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DNIT Publicação IPR - 719 MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO 2006 MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E PESQUISA COORDENAÇÃO-GERAL DE ESTUDOS E PESQUISA INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E PESQUISA COORDENAÇÃO GERAL DE ESTUDOS E PESQUISA INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS Publicação IPR - 719 MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO 3º Edição Rio de Janeiro 2006 MINISTÉRIO DOS TRANSPORTES DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES DIRETORIA DE PLANEJAMENTO E PESQUISA COORDENAÇÃO GERAL DE ESTUDOS E PESQUISA INSTITUTO DE PESQUISAS RODOVIÁRIAS Rodovia Presidente Dutra, Km 163, Vigário Geral, Rio de Janeiro, 21240-000, RJ TelFax: (21) 3371-5888 E-mail.: iprQdnit.gov.br TÍTULO: MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO Primeira Edição: 1960 Segunda Edição: 1996 Revisão: DNIT / Engesur Contrato: DNIT / Engesur PG — 157/2001-00 Aprovado pela Diretoria Colegiada do DNIT em 28/03/2006. APRESENTAÇÃO O Instituto de Pesquisas Rodoviárias — IPR, do Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes — DNIT, dando prosseguimento ao Programa de Revisão e Atualização de Normas e Manuais Técnicos, apresenta à comunidade rodoviária a terceira edição do seu Manual de Pavimentação. As obras de pavimentação rodoviária cresceram notadamente a partir dos anos 50, quando, em função de iniciativas de técnicos do antigo DNER, houve maciça transferência de tecnologia dos Estados Unidos da América. Essa transferência, por sua vez, levou à necessidade de normatizar e uniformizar as especificações de serviços e as técnicas de construção, dando origem, em 1960, ao Manual de Pavimentação, em sua primeira edição. Graças a intensivos programas de pavimentação em exercícios subsequentes, o Manual foi amplamente utilizado, ajudando mesmo no estabelecimento de um setor de empresas de construção no ramo rodoviário altamente eficientes. A segunda edição ocorreu em 1996, ainda sob a coordenação do IPR/DNER, impulsionada pelo aparecimento de materiais, técnicas e equipamentos. Passados praticamente dez anos dessa segunda edição, a presente atualização da publicação de 1996, ou seja, a terceira edição do Manual de Pavimentação, se respalda também no atendimento à resolução contida na Portaria n.º 116 — DG/DNIT, de 03/02/2002, que impõe a adoção do chamado Padrão DNIT, configurado pelas Normas DNIT 001/2002 — PRO: Elaboração e apresentação de normas do DNIT e DNIT 002/2002 — PRO: Elaboração e apresentação de manuais do DNIT. Nessas condições, a presente terceira edição promoveu ajustamentos nos textos, nas figuras e nos quadros, bem como uma reordenação de diversos trechos que compunham o Manual, resultando num aprimoramento geral da forma e numa ênfase e num detalhamento de certas questões, sem, contudo, acarretar modificações conceituais significativas no conteúdo técnico. Ciente da importância da presente obra e do interesse geral em mantê-la sempre em sintonia com o desenvolvimento das tecnologias de pavimentação, o IPR/DNIT acolhe quaisquer comentários, observações e críticas pertinentes de leitores e especialistas, que poderão subsidiar uma futura re-edição, tão breve quanto ela se revelar necessária. Eng.º Civil CHEQUER JABOUR CHEQUER Coordenador do Instituto de Pesquisas Rodoviárias — IPR Endereço para correspondência: linstituto de Pesquisas Rodoviárias AIC Divisão de Capacitação Tecnológica Rodovia Presidente Dutra, Km 163, Centro Rodoviário, Vigário Geral, Rio de Janeiro CEP — 21240-000, RJ - TeliFax: (21) 3371-5888 E-mail: iprQdnitgov.br Figura 39 Figura 40 Figura 41 Figura 42 Figura 43 Figura 44 Figura 45 Figura 46 Figura 47 Figura 48 Figura 49 Figura 50 Figura 51 Figura 52 Figura 53 Figura 54 Figura 55 Figura 56 Figura 57 Figura 58 Figura 59 Figura 60 Figura 61 Figura 62 Figura 63 Figura 64 Figura 65 Figura 66 Análise estatística dos resultados de sondagens... 139 Planta de situação das ocorrências .. 140 Perfis de sondagens típicas... 141 Fatores de equivalência de operação: .. 144 Determinação de espessuras do pavimento... 149 Dimensionamento do pavimento .................... .. 149 Distribuição de tensões no ensaio com FWD. .. 153 Fases do trincamento ............. eae 155 Pavimento invertido... eee 157 Seções transversais para determinação da largura das áreas de contribuição... .. 161 Nomograma para solução da equação de Manning. .. 163 “Impluvium” correspondente à largura do acostament: .. 164 Correlação entre as diversas rampas e a capacidade máxima de vazão.. 164 Drenos profundos em corte... .. 167 Alguns tipos de drenos utilizados em projetos de rodovias .. .. 167 Curvas granulométricas.............. eee 169 Trecho em curva (Contribuição de toda a plataforma).................. 170 Fluxograma — instalação de britaggem móvel de pequeno porte (CAP 25 MA)... 202 Fluxograma — instalação de britagem móvel de médio porte (CAP SO MR)... 203 Fluxograma — instalação de britaggem móvel de grande porte (CAP 100 MH)... Representação do alimentador frio. Posições da chapa oscilante.......... Relações: abertura e vazão do agregado... 207 Secador - conte A-A .... Usina com três silos frios e dois silos quentes .. Agregado do secador para silos quentes... 216 Folha de ensaio... eee Determinação dos valores mímimos para aceitação de produto: Tabela 1 Tabela 2 Tabela 3 Tabela 4 Tabela 5 Tabela 6 Tabela 7 Tabela 8 Tabela 9 Tabela 10 Tabela 11 Tabela 12 Tabela 13 Tabela 14 Tabela 15 Tabela 16 Tabela 17 Tabela 18 Tabela 19 Tabela 20 Tabela 21 Tabela 22 Tabela 23 Tabela 24 Tabela 25 Tabela 26 Tabela 27 Tabela 28 Tabela 29 Tabela 30 Tabela 31 Tabela 32 Tabela 33 Tabela 34 Tabela 35 Tabela 36 LISTA DE TABELAS Decomposição de rochas... eeeenerecereneetanios 17 Granulometria.............. teatrais 32 Correlação das aberturas das peneiras em polegadas e milímetros. 32 Classificação dos solos (Transportation Research Board)... 56 Sistema unificado de classificação de solos...................... 59 Escala granulométrica utilizada pelos SUCS............... 62 Terminologia usada no SUCS... 62 Grupo de solos... . 63 Classicação MCT... rieeeaeeeaaaaaenaenaaaaesaaeaaaanaaa 89 Classificação dos solos finos (Método indireto) ........... 72 Interrelações entre a classificação TRB e a unificada 74 Interrelações entre a classificação unificada e TRB................i 74 Valores prováveis de CBR para os grupos de SUCS.............. 75 Valores prováveis de CRB para grupos de classificação TRB 75 Interrelação entre a classificação MCT e a resiliente .............. . T5 Relação módulo — CBR ............ e iaeeeaeaeaenaeaenreaeraae 77 Parâmetros da composição da cal hidráulica . 84 Resistência à compressão................. 85 Cálculo dos elementos para relocação de curvas em estradas construídas... eetearaceearaeeeae aerea 110 Estradas de classe Il e Ill — comprimento de transição ................ 111 Valores para super largura... 113 Determinação da distância em curvas de Pl inacessível . 115 Valores de superelevação ..............s .. 116 Caderneta -tipo (Exemplo)... eee 121 Boletim de sondagem ................... 127 Resumo dos resultados dos ensaio: .. 130 Perfil longitudinal dos solos... eee 132 Granulometria dos materiais........... .. 136 Granulometria para bases granular .. 143 Determinação do fator de operações... 145 Coeficientes de equivalência estrutural............. .. 146 Espessura mínima de revestimento betuminoso 147 Coeficientes de escoamento usuais em rodovias. .. 162 Coeficientes de rugosidade (Manning) ............. is 163 Requisitos básicos das mantas geotêxteis...............a 168 Compatibilização das fases do empreendimento com as etapas do licenciamento... aterrar 181 Tabela 37 Tabela 38 Tabela 39 Tabela 40 Tabela 41 Tabela 42 Tabela 43 Tabela 44 Tabela 45 Tabela 46 Tabela 47 Tabela 48 Tabela 49 Tabela 50 Tabela 51 Tabela 52 Matriz de correlação de impactos ambientais de obras rodoviárias .......... 183 Avaliação de impactos ambientais de estudos e projetos rodoviários ...... 184 . 185 Avaliação de impactos ambientais em operações rodoviárias .. 187 Definição dos valores das aberturas dos silos... 205 Massas acumuladas em t. min. 217 Equipamentos utilizados........... .. 225 Produção dos equipamentos... eee 229 Determinação da probabilidade de ocorrência de .. 235 Avaliação de impactos ambientais de obras rodoviárias Escala salarial de mão-de-obra... .. 259 Pesquisa de mercado — materiais. .. 260 Pesquisa de mercado — equipamentos... 261 Custo horário de utilização de equipamentos. .. 263 Produção de equipamentos..................... .. 266 Fluxograma da composição dos custos unitários... 268 Custo horário de equipamento ........... eres 270 Manual de Pavimentação n 1- INTRODUÇÃO MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 13 1 INTRODUÇÃO A pavimentação rodoviária no Brasil já foi objeto de estudos e práticas de construção desde longa data, quando experientes técnicos do então DNER formularam normas e procedimentos que se tornaram, com suas sucessivas atualizações, o estado da arte na Engenharia Rodoviária. A partir dos anos 50, as técnicas de pavimentação tiveram um grande desenvolvimento graças ao intercâmbio entre Brasil e Estados Unidos nessa área. A consequência foi a necessidade de uniformizar e normalizar as especificações de serviço e as técnicas de construção, o que, em função do esforço coletivo de técnicos do DNER, deu origem à primeira edição do Manual de Pavimentação, em 1960. A segunda edição do Manual foi lançada em 1996, incorporando todo o progresso tecnológico acumulado durante o período, incluindo modificações nos materiais, nos equipamentos e nas técnicas usadas. Essa segunda edição foi objeto de revisão e atualização, resultando na presente e terceira edição, ocorrida já no âmbito do DNIT, que também foi motivada pela necessidade de ajustar o Manual ao padrão DNIT e de promover mudanças no formato e na ordenação dos capítulos, sem acarretar substanciais modificações conceituais. Assim, observam-se entre o Manual de Pavimentação do DNER (2º edição) e o Manual de Pavimentação do DNIT (3º edição) as seguintes modificações básicas, partindo das mais gerais para as mais específicas: a) Reordenamento e remanejamento de diversos temas. b) Reajustes na redação dos textos. c) Reajustes na montagem de figuras e tabelas, incluindo elementos técnicos adicionais, como equações e curvas. d) Redução do número de Capítulos, de catorze para onze. e) Eliminação do Capítulo 2 — Normas e Documentos de Consulta e sua consequente transferência e inclusão no item Bibliografia. f) Eliminação do Capítulo 3 — Definições Básicas. 