Aula 07 - Materiais para bases e sub-bases

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PROJETO DE 
PAVIMENTAÇÃO
BASES E SUB-BASES
Prof. Lucas Lauer Verdade
1

2
Camadas constituídas por:
– Materiais estabilizados granulometricamente
– Materiais estabilizados com aditivos
 Principal finalidade:
– Resistir e distribuir esforços verticais
BASES / SUB-BASES
DEFINIÇÕES
CLASSIFICAÇÃO
(a) Flexíveis
– Camadas estabilizadas granulometricamente
– Camadas estabilizadas com asfalto
(b) Rígidos
– Camadas estabilizadas com cimento
– Camadas estabilizadas com cal
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BASES / SUB-BASES
Materiais de Camadas de Pavimento
Os materiais de base, de sub-base e do reforço do subleito são
classificados segundo sua natureza e seu comportamento aos
esforços:
Materiais granulares e solos
 Trabalham principalmente aos esforços de compressão. Os solos com fração
de finos (silte + argila) exibem coesão, mas resistem fracamente à tração
Materiais com adição de asfalto
 Materiais que possuem suas partículas de agregados ou de solo unidas por
ligantes asfálticos que conferem aumento de resistência à compressão e à
tração com relação ao material de origem
Materiais cimentados ou estabilizados quimicamente
 Materiais que recebem a adição de cimento, cal ou estabilizantes que
aumentem expressivamente a coesão e a rigidez em relação ao material de
origem, aumentando a resistência à compressão e à tração
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BASES / SUB-BASES
ESTABILIZAÇÃO
GRANULOMETRICA
Solo estabilizado granulometricamente (SEG)
Brita graduada simples (BGS)
Brita corrida (BC)
Solo-brita (SB)
Solo arenoso fino laterítico (SAFL)
ESTABILIZAÇÃO
COM ASFALTO
Solo-Betume (S.Bet)
Macadame betuminoso (MB)
TIPO MACADAME
Macadame hidráulico (MH)
Macadame seco (MS)
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BASES / SUB-BASES
ESTABILIZAÇÃO
COM CIMENTO
Brita graduada e tratada com cimento (BGTC)
Concreto compactado com rolo (CCR)
Solo cimento (S.Cim)
ESTABILIZAÇÃO
COM CAL
Solo Cal (S.Cal)
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CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
DEFINIÇÃO
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 Camada de material constituído por solo, mistura de
vários tipos de solos, mistura de solo e materiais pétreos
ou produtos
determinadas
totais de britagem que
faixas granulométricas e
atendem
demais
parâmetros preconizados nas especificações.
BASES / SUB-BASES
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
MATERIAIS / ESPECIFICAÇÕES
SUB-BASE
ISC  30%  intermediária
 modificada
Expansão  0,5%
max  2”
IG = 0
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BASES / SUB-BASES
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
MATERIAIS / ESPECIFICAÇÕES
BASE
% Material PASSA  200  2/3 Material PASSA  40
Material RETIDO  10 – Abrasão  55%
LL  25% IP  6%
10
ISC N  5 x 106 – 60%  intermediária
 modificada
N  5 x 106 – 80%
BASES / SUB-BASES
BASES / SUB-BASES
10
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
FAIXAS GRANULOMÉTRICAS
I II III IV
2” 100 100 - -
1” - 75-90 100 100
3/8” 30-65 40-75 50-85 60-100
4 25-55 30-60 36-65 50-85
10 15-40 20-45 25-50 40-70
40 8-20 15-30 15-30 25-45
200 2-8 5-15 5-15 5-20
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
EQUIPAMENTOS
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 Extração: Trator de esteira (TE), Carregador frontal (CF)
 Britagem: Conjunto de britagem
 Usinagem: Usina de solos (U.S)
 Transporte: Caminhão basculante (CB)
 Pista: Motoniveladora (MN), Distribuidor de Agregados
(DA), Rolo compactador (RC), Caminhão pipa (CP),
Grade de disco (GD), Pulvimisturador (PM)
BASES / SUB-BASES
TRANSPORTE
BASES / SUB-
BASES
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EQUIPAMENTOS
BASES / SUB-
BASES
13
EQUIPAMENTOS
BASES / SUB-
BASES
14
Alguns equipamentos usados na construção das
camadas de base e sub-base
15
Alguns equipamentos usados na construção das
camadas de base e sub-base
Rolo pé de carneiro
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Alguns equipamentos usados na construção das
camadas de base e sub-base
Rolo Liso Vibratório
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Alguns equipamentos usados na construção das
camadas de solo
Rolo de Pneus
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CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
EXECUÇÃO
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 Transporte (jazida, usina) – CB
Mistura (prévia, pista)
Esparrame (espessura de 15 a 20 cm) – MN, DA
Homogeneização – MN e GD (ação combinada)
DM (material fino)
Regularização da camada solta (segregação)





