima obtida pelo ensaio de compactação em laboratório (Proctor)
Controlo de procedimento (“à posteriori”):técnica utilizada no controlo de aterros de enrocamento ou misturas de solo-enrocamento, dada a dificuldade de obter valores de referência
Controlo de qualidadeControlo de qualidade
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Aterros experimentaisAterros experimentais• espessuras das camadas • condições de execução da compactação
(número de passagense tipo de cilindros)
1,50
1,55
1,60
1,65
1,70
0 2 4 6 8 10 12 14 16
número de passagens do cilindro
bari
dade
sec
a (g
/cm
3 )
Controlo de qualidadeControlo de qualidade
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Controlo de qualidadeControlo de qualidade
RamoRamo hhúúmidomido
Baridade seca (g/cm3)
Teor em água (%)AA BB
E1E2
E3
Energia de compactação:
E1 > E2 > E3
Energia de compactação:
E1 > E2 > E3
Teor
em á
gua
óptim
o
Baridade seca máxima
Curva de saturação
RamoRamo secoseco
inin situsituγγ==GGCC
d, d, mmááxxγγ×× 100%100%
eemaxmax==DDrr ×× 100%100%
-- eeinin situsitu
eemaxmax -- eeminmin
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Controlo da compactaControlo da compactaççãoão
Ensaios:Ensaios:Teor em água
• Método da estufa• Método do “speedy”• Método radioactivo
Massa volúmica seca• Método da garrafa de areia• Método do balão• Macro-ensaio• Método radioactivo
Controlo de qualidadeControlo de qualidade
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Controlo de qualidadeControlo de qualidade
MMéétodo radioactivotodo radioactivo
y = x - 0,03R2 = 0,97
0.22
0.24
0.26
0.28
0.30
0.32
0.22 0.24 0.26 0.28 0.30 0.32Método Radioactivo
Mét
odo
daEs
tufa
TeorTeor em em ááguagua volumvoluméétricotrico(g/cm(g/cm33))
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EspecificaEspecificaççõesõesLNEC E 242 – Execução de terraplenagens de estradas
Controlo de qualidadeControlo de qualidade
CompactaCompactaçção relativa (ão relativa (GGcc (%))(%))
AterrosAterros
hh≤≤ 15 m15 m hh> 15 m> 15 mA-1 95 95 100
A-3 100 100 100
A-2-4; A-2-5 95 95 100
A-2-6; A-2-7 90 (estudo prévio) 95
A-4; A-5; A-6; A-7 90 (estudo prévio) 95
Leito do pavimentoLeito do pavimentoClassificaClassificaçção AASHTOão AASHTO
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(Milton Vargas, 1978)
VariaVariaçção da resistência dos solos compactadosão da resistência dos solos compactados