9) Incorporação ao item 4.3 do Capítulo 4 — Projeto de Engenharia Rodoviária do tema intitulado de “Análise Macanística”, antes tratado no Apêndice. h) Introdução dos novos conceitos de Projeto Básico e Projeto Executivo de Engenharia no item 4.1 do Capítulo 4 — Projeto de Engenharia Rodoviária, em substituição aos conceitos de anteprojeto e projeto, constantes do antigo Capítulo 7. i) Exclusão de referência à Reciclagem do Pavimento, tema que vai constar, com mais propriedade, do Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos, atualmenteem elaboração neste IPR. É de ressaltar que o presente Manual é um documento de caráter orientador no âmbito da Engenharia Rodoviária, relacionada com a área de pavimentos asfálticos. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 17 2 MATERIAIS INCORPORADOS ÀS OBRAS DE PAVIMENTAÇÃO 21 MATERIAIS TERROSOS 2.1.1 INTRODUÇÃO Solo, do latim solum, o material da crosta terrestre, não consolidado, que ordinariamente se distingue das rochas, de cuja decomposição em geral provêm, por serem suas partículas desagregáveis pela simples agitação dentro da água [Holanda, A. Buarque de]. Geologicamente, define-se solo como o material resultante da decomposição das rochas pela ação de agentes de intemperismo. No âmbito da engenharia rodoviária, considera-se solo todo tipo de material orgânico ou inorgânico, inconsolidado ou parcialmente cimentado, encontrado na superfície da terra. Em outras palavras, considera-se como solo qualquer material que possa ser escavado com pá, picareta, escavadeiras, etc., sem necessidade de explosivos. 2.1.2 ORIGEMDOS SOLOS Com base na origem dos seus constituintes, os solos podem ser divididos em dois grandes grupos: solo residual, se os produtos da rocha intemperizada permanecem ainda no local em que se deu a transformação; solo transportado, quando os produtos de alteração foram transportados por um agente qualquer, para local diferente ao da transformação. 2.1.2.1 SoLos RESIDUAIS Os solos residuais são bastante comuns no Brasil, principalmente na região Centro-Sul, em função do próprio clima. Todos os tipos de rocha formam solo residual. Sua composição depende do tipo e da composição mineralógica da rocha original que lhe deu origem. Por exemplo, a decomposição de basaltos forma um solo típico conhecido como terra-roxa, de cor marrom-chocolate e composição argilo-arenosa. Já a desintegração e a decomposição de arenitos ou quartzitos irão formar solos arenosos constituídos de quartzo. Rochas metamórficas do tipo filito (constituído de micas) irão formar um solo de composição argilosa e bastante plástico. A Tabela 1 abaixo apresenta alguns exemplos. Tabela 1 - Decomposição de rochas Tipo de rocha | Composição mineral Tipo de solo Composição lagioclásio argiloso basalto P 29 a 9 . argila piroxênios (pouca areia) quartzito quarizo arenoso quartzo , micas : j filitos es argiloso argila (sericita) MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 18 Tipo de rocha | Composição mineral Tipo de solo Composição quartzo : : . areno-argiloso quartzo e argila granito feldspato Vs as : (micáceo) (micáceo) mica calcário calcita argila Não existe um contato ou limite direto e brusco entre o solo e a rocha que o originou. A passagem entre eles é gradativa e permite a separação de pelo menos duas faixas distintas; aquela logo abaixo do solo propriamente dito, que é chamada de solo de alteração de rocha, e uma outra acima da rocha, chamada de rocha alterada ou rocha decomposta (Figura 1). Figura 1- Perfil resultante da decom posição das rochas A SOLO RESIDUAL B SOLO DE ALTERAÇÃO DEROCHA Cc ROCHA ALTERADA D ROCHA SÃ O solo residual é subdividido em maduro e jovem, segundo o grau de decomposição dos minerais. O solo residual é um material que não mostra nenhuma relação com a rocha que lhe deu origem. Não se consegue observar restos da estrutura da rocha nem de seus minerais. O solo de alteração de rocha já mostra alguns elementos da rocha-matriz, como linhas incipientes de estruturas ou minerais não decompostos. A rocha alterada é um material que lembra a rocha no aspecto, preservando parte da sua estrutura e de seus minerais, porém com um estágio de dureza ou resistência inferior ao da rocha. A rocha-sã é a própria rocha inalterada. As espessuras das quatro faixas descritas são variáveis e dependem das condições climáticas e do tipo de rocha. A ação intensa do intemperismo químico nas áreas de climas quentes e úmidos provoca a decomposição profunda das rochas com a formação de solos residuais, cujas propriedades dependem fundamentalmente da composição e tipo de rocha existente na área. Basicamente, numa região de granito e gnaisse distinguem-se três zonas distintas de material decomposto. Próximo à superfície, ocorre um horizonte de características silto-arenosas e finalmente aparece uma faixa de rocha parcialmente decomposta MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 21 Figura 3- As bases sucessivas da construção de rodovia na baixada TERRENO ORIGINAL ATERRO HIDRÁULICO LIMPEZA ATERRO (COM TERRA DE EMPRESTIMO) es s2m O [HD ABERTURA DO CANAL PAVIMENTAÇÃO coM DRAGAS ASFÁLTICA 2.1.2.2.3 SoLos COLUVIAIS Os depósitos de coluvião, também conhecidos por depósitos de tálus, são aqueles solos cujo transporte deve exclusivamente à ação da gravidade (Figura 4). São de ocorrência localizada, situando-se, via de regra, ao pé de elevações e encostas, etc. Os depósitos de tálus são comuns ao longo de rodovias na Serra do Mar, no Vale do Paraíba, etc. A composição desses depósitos depende do tipo de rocha existente nas partes mais elevadas. A existência desses solos normalmente é desvantajosa para projetos de engenharia, pois são materiais inconsolidados, permeáveis, sujeitos a escorregamentos, etc. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 22 Figura4- Depósitos de tálus 2.1.2.24 SoLos EóLicos São de destaque, apenas os depósitos ao longo do litoral, onde formam as dunas, não sendo comuns no Brasil. O problema desses depósitos existe na sua movimentação. Como exemplo, temos os do estado do Ceará, e os de Cabo Frio no Rio de Janeiro. 2.1.3 DESCRIÇÃO DOS SOLOS A terminologia de Solos e Rochas - TB-3 (de 1969), da ABNT, e a TER-268/94, do DNER, estabelecem que os solos serão identificados por sua textura (composição granulométrica), plasticidade, consistência ou compacidade, citando-se outras propriedades que auxiliam sua identificação, como: estrutura, forma dos grãos, cor, cheiro, friabilidade, presença de outros materiais (conchas, materiais vegetais, micas, etc). Sob o ponto de vista de identificação, a textura, é uma das mais importantes propriedades dos solos mesmo que não seja suficiente para definir e caracterizar o comportamento geral desses materiais. De fato, no caso de solos de granulação fina, a presença da água entre os grãos, em maior ou menor quantidade, confere ao solo um comportamento diverso sob ação de cargas, enquanto os solos de granulação grossa não são afetados, praticamente, pela presença de água. Para fins de terminologia é, ainda, uma tradição a divisão dos solos, sob o ponto de vista exclusivamente textural, em frações diversas, cujos limites convencionais superiores e inferiores das dimensões variam conforme o critério e as necessidades das organizações tecnológicas e normativas. O DNIT adota a seguinte escala granulométrica, considerando as seguintes frações de solo: a) Pedregulho: é a fração do solo que passa na peneira de (3") e é retida na peneira de 2,00 mm (nº 10); b) Areia: é a fração do solo que passa na peneira de 2,00 mm (nº 10) e é retida na peneira de 0,075 mm (nº 200); c) Areia grossa: é a fração compreendida entre as peneiras de 2,0 mm (nº 10) e 0,42 mm (nº 40); MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 23 d) Areia fina: é a fração compreendida entre as peneiras de 0,42 mm (nº 40) e 0,075 mm (nº 200); e) Silte: é a fração com tamanho de grãos entre a peneira de 0,075 mm (nº 200) e 0,005 mm; f) Argila: é a fração com tamanho de grãos abaixo de 0,005 mm (argila coloidal é a fração com tamanho de grãos abaixo de 0,001 mm). Na natureza, os solos se apresentam, quase sempre, compostos de mais de uma das frações acima definidas. Uma dada fração, nesses casos, pode influir de modo marcante no comportamento geral dos solos (principalmente os naturais). Há necessidade de levar em conta todas as propriedades, além da distribuição granulométrica. Sob esse aspecto, então, empregam-se as seguintes denominações: a) Areias e Pedregulhos (solos de comportamento arenoso) - são solos de granulação grossa, com grãos de formas cúbicas ou arredondadas, constituídos principalmente de quartzo (sílica pura). Seu comportamento geral pouco varia com a quantidade de água que envolve os grãos. São solos praticamente desprovidos de coesão: sua resistência à deformação depende fundamentalmente de entrosamento e atrito entre os grãos e da pressão normal (à direção da força de deformação) que atua sobre o solo. b) Siltes - são solos intermediários, podendo tender para o comportamento arenoso ou para o argiloso, dependendo da sua distribuição granulométrica, da forma e da composição mineralógica de seus grãos. Assim, usar-se-ão as designações de silte arenoso ou silte argiloso, conforme a tendência preferencial de comportamento. c) Argilas (solos de comportamento argiloso) - são solos de granulação fina, com grãos de formas lamelares, alongadas e tubulares (de elevada superfície específica?), cuja constituição principal é de minerais argílicos: caulinita, ilta e montmorilonita, isto é, silicatos hidratados de alumínio e/ou ferro e magnésio, que formam arcabouços cristalinos constituídos de unidades fundamentais. Devido à finura, forma e composição mineralógica de seus grãos, o comportamento geral das argilas varia sensivelmente com a quantidade de água que envolve tais grãos. Assim, apresentam esses solos em determinada gama de umidade, características marcantes de plasticidade, permitindo a mudança de forma (moldagem) sem variação de volume, sob a ação de certo esforço. Sua coesão é função do teor de umidade: quanto menos úmidas (mais secas), maior a coesão apresentada, podendo variar o valor da coesão (do estado úmido ao seco), numa dada argila, entre limites bem afastados. NOTA: | Superfície específica é a superfície por unidade de volume ou de massa da partícula. Nessa base de considerações poder-se-á ter um mesmo solo designado de duas maneiras diversas, conforme o critério adotado: a) silte argilo-arenoso - ponto de vista exclusivamente textural - indicando predominância, em peso, da fração silte, seguida da fração argila, e em menor proporção, a fração areia; MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 26 Figura 5 - Índices físicos Var Vv Va vt Vg SÓLIDOS Pa Pg Pt Onde: Var = volume de ar (gases ou vapor) V, = volume de água Vg = volume de grãos sólidos Vi= V, + Y = volume total V,=V,- Y5 = volume de vazios km P,= peso de água P, = peso dos grãos sólidos P, = peso de ar (desprezível) P,=P,+ P,= peso total a) Índice de vazios c) Teor de umidade (higroscópica, natural ou de saturação, conforme as condições do solo) p h=52 x100 Pp MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 27 NOTA: Pa = Ph - Pg, em que Ph é o peso do material úmido e P, é o do material seco em estufa a 105º - 110 ºC até constância de peso. d) Grau de saturação V, S=-2x100 MV v e) Grau de aeração A= V, =, *100 t f) Percentagem de ar (air-voids) a=Ye x100 V, r 9) Massa específica real dos grãos de solo Ya" y P Fe a Determina-se yg pelo método do picnômetro (ver Método DNER-ME 093/94). O valor de yg é utilizado nos cálculos da análise granulométrica por sedimentação, na determinação de relações volumétricas das fases do solo e como indicação da natureza mineralógica do solo ou de suas frações. Encontram-se, em geral, valores compreendidos entre 2,60 glemê e 2,80 gem. A areia quarizosa apresenta yg de 2,67 gem? e os cascalhos ferruginosos valores superiores a 3,0 g/cm”. h) Massa específica aparente úmida R V i) Massa específica aparente seca P, V A x 100 do 100+h 100 j) Massa específica aparente do solo saturado (Vy = Va) Po P+PG Vyxvat(M-Vy)xy =t=a g Votalit VOO ny+(A-ny Wo M Y à 9 k) Massa específica aparente do solo submerso Ysubm=Ysat- Ya = (1-M) (ig - Ya) (ação do empuxo hidrostático) NOTA: Os índices de a) a f) são adimensionais e os de 9) a k) são dimensionais. As densidades se obtêm, dividindo as diversas massas específicas pela da água Ya (gem), à temperatura do ensaio; nos ensaios correntes, poder-se-á considerar ya = | glem”. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 28 Na Figura 6, tem-se, de forma esquemática, as correlações dos diversos índices físicos e as fórmulas que permitem calculá-las, diretamente, a partir de valores de pesos e volumes determinados em laboratório. Figura 6- Correlações entre os diversos índices físicos Recipiente de vdume conhecido Balança Balança Picnômetro Determinações fundamentaisno Mt Pt Pg dg laboratório Pt Pt-Pg = h= H = + vg vt Pg Y9=ôWe =Yho “= un o go -ho =1- e-vo| s=15 A=I-S Yset= g(l-n)+n n= he Ysubn = (yg- ve) (-n) S = 100 2.1.5.3 PROPRIEDADES FÍSICAS E MECÂNICAS Dentre as propriedades físicas e mecânicas de maior interesse no campo rodoviário, destacam-se as seguintes: permeabilidade, capilaridade, compressibilidade, elasticidade, contratilidade e expansibilidade e resistência ao cisalhamento. a) Permeabilidade É a propriedade que os solos apresentam de permitir a passagem da água sob a ação da gravidade ou de outra força. A permeabilidade dos solos é medida pelo valor do coeficiente de permeabilidade (k), que é definido como a velocidade de escoamento de água, através da massa do solo, sob a ação de um gradiente hidráulico unitário. Esse coeficiente pode ser determinado, no campo ou no laboratório. A permeabilidade de um solo é função, principalmente, do seu índice de vazios, do tamanho médio dos seus grãos e da sua estrutura. Os pedregulhos e as areias são razoavelmente permeáveis; as argilas, ao contrário, são pouco permeáveis. Ainda sob o ponto de vista de granulometria, os solos granulares, de graduação aberta, são mais permeáveis do que os de graduação densa. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 31 adensado e lento, executados em laboratórios de solos, nos aparelhos de compressão simples e/ou triaxial, e de cisalhamento direto. Os fatores intrínsecos dividem-se em: físicos e físico-químicos. Os fatores físicos dependem da pressão efetiva normal ao plano de ruptura, e são significativos para as partículas arenosas. Compreendem o atrito ou fricção entre as partículas e o entrosamento das partículas. Os fatores físico-químicos da resistência ao cisalhamento são os que se manifestam na coesão; têm importância no caso da argila, pois é nas frações coloidais que as forças intergranulares são significativas em relação às massas das partículas. Estas forças resultam das atrações intermoleculares (forças de Van Der Waals), nos pontos de mais próximo contato, e das repulsões eletrostáticas dos íons dispersos na dupla camada que envolve as partículas coloidais. A água absorvida, apesar de sua viscosidade elevada, não aumenta a coesão, pelo contrário, tende a reduzi-la. A cimentação das partículas pelos óxidos de ferro e alumínio e pelos carbonatos, que se precipitam em torno dos pontos de contato, contribui para a coesão. Existem, por exemplo, depósitos de laterita formados pela precipitação dos óxidos de ferro e alumínio, transportados pelas águas do solo, em terrenos aluvionares que, deste modo, adquirem coesão. Nos solos residuais, a coesão pode resultar da cimentação dos grãos por produtos remanescentes da rocha de origem ou precipitados no perfil do solo. Aspecto importante a levar em conta, em projetos de pavimentos, é o comportamento dos solos compactados. Tenha-se em vista que os solos usados nos subleitos ou em camadas dos pavimentos são geralmente retirados de jazidas, transportados, misturados ou não com outros solos ou pedras, umedecidos ou secados, e compactados com rolos pé-de-carneiro, pneumáticos e vibratórios. A resistência ao cisalhamento desses solos depende então, fundamentalmente, da estrutura assumida por eles, em função do tipo de compactação empregado. A deformação plástica de um subleito sob a ação da carga no pavimento é evitada ou reduzida, dando-se ao pavimento uma espessura suficiente de modo a limitar as tensões de cisalhamento no subleito a valores compatíveis com a resistência ao cisalhamento do solo. Esta, entretanto, é raramente determinada mediante os ensaios clássicos da Mecânica dos Solos. Razões de ordem prática levam a adotar ensaios como o de penetração de um pistão (CBR) ou do estabilômetro (de HVEEM), em que se determinam índices ou resistências que se correlacionam à experiência de comportamento de pavimentos sob condições de tráfego diversas. 2.1.6 CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS 2.1.6.1 -GRANULOMETRIA (DNER - ME 051/94 E DNER - ME 080/94) A análise granulométrica consiste na determinação das porcentagens, em peso, das diferentes frações constituintes da fase sólida do solo. Para as partículas de solo maiores do que 0,075 mm (peneira nº 200 da ASTM) o ensaio é feito passando uma amostra do solo por uma série de peneiras de malhas quadradas de dimensões padronizadas. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 32 Pesam-se as quantidades retiradas em cada peneira e calculam-se as porcentagens que passam em cada peneira. A Tabela 2 abaixo,indica as aberturas das malhas das peneiras normais da ASTM mais usadas nos laboratórios rodoviários, e a Tabela 3, a correlação das aberturas das peneiras em polegadas e milímetros. Tabela 2 - Granulometria Nº Abertura mm 200 0,075 100 0,15 40 0,42 10 2,09 4 48 Tabela 3 - Correlação das aberturas das peneiras em polegadas e milímetros Abertura Abertura pol. mm 318” 9,5 314º 19,1 1” 25,4 112” 38,1 2 50,8 Para as partículas de solo menores do que 0,075 mm utiliza-se o método de sedimentação continua em meio líquido. Este método é baseado na lei de Stokes, a qual estabelece uma relação entre o diâmetro das partículas e a sua velocidade de sedimentação em um meio líquido de viscosidade e peso específico conhecidos. 1800n d= onde: d = diâmetro equivalente da partícula, isto é, o diâmetro de uma esfera de mesmo peso específico e que sedimenta com a mesma velocidade; y = peso específico das partículas de solo; n = coeficiente de viscosidade do meio dispersor; a = altura de queda das partículas, correspondentes à leitura do densimetro; t = tempo de sedimentação. A porcentagem de material ainda não sedimentado é dada pela fórmula: MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 33 te Lo Ye-1 PB Q=a onde: Q = porcentagem de solo em suspensão no instante da leitura do densimetro; a = porcentagem de material que passa na peneira de 2,0 mm (peneira nº 10); Lc = Leitura corrigida do densímetro (Lc = L + AL; em que L é a decimal da leitura na parte superior do menisco multiplicada por 103 e AL a correção); Ps = peso do solo seco usado na suspensão; Para maiores detalhes do método de sedimentação, ver o método DNER-ME 051/94. Com os resultados obtidos no ensaio de granulometria traça-se a curva granulométrica em um diagrama semi-logarítmico que tem como abscissa os logaritmos das dimensões das partículas e como ordenadas as porcentagens, em peso, de material que tem dimensão média menor que a dimensão considerada (porcentagem de material que passa). Segundo a forma da curva, podemos distinguir os seguintes tipos de granulometria uniforme (curva-A); bem graduada (curva-B); mal graduada (curva-C), conforme indicado na Figura 8 abaixo. Figura 8- Dimensões das partículas 100 % que passa Dimensões das Partículas Na prática, utilizam-se faixas granulométricas entre as quais deverá se situar a curva granulométrica do material a utilizar. Tem-se, assim, as faixas granulométricas para materiais a serem usados como solo estabilizado ou as faixas granulométricas para materiais filtrantes dos drenos. Quando o solo estudado não se enquadrar dentro da faixa granulométrica especificada, deve-se misturá-lo com outro solo, de maneira a obter uma mistura com granulometria dentro das especificações. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 36 liquidez e o limite de plasticidade são funções da quantidade e do tipo de argila. Quando um material não tem plasticidade (areia, por exemplo), escreve-se IP = NP (não plástico). O limite de liquidez indica a quantidade de água que pode ser absorvida pela fração do solo que passa pela peneira nº 40. Observa-se que quanto maior o LL tanto mais compressível o solo. a) b) Ensaio do Limite de Liquidez (DNER-ME 122/94) O ensaio do limite de liquidez é realizado em um aparelho denominado aparelho de Casagrande, que consiste essencialmente de uma concha metálica que, acionada por uma manivela, golpeia a base do citado aparelho. O ensaio é feito com a fração da amostra representativa do solo que passa na peneira de 0,42 mm de abertura de malha (peneira nº 40). A quantidade de material necessária para o ensaio é de cerca de 70 g. Colocam-se os 70 g de material em uma cápsula e homogeneiza-se com adição de água, aos poucos, até resultar massa plástica. Transfere-se parte da massa plástica, assim obtida, para a concha do aparelho, moldando-a de modo que, na parte central da concha, apresente uma espessura aproximada de 1 cm. Com um dos cinzéis, o julgado mais aconselhável para o caso (solo arenoso, siltoso ou argiloso), divide-se a massa do solo contida na concha em duas partes, abrindo-se uma canelura em seu centro, normalmente à articulação da concha. Coloca-se a concha no aparelho, procedendo-se, por meio de acionamento da manivela, o golpeamento da concha contra a base do aparelho. Golpeia-se à razão de duas voltas por segundo até que as bordas inferiores da canelura se unam em 1 cm de comprimento, sendo registrado o número de golpes e retirada uma pequena quantidade de solo no ponto onde a canelura fechou, para determinação do teor de umidade. O limite de liquidez será determinado em um gráfico de coordenadas retangulares no qual, no eixo das abcissas e em escala aritmética, são apresentadas as porcentagens de umidade e no eixo das ordenadas em escala logarítmicas são representados os números de golpes. Os pontos obtidos no gráfico originam uma reta. O ponto de ordenadas 25 golpes determina, no eixo das abcissas, uma umidade que é o limite de liquidez do solo ensaiado. Ensaio do Limite de Plasticidade (DNER-ME 082/94) O ensaio do limite de plasticidade é realizado com uma fração da amostra representativa do solo que passa na peneira de 0,42mm de abertura de malha (peneira nº 40). A quantidade de material necessária para o ensaio é de cerca de 509. A amostra é colocada em uma cápsula e homogeneizada com adição de água aos poucos, até resultar massa plástica. Com uma quantidade de massa plástica obtida, forma-se uma pequena bola, que será rolada sobre uma placa de vidro esmerilhada com pressão suficiente da mão, de modo a resultar a forma de cilindro. Quando este atingir a 3mm (verificado com o cilindro de comparação) sem se fragmentar, amassa- se o material e procede-se como anteriormente. Repete-se a operação até que, por perda de umidade, o cilindro se fragmenta quando atingir 3 mm de diâmetro. Transfere-se alguns pedaços do cilindro fragmentado para um recipiente e determina- se a umidade em estufa à temperatura de 105 ºC - 110ºC. Repete-se o procedimento MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 37 acima referido até serem obtidos 3 valores que não difiram da respectiva média de mais de 5%. 