BASES / SUB-BASES
BASES / SUB-BASES

20
BASES / SUB-BASES

21
BASES / SUB-BASES

22
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
EXECUÇÃO
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 Compressão
– Rolo pé-de-carneiro (estático ou vibratório)
– Rolo liso vibratório
– Rolo pneumático
– Regularização final (corte)
BASES / SUB-BASES
BASES / SUB-BASES

24
BASES / SUB-BASES

25
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
OBSERVAÇÕES
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 Distribuição granulométrica contínua, bem graduada
(curva de Talbot)
 Bases de pavimentos  recomendam-se faixas A e B
 Solos preparados em usina  mais recomendados
menor homogeneidade
BASES / SUB-BASES
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL
 es = espessura do material solto
 ec = espessura prevista no projeto (após a compactação)
 s = densidade do material solto
 c = densidade prevista no projeto
BASES / SUB-BASES
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CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL
 O peso de material por unidade de área, não varia.
BASES / SUB-BASES
m = ec.δs = ec.δc
s c δs
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δc
e = e .
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL
 O volume do material solto importado será:
 Vs = volume do solo solto
B = largura da pista
L = extensão do trecho


BASES / SUB-BASES
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DISTRIBUIÇÃO DO MATERIAL
 N.º de viagens necessária (N)  N =
 q = capacidade de cada caminhão
 Espaçamento para descarga de caminhões (d): d =
BASES / SUB-BASES
CAMADAS ESTABILIZADAS GRANULOMETRICAMENTE
q
sV
N
30
L
Brita Graduada Simples
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 Materiais componentes:
 brita graduada simples (faixa especificada)
 água
 Graduação: bem-graduados, com diâmetro nominal de no
máximo 38mm. Mais usuais com diâmetros nominais menores
(25,0mm ou 19,0mm)
 Poucos finos passantes na peneira 200 (0,075mm): em geral
entre 3 e 9%
 Índice de Suporte Califórnia em geral maior que 60%. Para
vias de tráfego médio, pesado ou muito pesado (N≥106
repetições do eixo padrão de 80kN), o ISC deve ser superior a
80%. Expansão nula ou muito baixa
 Módulo de Resiliência em geral entre 100 e 400MPa
Brita Graduada Simples
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 Frações de agregados dosados e homogeneizados
com água em usina
 Transportada por caminhões basculantes
 A distribuição do material é feita preferencialmente
por vibroacabadora, embora possa ser realizada por
motoniveladora
 A compactação é feita por rolos de pneus e/ou lisos,
com vibração ou não, seguida de pneus; deve ser
realizada logo após espalhamento
 Quando é base de pavimento, emprega-se uma
imprimação impermeabilizante de asfalto diluído tipo
CM30 ou outro material com as mesmas atribuições
Brita graduada simples
(sigla: BGS)
Brita Graduada Simples
Bica corrida
(material granular
similar à BGS, com
menor controle de
graduação)
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Solo-Agregado (Solo-brita)
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 Materiais componentes:
 agregados (brita, seixo, laterita, cascalho, areia, escória etc.)
 solo
 água
 Em geral, misturas de solo:agregado na proporção de
20%:80%, 30%:70% ou até 50%:50% em peso.
 O solo deve ser de comportamento laterítico L na
classificação de Nogami e Villibor
 O Módulo de Resiliência destas misturas dependem da
porcentagem de cada componente. Variam de 100 a 500
MPa em geral.
Solo-Agregado
 Materiais podem ser misturados em usinas, ou em pista
com pá carregadeira, e homogeneizados com arados ou
grade de discos.
 Compactados por rolo liso ou pé-de-carneiro, dependendo
do tipo de solo e de sua porcentagem na mistura.