2.1.6.3 Índice DE GRUPO Chama-se Índice de Grupo a um valor numérico, variando de O a 20, que retrata o duplo aspecto de plasticidade e graduação das partículas do solo. O IG é calculado pela fórmula: IG = 0,2 a + 0,005 ac + 0,01 bd em que: a = % de material que passa na peneira nº 200, menos 35. Se a % obtida nesta diferença for maior que 75, adota-se 75; se for menor que 35, adota-se 35. (a varia de O a 40). b = % de material que passa na peneira nº 200, menos 15. Se a % obtida nesta diferença for maior que 55, adota-se 55; se for menor que 15, adota-se 15. (b varia de O a 40). c = Valor do Limite de Liquidez menos 40. Se o Limite de Liquidez for maior que 60, adota-se 60; se for menor que 40, adota-se 40 (c varia de O a 20). d = Valor de Índice de Plasticidade menos 10. Se o índice de Plasticidade for maior que 30, adota-se 30; se for menor que 10, adota-se 10 (d varia de O a 20). 2.1.6.4 EQUIVALENTE DE AREIA (EA) — (DNER — ME 054/94) Equivalente de Areia é a relação entre a altura de areia depositada após 20 minutos de sedimentação e a altura total de areia depositada mais a de finos (silte e argila) em suspensão, após aquele mesmo tempo de sedimentação, numa solução aquosa de cloreto de cálcio. O Equivalente de Areia é utilizado no controle de finos de materiais granulares usados em pavimentação. 2.1.6.5 ÍNDICE DE SUPORTE CALIFÓRNIA (CALIFORNIA BEARING RAriO) (DNER — ME 049/94) O ensaio de CBR consiste na determinação da relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo-de-prova de solo, e a pressão necessária para produzir a mesma penetração numa brita padronizada. O valor dessa relação, expressa em percentagem, permite determinar, por meio de equações empíricas, a espessura de pavimento flexível necessária, em função do tráfego. Em linhas gerais, a sequência do ensaio é a seguinte: a) Compacta-se no molde o material, em cinco camadas iguais de modo a se obter uma altura total de solo com cerca de 12,5 cm, após a compactação. Cada camada recebe 12 golpes do soquete (caso de materiais para subleito), 26 ou 55 (caso de materiais para sub-base e base), caindo de 45,7 cm, distribuídos uniformemente sobre a superfície da camada. O peso do soquete é de 4,5 kg. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 38 b) a) e) 9) h) Após a compactação, rasa-se o material na altura exata do molde e retira-se do material excedente da moldagem uma amostra representativa com cerca de 100g para determinar a umidade. Compactam-se outros corpos-de-prova com teores crescentes de umidade, tantas vezes quantas necessárias para caracterizar a curva de compactação. Colocam-se os corpos-de-prova imersos em água durante quatro dias. A penetração dos corpos-de-prova é feita numa prensa (Figura 9), a uma velocidade constante de 0,05 pol/min. Traça-se a curva pressão-penetração conforme é mostrado na Figura 10. Caso exista um ponto de inflexão, traça-se uma tangente à curva nesse ponto até que ela intercepte o eixo das abcissas; a curva corrigida será então essa tangente mais a porção convexa da curva original, considerada a origem mudada para o ponto em que a tangente corta o eixo das abcissas. Seja c a distância desse ponto à origem dos eixos. Soma-se às abcissas dos pontos correspondentes as penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas a distâncias c. Com isso obtêm-se, na curva traçada, os valores correspondentes das novas ordenadas, que representam os valores das pressões corrigidas para as penetrações referidas. O índice de suporte Califórnia (CBR), em percentagem, para cada corpo-de-prova é obtido pela fórmula: CBR = pressão calculada ou pressão corrigida pressão padrão Adota-se para o índice CBR o maior dos valores obtidos nas penetrações de 0,1 e 0,2 polegadas. Para o cálculo do Índice de Suporte Califórnia (CBR) final, registram-se de preferência, na mesma folha em que se representa a curva de compactação, usando a mesma escala das umidades de moldagem, sobre o eixo das ordenadas, os valores dos índices do Suporte Califórnia (CBR) obtidos, correspondentes aos valores das umidades que serviram para a construção da curva de compactação. O valor da ordenada desta curva, correspondente à umidade ótima já verificada, mostra o índice de Suporte Califórnia (Figura 11). MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 41 2.1.7 - ComMPACTAÇÃO DOS SoLos Compactação é a operação da qual resulta o aumento da massa específica aparente de um solo (e de outros materiais, como misturas betuminosas, etc), pela aplicação de pressão, impacto ou vibração, o que faz com que as partículas constitutivas do material entrem em contato mais íntimo, pela expulsão de ar; com a redução da percentagem de vazios de ar, consegue-se também reduzir a tendência de variação dos teores de umidade dos materiais integrantes do pavimento, durante a vida de serviço. Embora de longa data seja prática corrente a compactação de solos, só na década de 30 foram estabelecidos, por R. R. Proctor e O. J. Porter, os princípios que regem a compactação dos solos. Tomando uma massa de solo úmido Ph, com um dado volume inicial, num cilindro e aplicando-lhe um certo número n de golpes através da queda de altura H, de um soquete de peso P, resulta, após compactação, um certo volume V, chama-se energia de compactação ou esforço de compactação ao trabalho executado, referido à unidade de volume de solo após a compactação. Neste caso, a energia ou esforço de compactação, Ec é dada por: nxPxH c> Covo Estando o solo num teor de umidade h%, resulta, após compactação: a) uma massa específica aparente úmida Tn = a b) uma massa específica aparente seca Yn X 100 15 100+h O procedimento descrito é a denominada compactação dinâmica em laboratório, que é a correntemente utilizada para fins rodoviários, e o método de ensaio, ao qual se fará referência depois, indica como proceder, especialmente como obter sempre o mesmo volume V após a compactação. Os princípios gerais que regem a compactação são os seguintes: a) a massa específica aparente seca (ys) de um solo, obtida após a compactação, depende da natureza do solo, de sua granulometria e da massa específica dos grãos (vg); varia, aproximadamente, entre os valores 1400kg/m3 e 2300 kg/m3; b) para um dado solo e para um dado esforço de compactação, variando-se o teor de umidade do solo, pode-se traçar uma curva de compactação (Figura 12); há um teor de umidade chamado umidade ótima (hot), ao qual corresponde uma massa específica aparente seca máxima (ys.max); c) para um dado solo (Figura 12), quanto maior for a energia de compactação, tanto maior será o ys e tanto menor será hot; MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 42 d) para um dado solo e para um dado teor de umidade h, quanto maior for o esforço de compactação, tanto maior será o ys obtido (Figura 13); e) há uma chamada linha de ótimos, que é o lugar geométrico dos vértices das curvas obtidas com diferentes esforços de compactação; a linha de ótimos separa os chamados ramos secos e ramos úmidos das curvas de compactação (Figura 13); f) para um dado solo, a massa específica aparente seca máxima varia linearmente com o logaritmo de energia de compactação. Há dois valores de ys de um solo que tem sentido físico bem definido: a) a massa específica aparente seca no estado solto, que é a obtida sem exercer nenhum esforço de compactação sobre o solo, sendo um limite inferior de Ys; b) a massa específica aparente seca máxima de um solo compactado até a eliminação dos vazios e que se confunde com a massa específica dos grãos (79), sendo um limite superior de ys, inatingível. Figura 12 - Gráfico de compactação Y% A curva de saturação MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 43 Figura 13 - Curvas de compactação para diferentes energias % curva de saturação linha de / ótimos Com baixos teores de umidade (h), os solos oferecem resistência à compactação, resultando baixos valores de ys (para uma dada energia de compactação) e altas percentagens de vazios de ar (a%); quando h aumenta, a água atua como lubrificante, tornando o solo mais trabalhável, resultando maiores valores de ys e menores valores de a %; quando os vazios de ar diminuem e atingem um certo valor (para uma dada energia de compactação), a água e o ar, em conjunto, tendem a manter as partículas de solo afastadas, dificultando qualquer diminuição posterior dos vazios de ar. Aumentando-se os teores de umidade (h) de compactação, os vazios totais (ocupados por ar e por água) continuam a crescer, resultando em menores valores de ys. Resulta, disso, como já se viu, a noção de ysmax € hot. O efeito do acréscimo da energia nos valores de ys, é mais sensível, para teores de umidade inferiores a hot (como decorre da própria forma das curvas de compactação), onde são maiores as percentagens de vazios de ar. Os solos bem graduados, geralmente apresentam curvas de compactação com um máximo pronunciado, ao contrário dos solos de graduação uniforme, que se caracterizam por curvas achatadas. Na construção de todas as camadas de um pavimento, intervém a operação de compactação, cujos objetivos são obter uma máxima estabilidade e atenuar os recalques devidos ao tráfego. Um pavimento, durante sua vida de serviço, sofrerá deformações elásticas (inevitáveis) e deformações plásticas, que podem ter uma dupla origem: a) com escoamento lateral, o volume aproximadamente constante e correspondente a falta de estabilidade; b) com diminuição de volume, o que significará recalques e aumento da compacidade. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 46 c) equipamento de percurssão (soquete mecânico). O objetivo da compactação de solos é, como já se disse, aumentar sua resistência a cisalhamento e diminuir sua deformabilidade, isto é, aumentar o módulo de elasticidade ou deformação, o que se traduz, genericamente, pelo termo estabilidade, e diminuir a absorção de água, o que significa a maior permanência das condições obtidas imediatamente após a compactação. Tem sido verificado que, para um dado teor de umidade de compactação, a estabilidade, medida em termos de CBR, por exemplo, cresce com ys (tanto CBR embebido, como não embebido), a não ser para valores ys e hot muito distantes do par de valores ys máx e hot; para um dado h de compactação, a variação de volume, por umedecimento ou secagem, pode ser maior para os solos mais densos, mas o ys final é maior e o h final é menor. Do mesmo modo que em laboratórios, a variação de ys, com a energia de compactação é mais sensível nos solos siltosos ou argilosos, do que nos solos pedregulhosos ou arenosos. A Figura 14 dá idéia da evolução de um solo compactado, ao sofrer o efeito posterior do tráfego e para diferentes hipóteses da evolução do teor de umidade: e A curva de compactação da Figura 14 é representativa da energia de compactação do tráfego que se está considerando. e Seo teor de umidade inicial (umidade de compactação) é baixo e varia pouco durante a vida de serviço do pavimento assim também pouco variarão o CBR e ys. Não haverá recalques pronunciados e não haverá ruptura se o CBR inicial for satisfatório (flecha 1). e Seo teor de umidade inicial é baixo e aumenta rapidamente (flecha 2), o CBR cai bruscamente, podendo haver ruptura sem recalques apreciáveis. e Seo teor de umidade inicial é baixo e aumenta lentamente (flecha 3), o solo se densificará, podendo haver uma ligeira queda ou aumento do CBR (dependendo dos valores h e ys alcançados), mas haverá recalques pronunciados. e Seo teor de umidade inicial é alto e decresce lentamente (flecha 5), a situação é semelhante à descrita no item acima. e Seo teor de umidade inicial é alto e varia pouco (flecha 4), o solo se densificará, havendo pequenos recalques , mas o CBR pode cair e haver ruptura (queda do CBR com aumento de densidade, para altos teores de umidade). MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 47 Figura 14 - Evolução de um solo compactado ao sofrer o efeito do tráfego Ys Os materiais não coesivos são mais suscetíveis de sofrerem uma rápida recompactação pelo tráfego. É evidente que o efeito do tráfego se faz sentir de acordo com as pressões transmitidas no nível considerado: quanto maior a profundidade, tanto menor a compacidade inicial necessária e tanto menor o efeito de recompactação pelo tráfego. Na compactação de campo, diz-se que houve um passe ou uma passada do equipamento, quando este executou uma viagem de ida e de volta, em qualquer extensão, na área correspondente a sua largura de compactação; diz-se que houve uma cobertura quando foi executado um número suficiente de passadas para que toda área entre em contato com o equipamento. O número de passadas por cobertura varia com o tipo de equipamento. Os fatores que influem na compactação de campo são: e teor de umidade do solo; * número de passadas de equipamento; e espessura da camada compactada; e características do equipamento (pressão, área de contato, etc); Pode-se falar, então, em curvas de compactação para os equipamentos e o número de passadas desempenha o mesmo papel que o número de golpes de soquete em laboratório. O aumento contínuo do número de passadas não acarreta um aumento contínuo de ys com o número de passadas. O número (prático) limite do número de passadas depende do material compactado, do tipo de equipamento, do teor de umidade e da espessura de camada compactada. Um fator na compactação do campo (distinto do que ocorre em laboratório) é a deformabilidade da camada subjacente à que está sendo compactada. O Centro de Ensaios de Rouen, na França, cita um exemplo, em que um mesmo material, MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 48 d) compactado com o mesmo equipamento e nas mesmas condições, exigiu 35 minutos de operação, no caso de a camada subjacente ser um pedregulho bem graduado e, 65 minutos, no caso de um material siltoso. Considerando os equipamentos de compactação e as camadas compactadas, a eficiência de compactação na superfície depende da pressão de contato; sendo constante a pressão de contato, quando há um acréscimo de carga total do equipamento, há um aumento da área de contato e se dilatam os bulbos de pressões transmitidas a várias profundidades. Sob o eixo de carga, a uma profundidade z, tem- se: [2 | Pro] em que: oz = pressão transmitida à profundidade z; a = raio da área circular equivalente de carga; q = pressão de contato. Tomando oz como medida da eficiência de compactação, ela cresce com a quando z é constante; inversamente, oz sendo tomado como constante, z cresce com a. Haverá, então, sempre um gradiente vertical de compactação, sendo as camadas inferiores menos compactadas que as camadas superiores. Esta afirmativa não é válida para certos equipamentos onde se desenvolvem cisalhamentos parasitas, que descompactam as camadas superiores. Controle da Compactação (DNER — ME 092/94) Para comprovar se a compactação está sendo feita devidamente, deve-se determinar sistematicamente a umidade e a massa específica aparente do material. Para esse controle pode ser utilizado o speedy na determinação da umidade (DNER ME 052/94), e processo do frasco de areia na determinação da massa específica (DNER ME 092/94). Chama-se grau de compactação, ao quociente resultante da divisão da massa específica obtida no campo, pela massa específica máxima obtida no laboratório. 7. (campo) Gg -—tsteampo “ Yomax (laboratório) 100 Não sendo atingida a compactação desejada, a qual não deverá ser inferior a determinado valor do grau de compactação (fixada pela especificação adotada), o material será revolvido e recompactado. Conquanto o grau de compactação G,, seja de uso generalizado, algumas instituições preferem adotar a chamada razão de compactação (Mc Dowell), definida por: CR(%) = —8"Temin 109 smas ” Ysmin onde ys, Ysmin e Ysmax são as massas específicas secas, respectivamente: alcançado no campo, mínimo (no estado solto) e máximo (estabelecido por um ensaio de compactação). MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 51 e) d) Duração e Frequência do Carregamento O tempo de duração de carga repetida é estabelecido em função da velocidade dos veículos e do ponto no interior dos pavimentos onde deseja calcular o módulo resiliente. A frequência de aplicação é função das condições de tráfego da estrada em estudo. Os ensaios triaxiais dinâmicos em solos arenosos mostra pequena influência da frequência de aplicação da tensão-desvio no valor do módulo resiliente até 40 aplicações por minuto. Entretanto, para 60 aplicações por minuto os módulos normalmente tornam-se bem maiores. A duração da tensão-desvio teve influência apenas para níveis de tensões elevados, superiores aos comumente existentes nas camadas de um pavimento. Nível de Tensão Aplicada Estudos sobre o comportamento resiliente de solos não-coesivos (areias e pedregulhos) submetido a tensões axiais repetidas, indicam que o módulo resiliente aumenta muito com a pressão confinante e é relativamente pouco atingido pelo valor da tensão desvio repetida, desde que esta tensão não cause excessiva deformação plástica. Biarez definiu a seguinte relação: Ma=K ob: onde: o += soma das tensões principais (04 + 02 + 03) K, eK, = constantes determinadas experimentalmente. Dunlap definiu a seguinte relação: Me = Ka + Ks (or + O6) em que: Ka = módulo para condição não confinada GR 6 = tensões radial e tangencial K,= constante determinada experimentalmente Também muito utilizada é a relação: K = K K Ma=K,05º OU Ma =K,032.04S3 em que: Ki, K> e Ka são constantes determinadas experimentalmente, e . og tensão desvio 2.1.8.2 FATORES QUE AFETAM O MÓDULO RESILIENTE DOS SOLOS FINOS COESIVOS Apresenta-se, a seguir, uma descrição resumida sobre os principais fatores que afetam o comportamento resiliente dos solos finos coesivos. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 52 a) b) e) d) e) Número de Repetição da Tensão-Desvio e História de Tensões Os solos arenosos podem sofrer esses efeitos, diminuídos ou eliminados, através de um pré-condicionamento que consiste em ciclos de carregamento e descarregamento. Os solos argilosos têm deformações resilientes que diminuem com o número de repetições de cargas, produzindo um efeito de enrijecimento que pode ser atribuído a um acréscimo do peso específico devido ao carregamento repetido e a um provável rearranjo estrutural das partículas. Duração e Frequência de Aplicação das Cargas Não se tem notado influência substancial para frequências de 20 a 60 aplicações por minuto, com duração de 0,86 a 2,86 segundos e umidade dos corpos-de-prova próxima à ótima. Umidade e Massa Específicas de Moldagem As condições de compactação exercem grande influência no módulo resiliente, vale dizer na deformação recuperável sob determinada tensão-desvio. O módulo diminui muito com o aumento da umidade de compactação. A prática de compactação no ótimo ou aquém deste é, portanto, muito recomendável. O método de compactação- estático, impacto, amassamento, etc., faz-se sentir nos solos argilosos acima do teor ótimo, e pouco ou nenhuma influência tem aquém do ótimo, o que se explica pelo tipo de estrutura produzido na compactação. Tixotropia dos Solos Argilosos O ganho tixotrópico de resistência ou rigidez pela alteração da estrutura em período de repouso ou cura não é significativo, principalmente após algumas repetições de carga. Nível de Tensão Enquanto nos solos granulares o módulo resiliente depende da tensão confinante, e é pouco afetado pela tensão-desvio, nos solos finos coesivos o módulo depende da tensão-desvio (sendo pouco atingido pela tensão confinante). Os solos finos coesivos compactados próximos ao teor ótimo mostram uma correlação de forma bilinear entre o módulo resiliente e a tensão-desvio (Figura 15), cujas equações são: Me = Ko + Ka [Ki - (04-03) Kj>(01- 03) Me = Ko + K flo — 03) — Kj) Ki<(0/— 03) Mk=Kjo; . pr K Preferencialmente utiliza-se o modelo: MR=K,052:0,K3 MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 53 Figura 15 - Variação do módulo resiliente com a tensão-desvio MÓDULO RESILIENTE-M a N K TENSÃO-DESVIO - 0, em que: Ma = módulo de deformação resiliente (04 - 63) = tensão-desvio aplicada repetidamente Ki, Ko, Ka, K = constantes determinadas experimentalmente MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 56 liquidez e índice de plasticidade, com a finalidade de avaliar preliminarmente a qualidade dos solos, com base na experiência norte-americana, e delimitar universo de solos para escolha de amostras representativas para execução de ensaios com vistas ao projeto rodoviário. Dos estudos de Nogami e Villibor, surgiu a classificação MCT que permite retratar as pecularidades dos solos quanto ao comportamento laterítico ou saprolítico. Já os estudos iniciados na COPPE/UFRJ em 1976, resultaram na Classificação Resiliente que qualifica os solos quanto ao comportamento mecânico em termos de deformabilidade elástica. 2.1.9.1 CLASssiFiCAÇÃO TRB (antico HRB) Nesta classificação, os solos são reunidos em grupos e subgrupos, em função de sua granulometria, limites de consistência e do índice de grupo. Na Tabela 4 a seguir é mostrado o quadro de clasificação dos solos, segundo o TRB. Determina-se o grupo do solo, por processo de eliminação da esquerda para a direita, no quadro de classificação. O primeiro grupo a partir da esquerda, com o qual os valores do solo ensaiado coincidir, será a classificação correta. Tabela 4 - Classificação dos solos (Transportation Research Board) ) CLASSIFICAÇÃO | MATERIAIS GRANULARES 35% (ou menos) passando na | pa TERIAIS SILTO - ARGILOSOS GERAL peneira Nº 200 A-4 A-2 A- CLASSIFICAÇÃO EM A-3 a-ala-s|A-6|A-7-5 A-A-AjA-1-B A-2-4/A-2-5]A-2-6]A-2-7 A-7- Granulometria - % passando na peneira Nº 10 50 máx Nº 40 30 máx.| 30 máx.| 51 min Nº 200 15máx.|25 máx.) 10 máx.|35 máx |35 máx. |35 máx. |35 máx. | 36 min. | 36 min. | 36 min. | 36 min Características da fração passando na peneira Nº 40 Limite de Liquidez 40máx.| 41 min. |40 máx.| 41 min. | 40 máx.| 41 min.|40máx.| 41 min. Índice de Plasticidade | 6 máx. | Gmáx. | NP |10mãx.|10 máx.) 1tmin. | 14 min.|10mãx.[10max.| 14 min. | 1 min* Índice de Grupo o o o o o | 4máx.| 4max. | 8máx. [12máx.|16máx.| 20 máx Materiais constituintes |Frasmentos de pedras, — |Pedregulho ouareiassitososou srs citosos — |Solos argilosos pedregulho fino e areia Jargilosos Comportamento como |, cjente a bom Sofrivel a mau subleito *O IP dogrupoA - 7 - 5 é igual ou menor do que o LL menos 30. A seguir, são listadas as características dos solos de cada um dos grupos e subgrupos deste sistema de classificação, relacionadas a sua utilização em pavimentação. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 57 Solos granulares ou de granulação grossa são os que contêm 35% ou menos de material passando na peneira nº 200. Grupo A- - O material típico deste grupo é constituído de mistura bem graduada de fragmentos de pedra ou pedregulhos, areia grossa, areia fina e um aglutinante de solo não plástico ou fracamente plástico. No entretanto, este grupo inclui também fragmentos de pedra, pedregulho, areia grossa, cinzas vulcânicas, etc., que não contêm aglutinantes de solo. Subgrupo A-1-a - Inclui os materiais contendo, principalmente, fragmentos de pedra ou pedregulho, com ou sem material fino bem graduado, funcionando como aglutinante. Subgrupo A-1-b - Inclui os materiais constituídos, principalmente, de areia grossa, com ou sem aglutinante de solo bem graduado. Grupo A-2 - Este grupo inclui grande variedade de materiais que se situam entre os grupos A-1 e A-3 e também entre os materiais constituídos de mistura silte-argila dos grupos A-4, A-5, A-6 e A-7. Inclui todos os solos com 35% ou menos passando na peneira nº 200, mas que não podem ser classificados como A-1 ou A-3, devido ao teor de finos que contêm, ou a plasticidade, ou ambos excedendo os limites estabelecidos para os citados grupos. Subgrupos A-2-4 e A-2-5 - Incluem solo contendo 35% ou menos, passando na peneira nº 200, com uma porção menor retida na peneira nº 40, possuindo as características dos grupos A-4 ou A-5. Estes grupos abrangem os materiais tais como pedregulho e areia grossa, em que o teor de silte e o índice de plasticidade ultrapassam os limites estabelecidos para o Grupo A-1, e ainda areia fina com silte não plástico excedendo os limites do Grupo A-3. Subgrupos A-2-6 e A-2-7 - Incluem solos semelhantes aos descritos nos subgrupos A-2- 4 e A-2-5-., exceção feita da porção de finos que contem argila plástica com características dos grupos A-6 ou A-7. Os efeitos combinados dos índices de plasticidade maiores que 10 e percentagem passando na peneira nº 200, maiores que 15, estão refletidos nos valores dos índices do grupo de O a 4. Grupo A-3 - O material típico deste grupo é areia fina de praia ou de deserto, sem silte ou argila, ou possuindo pequena quantidade de silte não plástico. O grupo inclui também misturas de areia fina mal graduada e quantidades limitadas de areia grossa e pedregulho depositados pelas correntes. Grupo A4 - O solo típico deste grupo é siltoso não plástico, ou moderadamente plástico, possuindo, geralmente, 5% ou mais passando na peneira nº 200. Inclui também misturas de solo fino siltoso com até 64% de areia e pedregulho retidos na peneira nº 200. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 8, as percentagens crescentes de material grosso, dando origem a valores decrescentes para os índices de grupo. Grupo AS - O solo típico deste grupo é semelhante ao que foi descrito no A-4, exceto que ele é, geralmente, de caráter diatomáceo ou micáceo, altamente elástico, conforme indica seu elevado limite de liquidez. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 12; esses valores crescentes revelam o efeito combinado do aumento dos limites de liquidez e das percentagens decrescentes de material grosso. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 58 Grupo A-6 - O solo típico deste grupo é argiloso, plástico, tendo, geralmente, 75% ou mais de material passando na peneira n º 200. O grupo inclui também misturas de solos finos argilosos, podendo conter até 64% de areia e pedregulho retidos na peneira n º 200. Os solos deste grupo comumente sofrem elevada mudança de volume entre os estados seco e úmido. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 16, esses valores crescentes mostram o efeito combinado do aumento dos índices de plasticidade e diminuição dos materiais grossos. Grupo A-7 - O solo típico deste grupo é semelhante ao descrito no grupo A-6, com a diferença que possui as características de alto limite de liquidez do grupo A-5, podendo ainda ser elástico e estar sujeito a elevada mudança de volume. Os valores dos índices do grupo vão de 1 a 20; este aumento indica o efeito combinado de crescimento dos limites de liquidez e dos índices de plasticidade, bem como a diminuição dos materiais grossos. Subgrupo A-7-5 - Encerra materiais com índice de plasticidade moderado em relação ao limite de liquidez, podendo ser altamente elástico e sujeito a elevadas mudanças de volume. Subgrupo A-7-6 - Inclui materiais com elevados índices de plasticidade em relação aos limites de liquidez, estando sujeitos a elevadas mudanças de volume. 2.1.9.2 SistTEMA UNIFICADO DE CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS O SUCS baseia-se na identificação dos solos de acordo com as suas qualidades de textura e plasticidade, e grupa-os de acordo com seu comportamento quando usados em estradas, aeroportos, aterros e fundações. Neste sistema, consideram-se as seguintes características dos solos: a) Percentagens de pedregulhos, areia e finos (fração que passa na peneira nº 200: silte e argila); b) Forma da curva granulométrica; c) Plasticidade e Compressibilidade. As principais divisões são: solos de granulação grossa (mais de 50% em peso retido na peneira nº 200), solos de granulação fina (mais de 50% em peso passando na peneira nº 200) e solos altamente orgânicos (facilmente identificáveis pelo seu aspecto). O critério granulométrico empregado diverge do correspondente do TRB e da AASHTO. Para a aplicação do SUCS fornece a Tabela 5, a seguir, os métodos de identificação de campo e de laboratório, e as características dos grupos de solos referentes a estradas e aeroportos. As vantagens do emprego do SUCS estão no exercício da identificação de campo, na adoção de uma simbologia que diz da natureza do solo, e no valor prático das indicações que a classificação proporciona a vários ramos da engenharia de solos. MT/DNIT/DPPAPR 61 Figura 18 - Método auxiliar de identificação de plasticidade em laboratório Manual de Pavimentação MT/DNIT/DPPAPR E Ez Ea | Ez= Es ms 0335086 op 2u0sECpsop nen o pussodl nen o pussos EIRETES E 5 emo 309, as ssopo 09, EE dp soresuójozes SE = fo semen sucz ep | Jopepeimpeu esozeu | | opeçer é gu op euioy Epe y eporey SE SSUATETa] esses 2) sosem SE SSUASTa] TOESTATSTED] [sas E SSUATETa] assed gap covam esses cy spsem) | esses cy essea 559 sousm TGSUopuei = sd eées sous ro ogescossogienueo (a) coupão ensuep copo Manual de Pavimentação 62 a) Terminologia básica para os vários componentes dos solos Os nomes pedras, cascalho ou pedregulho (gravel), areia (sand) e finos - compreendendo silte (silt) e argila (clay) - são usados para definir a escala de granulometria no tamanho das partículas do solo, tendo sido adotados, arbitrariamente, os limites de tamanho, da Tabela 6 a seguir. Tabela 6 - Escala granulométrica utilizada pelo SUCS Pedras acima de 3 polegadas ( 76 mm) Cascalho grosso entre 3ºe 3/4” (76 e 19 mm) Cascalho fino entre 3/4” e a peneira nº 4 (19 e 4,76 mm) Areia grossa entre as peneiras nº 4 e 10 (4,76 e 2mm) Areia média entre as peneiras nº 10 e 40 (2e 0,43 mm) Areia fina (imo ou mó) entre as peneiras nºº 40 e 200 (0,42 e 0,075 mm) Finos (silte e argila) passando na peneira nº 200 (menor que 0,075 mm) O silte e a argila distinguem-se pela baixa plasticidade do primeiro e pela alta plasticidade da segunda. No gráfico de plasticidade da Figura 17, quando um ponto, tendo como coordenadas o LL eo IP do material fino, ficar abaixo da linha "A", ele será silte, caso contrário, será uma argila. Os limites da Atterberg (LL, LP e IP) determinam-se com o material que passa na peneira normal nº40. Essa definição pelo gráfico de plasticidade é válida para siltes, quer orgânicos; mas não é válida para as argilas orgânicas porque seus pontos representativos também se situam abaixo da linha "A". No sistema unificado, como indica na Tabela 5, as três primeiras colunas mostram as maiores divisões da classificação, e os símbolos dos grupos que distinguem os tipos individuais de solos, de acordo com a terminologia mostrada nas Tabelas 7 e 8. Tabela 7 - Terminologia usada no SUCS Significado Símbolos inglês português 6 gravel cascalho (pedregulho) s sand areia c clay argila Ww well graded bem graduado P poor graded mal graduado F fines finos (passando na peneira nº 200) M mo mó ou limo (areia fina) o organic matéria orgânica L low liquid limit LL baixo H high liquid limit LL alto Pt peat turfa MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 63 Tabela 8 - Grupos de solos DA Significados dos Símbolos dos Grupos de Solos GW Cascalho bem graduado, cascalho e areia sem muitos finos GP Cascalho mal graduado, cascalho e areia sem muitos finos SM Cascalho siltoso com areia GC Cascalho argiloso com areia Sw Areia bem graduada, com cascalho e sem muitos finos sp Areia mal graduada, com cascalho e sem muitos finos SM Areia siltosa, mistura de areia e silte ou limo SC Areia argilosa, mistura de areia e argila ML Material siltoso e areias muito