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Solo-Agregado
37
Solo-Agregado
38
Solo Arenoso Fino Laterítico
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 Materiais componentes:
 solo natural de classificação L (comportamento laterítico) na
classificação MCT (Nogami e Villibor, 1981);
 água.
 Solo é distribuído, acrescentada água com caminhão pipa, se
necessário, destorroado com grade de discos e homogeneizado; em
seguida compactadocom rolo pé-de-carneiro, liso ou pneumáticos,
dependendo do tipo de material. Se umidade for elevada, aguarda-
se a perda de umidade, e usa-se grade de discos para
homogeneizar e compacta-se em seguida.
 Índice de Suporte Califórnia muito variável e dependente do tipo de
graduação.
 Módulo de Resiliência varia geralmente em torno de 100 a 500 MPa.
Solo Arenoso Fino Laterítico
Lateríticos:
 perda
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de umidade causa
LA’ LG’
LA
Outros Materiais Granulares
Rachão são
agregados de
grande dimensão
empregados
principalmente
como recurso de
aumento da
capacidade de
suporte de
subleitos.
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Outros Materiais Granulares
Os agregados reciclados de
resíduo sólido de construção
civil são materiais resultantes
da seleção e britagem de
“entulho” da construção e 
demolição. Podem ser
empregados como camada
de reforço do subleito, sub-
base e em algumas situações
como base de pavimentos.
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Outros Materiais Granulares
Escória são resíduos da
fabricação do ferro
(escória de alto-forno) ou
do aço (escória de
aciaria). Podem ser
empregados como
agregados, sendo que as
de aciaria podem ser
expansivas, dependendo
do tempo de estocagem
deste materiais.
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Macadame Hidráulico
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 Materiais componentes:
 agregado graúdo
 agregado miúdo (material de enchimento)
 água
 Agregados graúdos nominais de grande dimensão: 100, 75 ou
63mm. Escolha depende da espessura da camada.
 Um dos materiais tradicionais da construção rodoviária
brasileira, que foi substituído por materiais granulares de maior
eficiência construtiva como a Brita Graduada Simples a partir
da década de 60. Ainda utilizado em obras de menor porte e
em obras municipais onde não há usinas para as BGS.
Macadame Hidráulico
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 Materiais distribuídos em pista, sendo depositados os
agregados graúdos em primeiro lugar, seguidos de
compactação ou compressão por rolo liso.
 Preenchimento dos vazios pelos agregados miúdos,
seguido de compressão.
 Preenchimento dos vazios restantes pelos agregados
miúdos com auxílio de água, seguido de compressão.
 Os agregados miúdos e a água se infiltram nos vazios
e travam o esqueleto sólido.
BASES / SUB-BASES
MACADAME HIDRÁULICO
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Macadame Hidráulico
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BASES / SUB-BASES
MACADAME HIDRÁULICO
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BASES / SUB-BASES
MACADAME HIDRÁULICO
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Macadame Seco
 Materiais similares ao macadame hidráulico,
porém sem o uso da água.
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Materiais com adição de asfalto
 Solo-asfalto
 Macadame betuminoso
 Base asfáltica de elevado módulo
- Solo-asfalto ou solo-emulsão é um recurso pouco utilizado no Brasil. Pode
ser misturado em usina ou pista. Em geral empregado como base de vias de
baixo-volume de tráfego.
O Macadame Betuminoso é mais empregado em obras municipais, servindo
como revestimento asfáltico em geral, passando a constituir base após
recebimento de camada de revestimento asfáltico. É uma base feita em pista,
com adição de ligante asfáltico diretamente nos agregados.
As bases asfálticas de elevado módulo são muito empregadas para tráfego
pesado na Europa e recentemente nos Estados Unidos. São bases com
graduação muito bem-graduada e uso de ligante asfáltico duro, resultando em
módulo de resiliência elevado.
51
Solo -asfalto
 Base de pavimento de solo- emulsão após mais
de 20 anos de uso, revestido de TS estrada
estadual RJ
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Materiais Cimentados ou rígidos ou
estabilizados quimicamente
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 Brita graduada tratada com cimento
 Solo-cimento
 Solo-cal
 Solo-cal-cimento
 Solo-brita com cimento
 Concreto rolado (concreto compactado a rolo)
Brita Graduada Tratada com Cimento
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 Materiais componentes:
 brita graduada simples (faixa especificada)
 cimento: 3 a 5% em relação ao peso seco
 água
 Dosados e homogeneizados em usina.
 A distribuição do material é feita preferencialmente por
vibroacabadora.
 A compactação é feita por rolos liso, com vibração ou não,
seguida de pneus; deve ser realizada logo após espalhamento.
 Cura com pintura de asfalto diluído tipo CM30 (tem-se
preferencialmente substituído por emulsão RR).
 Módulo de Resiliência entre 6.000 a 12.000 MPa
Brita graduada tratada
com cimento (BGTC)
Brita graduada
simples (BGS)
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Brita Graduada Tratada
com Cimento
BGTC
BGS
Revestimento asfáltico
Solo Arenoso Fino Laterítico
Pavimento “invertido” semi-rígido
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Solo-Cimento
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 Materiais componentes:
 solo (de preferência mais arenoso tipo A2 ou solo com fração de
finos passantes na peneira 200 menor que 35%)
 cimento: em geral superior a 5% em relação ao peso seco
 Água
 Dosados e homogeneizados preferencialmente em usina ou
em pista.
 A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados
(espessura e largura adequadas).
 A compactação é feita por rolos pé-de-carneiro ou lisos,
devendo ser realizada logo após espalhamento devido à
rapidez de reação de hidratação do cimento.
 Em geral são necessárias duas semanas de cura antes da
camada ser sujeita ao tráfego.
Solo-Cimento
Solo-cimento
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SOLO
CIMENTO
BASES / SUB-BASES
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SOLO CIMENTO
BASES / SUB-BASES
60
SOLO CIMENTO
BASES / SUB-BASES
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SOLO CIMENTO
BASES / SUB-BASES
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SOLO CIMENTO
BASES / SUB-BASES
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SOLO CIMENTO
BASES / SUB-BASES
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Solo-Cal
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 Materiais componentes:
 solo areno-argiloso ou silto-argiloso, de preferência
 cal hidratada: em geral superior a 4% em relação ao peso seco
 água
 Solos argilosos são tratados com cal para melhorar sua
trabalhabilidade.
 Dosados e homogeneizados em usina, preferencialmente, ou
em pista.
 A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados
(espessura e largura adequadas);
 A compactação é feita por rolos lisos; deve ser realizada após
espalhamento.
Solo Arenoso Fino com Cal
Mistura de cal a solo
em pista
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Base de solo-cal
trincada pela retração
REFERÊNCIAS
 FAXINA, A. L. Notas de aula “Projeto de Pavimentos”
 FABBRI, G. T. Notas de aula “Laboratório de Infraestrutura de
Transportes”
 BALBO, J. T. “Pavimentação asfáltica: materiais, projeto e
restauração”. São Paulo, Oficina dos Textos, 2007
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