finas, pó-de-pedra, areias finas siltosas ou argilosas, ou siltes argilosos com baixa plasticidade CL Argilas magras, argilas de plasticidade baixa ou média, argilas com cascalho, areia ou silte oL Siltes orgânicos, argilosos ou não, com baixa plasticidade MH Siltes, limos, areia finas micáceas ou diatomáceas, solos siltosos, siltes elásticos cH Argilas gordas, de plasticidade média ou alta oH Argilas orgânicas de plasticidade média ou alta, siltes orgânicos Pt Turfa e outros solos altamente orgânicos b) As Grandes Categorias de Solos No sistema unificado, os solos são fundamentalmente divididos em: e Solos de granulometria grossa; e Solos de granulometria fina; e Solos altamente orgânicos. São considerados de granulometria grossa, os solos dos quais 50% ficam retidos na peneira normal nº 200; caso contrário, o solo será considerado de granulometria fina. Em geral os solos altamente orgânicos são identificados, com facilidade, pelo exame visual. Os solos de granulometria grossa são cascalhos e solos contendo cascalho (simbolo G, de gravel), e areias e solos arenosos (simbolo S, de sand). Os solos de granulometria fina se subdividem, de acordo com seu LL,em baixo (símbolo L, de low), quando for igual ou inferior a 50; e alto (símbolo H, de high), em caso contrário. Os solos altamente orgânicos não comportam subdivisões. Os solos de granulometria grossa são considerados cascalhos (G), quando a maior parte da fração, retida na peneira normal nº 200, também é retida na peneira normal nº 4. Caso contrário, o solo é considerado arenoso (S). Cada um dos grupos cascalho (G) e areia (S) subdivide-se nos seguintes quatro grupos secundários: e Material bem graduado (well graded), com poucos finos ou sem finos (sem muito finos). Símbolo W, grupos GW e SW; MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 66 2.1.9.4 CLassiFicação MCT (DNER - ME 254/97 , DNER - ME 256/94 , DNER - ME 258/94) Este sistema classificatório foi desenvolvido, por Nogami e Villibor, com a finalidade básica de melhor caracterizar os solos tropicais. A técnica permite avaliar propriedades fundamentais dos solos associados à contração, permeabilidade, expansão, coeficiente de penetração d'água, coesão, capacidade de suporte e famílias de curvas de compactação, utilizando corpos-de-prova de dimensões reduzidas (50 x 50 mm). Essa sistemática inicialmente desenvolvida foi simplificada com a introdução do ensaio de compactação desenvolvido por Parsons (1976), envolvendo a determinação do parâmetro MCV, que adaptado a corpos-de-provas miniaturas foi designado ensaio mini-MCV. Este ensaio permite determinar, dentre outras, uma propriedade empírica do solo (mini-MCV), que está associada a sua aptidão à compactação: indicação do teor de umidade e energia de compactação mais adequados, identificação dos solos problemáticos à compactação. Para fins de classificação dos solos lateríticos ou saprolíticos, foi introduzido por aqueles pesquisadores um novo ensaio para avaliar o comportamento de corpos-de-prova obtidos no ensaio mini-MCV, após imersão em água e sob condições padronizadas, resultando como subproduto, uma nova sistemática classificatória de solos para fins rodoviários, denominada MCT - Miniatura Compactado Tropical. A metodologia MCT permite retratar as peculiaridades dos solos quanto ao comportamento laterítico ou saprolítico, quantificando propriedades importantes para uso em serviços rodoviários. Considera duas classes distintas de solos, ou seja, de comportamento laterítico (L) e de comportamento não laterítico (N) e sete subclasses correspondentes, conforme Figura 19. A execução da metodologia MCT baseia-se resumidamente no seguinte procedimento: a) Compactação de cerca de 200 g de solo com diferentes umidades, em molde cilíndrico de 50 mm de diâmetro, para determinação de curvas de compactação (ys x h) em diferentes energias, ou número de golpes aplicados por soquete padronizado e curvas correlacionando a redução de altura do corpo-de-prova (Ah) em função do número de golpes aplicados; b) Perda por imersão (Pij) dada pela relação percentual entre as massas seca e úmida da parte primitivamente saliente desprendida por imersão, cerca de 1,0cm, do molde de compactação (Método DNER-ME 254/89). Os resultados obtidos são associáveis ao valor mini- MCV definido pela expressão: MINI - MCV = 10 log N em que: N é o número de golpes a partir do qual o solo compactado não sofre redução sensível de altura (Ah < 1 mm). c) Conforme Figura 19, determinam-se os parâmetros classificatórios C', d, Pq e e, onde: MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 67 a) C' é a inclinação da reta que passa pelo ponto de mini-MCV = 10, interpolada entre os trechos retos das curvas mais próximas, d' é a inclinação, multiplicada por 103, do ramo seco da curva de compactação correspondente a 10 golpes; Pi é determinado para o mini-MCV = 10 e na curva que relaciona as pedras por imersão dos corpos-de-prova ensaiados e os mini-MCVs correspondentes, para AH =2 mm: P 20 B,20 100 d Com os valores de e' e C', o solo é classificado em subclasses (Figura 19); e'=3 A Tabela 9 apresenta as propriedades típicas dos solos, segundo os diferentes grupos classificatórios. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 68 Figura 19 - Ábaco para classificação MCT COEFICIENTE e” 20 25 COEFICIENTE c' N- Solos de comportamento não laterítico L- Solos de comportamento laterítico aH x nº de golpes —.—.- Umidade de moldagem x MINI - MCV. —=—= PIxMINI -MCV Unida de E tsciago” A-areias A - arenosos Ss -siltosos &" argilosos né golpes MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação mn b) sendo K7 e K2 os parâmetros de resiliência determinados em ensaios triaxiais de carregamento repetido sob tensões de confinamento,03, e My o módulo de resiliência correspondente. Grupo A - solos com grau de resiliência elevado - não deve ser empregado em estruturas de pavimentos e constituem subleitos de péssima qualidade. Grupo B - solo com grau de resiliência intermediário - pode ser empregado em estrutura de pavimentos como base, sub-base e reforço do subleito, ficando seu comportamento dependente das seguintes condições: K2 < 0,50; bom comportamento; K2 > 0,50; comportamento dependente da espessura da camada e da qualidade do subleito. Grupo C - solos com baixo grau de resiliência — pode ser usado em todas as camadas do pavimento, resultando em estruturas com baixas deflexões. Solos Finos Entende-se por solos finos, para fins de classificação quanto à resiliência, aqueles que apresentam mais de 35% em peso de material passando na peneira nº 200 (0,075 mm). A Figura 21 apresenta os grupos de solos Tipo |, Tipo Il e Tipo Ill, que retratam o comportamento dos mesmos, definido pelo modelo: My = Ko, + Ka (K - ca) para cg <Ky My = K> + Kg (og - Ki) para og > KY sendo K1, K2, K3 e K4, os parâmetros de resiliência determinados em ensaios triaxiais de carregamento repetido sob tensões-desvio,cd, e My o módulo de resiliência correspondente. Solo Tipo | - solo de bom comportamento quanto à resiliência como subleito e reforço do subleito, podendo ser utilizado também como camada de sub-base. Solo Tipo Il - solo de comportamento regular quanto à resiliência como subleito e reforço do subleito. Solo Tipo III - solo de comportamento ruim quanto à resiliência. É vedado seu emprego em camadas do pavimento. Para o subleito, requerendo cuidados e estudos especiais. Na impossibilidade de determinar os valores de M,, pode-se estimar a Classificação indiretamente, a partir da percentagem de silte na fração que passa na peneira nº 200, S% e do CBR(Tabela 10). MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 72 Tabela 10 - Classificação dos solos finos (Método indireto) S% Solo Tipo |: MR = 4874 og - 1,129 Solo Tipo Il: MR = 1286 og - 0,5478 Solo Tipo Ill: MR =530 kgflem? 2.1.9.6 ANÁLISE DAS CLASSIFICAÇÕES De acordo com T. K. Liu, a classificação unificada dos solos é mais apropriada a uma descrição de solos com finalidade gerais, enquanto a classificação TRB se adapta melhor à avaliação do suporte destes materiais. Nas Tabelas 11 e 12 são mostradas as possíveis interrelações entre os sistemas de Classificação do TRB e SUCS, enquanto que nos Tabelas 13 e 14 aparecem faixas de valores mais comuns de CBR [Liu]. MT/DNIT/DPPAPR 73 Manual de Pavimentação Figura 21 - Classificação resiliente de solos finos sz oz SL o so 0 Tuagbro SÁ Ti od my , fm I 7 MN. I 4 —) 1 A »<Poted | CDMA], =“N y>Po eued (Co AAA - Y «Moby DES = “IN HIOdiL =91-| 0987] 0SWL| 820] mod Ses t-|DZ07Z | 0005 | Leo | IOdiL ML TLALA Tornos Q SIINVISNOS E (ua gn) IA 000's 000'0L 000'5L MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 76 Estudos realizados por Nogami e Villibor, bem como os resultados obtidos nos trabalhos já mencionados, mostram dificuldades em se associar as classificações TRB, SUCS e MCT. Verifica-se que as diferenças de propriedades que caracterizam os solos lateríticos e saprolíticos, retratados na classificação MCT, não se refletem no gráfico de plasticidade ou no grupo das classificações tradicionais. Quanto à classificação resiliente para solos finos, a consideração do valor CBR e a relação silte-argila, não levadas em conta nas classificações tradicionais, dificultam uma análise comparativa. Portanto, solos do tipo A-7 ou A-6 podem ser classificados em qualquer tipo quanto à resiliência dependendo do seu valor CBR. Esta mesma consideração se reflete no SUCS. Os estudos indicam uma pequena correlação entre as classificações MCT e Resiliente. Este fato também ocorre entre estas classificações e as norte-americanas (TRB e SUCS). Em função de suas diferentes características granulométricas, os solos tendem a apresentar comportamento mecânico (resposta às cargas aplicadas) variado. Assim, os solos granulares teriam resistência à penetração elevada, devido ao atrito intergranular e ao entrosamento de partículas. Ao mesmo tempo, sua deformabilidade elástica tende a ser elevada, pois as partículas têm liberdade o suficiente para rolarem uma sobre as outras, devido à baixa coesão e pequena influência das forças de campo em relação aos pesos das partículas. Já nos solos finos coesivos, a resistência à penetração tende a ser baixa, pois as partículas são plaquetas com baixo grau de entrosamento, e sua deformidade elástica tende a ser baixa, devido aos campos eletromagnéticos que existem entre as partículas, os quais se opõem a seus deslocamentos relativos, tendo importância devido ao pequeno peso das partículas. Em vista desses aspectos, pode-se esperar que a relação Mk ICBR para os solos finos coesivos seja mais elevada que no caso dos solos granulares, uma vez que o módulo de resiliência mede a deformabilidade elástica do solo, enquanto o CBR se relaciona com a resistência do solo saturado. Uma outra diferença se refere à variação do módulo de resiliência com o estado de tensões. Os campos eletromagnéticos entre as partículas dos solos finos coesivos são vencidos por deformações cisalhantes. Assim, o módulo desses solos devem variar com a tensão-desvio, yd. Da mesma forma, com o aumento das deformações volumétricas, aumenta o atrito entre as partículas nos solos granulares, explicando o aumento de Mk com y3, já nos solos lateríticos, a cimentação das partículas produzida pela laterização tem o efeito de reduzir a dependência de Mx com estado de tensões. Ao mesmo tempo, o próprio valor do módulo tende a aumentar, juntamente com a resistência. Dessa forma, se Mx crescer bem mais que o CBR, a relação M=/CBR aumentará. Em vista dessas considerações, a relação Ma/CBR pode ser um parâmetro bem mais indicativo da natureza dos solos que o valor de Ms ou do CBR isoladamente, sendo mais capaz de diferenciar grupos ou tipos de solos existentes. Agrupando-se os pontos no ábaco da classificação MCT, obtêm-se os resultados mostrados na Figura 20, que indica relações características para cada região delimitada. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 77 Investigando os parâmetros que afetariam a relação MriCBR foi possível identificar três regiões distintas com características mostradas na Figura 20. Estes grupos foram designados pelas letras: G - solos de comportamento granular | - solos de comportamento intermediário C - solos de comportamento coesivo A relação M,/CBR média de todos os solos analisados, é de 100, que coincide com a relação de Heukelom & Klomp. A dispersão, contudo, é muito grande, sendo recomendável considerar-se os resultados da classificação mostradas nas Figuras 22 e 23. Foram identificados três grupos de solos com relação à razão Mp/CBR, tendo como parâmetro diferenciador a relação entre o CBR e a percentagem total de argila. A Tabela 16 resume os valores da relação módulo - CBR para cada um dos grupos de solos identificados. Tabela 16 - Relação módulo - CBR Grupo CBR/(% argila) M«!CBR 6 maior que 0,474 40 I entre 0,202 e 0,474 120 c menor que 0,202 440 SAF* — 700 * Solo Arenoso Fino Figura 22 - Variação da relação módulo - CBR com a classificação MCT CR TBR (88 a 128) (64 a 260) My iu 123 CBR (1102138) no + Ma =» CBR (11233) Ma Hz da ap F 5 1 CBR COR 3a (334 209) T ' 1 1 1 =121 | 38 | toma 528) ' 4 0 0 10 15 20 25 com c MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 78 Figura 23 - Gráfico CBR versus porcentagem de argila CBR = 0,474 % ARGILA CBR M, o =40 CBR (17457) G CBR =0,202 % ARGILA (285 a 591) % ARGILA 2.2 MATERIAIS PÉTREOS 2.2.1 DEFINIÇÃO Os materiais pétreos usados em pavimentação, normalmente conhecidos sob a denominação genérica de agregados, podem ser naturais ou artificiais. Os primeiros, são aqueles utilizados como se encontram na natureza, como o pedregulho, os seixos rolados, etc., ao passo que os segundos compreendem os que necessitam uma transformação física e química do material natural para sua utilização, como a escória e a argila expandida. 2.2.2 CLASSIFICAÇÃO Os agregados usados em pavimentação podem ser classificados segundo a natureza, tamanho e distribuição dos grãos. agregado natural Quanto à natureza agregado artificial agregado graúdo Agregados Quanto ao tamanho agregado miúdo agregado de enchimento denso Quanto à graduação aberto tipo macadame MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 81 distribuição granulométrica sem mudanças de curvatura. O de granulometria descontínua apresenta ausência de uma ou mais frações, em sua curva de distribuição granulométrica, dando formação de patamares, caracterizando-se pela mudança de curvatura da curva granulométrica, ou seja, por pontos de inflexão. Figura 25 - Curva de Distribuição Granulométrica DIÂMETROS DAS PARTICULAS 318" 12º 34 1º 9o so CONTÍNUA 70 so OQNVSSVd % DESCONTÍNUA 50 Os agregados necessitam muitas vezes de uma operação de aperfeiçoamento para sua utilização, como a pedra britada e o pó-de-pedra. Daí as seguintes definições serem consideradas: Pedra afeiçoada: é a pedra bruta trabalhada para determinados fins específicos, tais como: pedra para paralelepípedos, para meios-fios, etc. Pedra marroada: é a pedra bruta fragmentada por meio de marrão e com dimensões tais que possa ser manuseada. Pedra não marroada: é uma porção de rocha não trabalhada, ou seja, rocha bruta. Brita: é o material resultante da britagem de pedra, escória de alto forno, etc. Brita classificada ou graduada: é a brita obedecendo a determinados limites de diâmetro. Às vezes, para fins práticos, essa brita é numerada de acordo com o seu diâmetro máximo. Brita corrida: é o resultante da britagem, sem haver qualquer processo de separação granulométrica. Pedrisco: é o material proveniente de britagem da pedra e com diâmetro compreendido entre 6,4 mme 2,0 mm. Pó-de-pedra: é o produto da britagem, com diâmetro das partículas menores que 2,0 mm. 2.2.3 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS 2.2.3.1 CONCEITUAÇÃO As características tecnológicas de um agregado servem para assegurar uma fácil distinção de materiais, de modo a se poder comprovar sua uniformidade, bem como a MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 82 escolha de um material que resista, de forma adequada, as cargas que o pavimento irá suportar. As características dos agregados que devem ser levadas em conta nos serviços de pavimentação, são as seguintes: a) Granulometria b) Forma c) Absorção de água d) Resistência ao choque e ao desgaste e) Durabilidade f) Limpeza 9) Adesividade h) Massa específica aparente i) Densidade real e aparente do grão A granulometria do agregado, representada pela curva de distribuição granulométrica, 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. Entre nós, a forma predominante entre os grãos de um agregado é avaliada por um índice, denominado Índice de Forma, cuja determinação se faz por meio de ensaio específico, normalizado pelo DNER. Na construção de revestimentos asfálticos do tipo tratamento superficial é importante que a maioria dos agregados empregados tenham a forma cúbica. No caso de revestimento por mistura admite-se agregados com formas lamelares ou alongadas. A porosidade do agregado é avaliada por intermédio de ensaios de absorção de água. Indica a quantidade de água que um agregado é capaz de absorver. É determinada em função da diferença de pesos, expressos em percentagem, observados em uma amostra que, inicialmente é mergulhada em água por 24 horas e depois seca em estufa a 100 ºC - 110 ºC, até constância de peso. A resistência ao choque e ao desgaste está associada à ação do tráfego ou aos movimentos recíprocos das diversas partículas. A resistência ao choque é avaliada pelo ensaio Treton e a resistência ao desgaste pelo ensaio Los Angeles, ambos normalizados pelo DNER. A durabilidade do agregado está relacionada a resistência ao intemperismo. É avaliada por meio de um ensaio em que o agregado é submetido ao ataque de uma solução padronizada de sulfatos de sódio ou de magnésio. Esse ensaio é descrito com detalhes nos métodos de ensaios do DNER. Por outro lado, os agregados para serem usados na pavimentação betuminosa devem ser isentos de substâncias nocivas, tais como argila, matéria orgânica, etc, caracterizando, assim, a limpeza do agregado. Uma das qualidades essenciais a se exigir de um agregado a ser usado em revestimentos asfálticos é que tenha boa adesividade, isto é, não haja possibilidade de deslocamento da MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 83 película betuminosa pela ação de água. Em geral, os agregados básicos ou hidrofílicos (calcários, basaltos) têm maior adesividade do que os ácidos ou hidrofóbicos (granitos, gnaisses). Existem vários procedimentos para avaliar essa característica dos agregados, alguns dos quais normalizados no meio rodoviário. A adesividade satisfatória pode ser conseguida mediante o emprego de pequenas percentagens de substâncias melhoradoras de adesividade. Esses corretivos de adesividade podem dividir-se em dois grandes grupos: os sólidos (cal extinta, pó calcário, cimento Portland) e os líquidos (alcatrão e dopes). Os mais largamente utilizados são os dopes de adesividade devido a sua eficiência e facilidade de aplicação no campo. São produtos líquidos ou pastosos, à base de aminas terciários e quartenários, facilmente miscíveis no cimento asfáltico. Os dopes são utilizados normalmente na proporção de 0,5 % para 99,5 % de cimento asfáltico. Muitas vezes o asfalto dopado não apresenta boa adesividade ao agregado devido a um dos seguintes fatores: quantidade do dope inferior à necessária, má qualidade do dope, falta de homogeneização do dope no asfalto. Existem métodos para testar a eficiência do dope. A massa específica aparente de um agregado é necessária para transformação de unidades gravimétricas em volumétricas e vice-versa, muito em uso nos serviços de pavimentação. Sua determinação é preconizada por métodos normalizados pela ABNT e pelo DNER. A massa específica do grão identifica o material, a partir do qual se obteve o agregado. 2.3 MATERIAIS DIVERSOS Neste Item são apresentados os materiais de uso mais frequente em pavimentação e que não se enquadram nas Seções anteriormente apresentadas. Assim, serão feitas aqui referências a estes materiais, algumas mais aprofundadas, outras mais superficiais, conforme estejam mais ou menos desenvolvidos os estudos com relação a eles e suas aplicações. 2.3.1 | AGLOMERANTES HIDRÁULICOS Chamam-se aglomerantes hidráulicos as substâncias cuja propriedade principal é de, por ação da água em proporções e condições adequadas, apresentarem os fenômenos de pega e endurecimento. Dentre os aglomerantes hidráulicos, citam-se aqueles de uso mais comum em pavimentação, justificando, pois, sem inclusão citação neste Manual. São eles: Cal Hidráulica, Cimento Portland. 2.3.1.1 CAL HIDRÁULICA 2.3.1.1.1 DEFINIÇÃO Cal Hidráulica é o aglomerante que resulta da calcinação e posterior pulverização por processos de imersão ou suspensão em água, de calcários argilosos a uma temperatura inferior à da fabricação dos cimentos. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 86 b) a) de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais pozolânicos, escórias granuladas de alto-forno e/ou materiais carbonáticos, nos teores especificados na EB - 1/91. Cimento Portland composto - é definido de modo semelhante ao descrito em a), sendo que, durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura, matérias pozolânicos, escórias granuladas de alto forno e/ou materiais carbonáticos nos teores especificados na EB - 2138/91, e sensivelmente maiores de que em a). Cimento Portland de alto-forno - é o aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clinquer Portland e escória granulada de alto-forno, moídos em conjunto ou em separado. Durante a moagem é permitido adicionar uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos, nos teores especificados na EB - 208/91. Cimento Portland pozolânico: é o aglomerante hidráulico obtido pela mistura homogênea de clínquer Portland e materiais pozolânicos, moídos em conjunto ou em separado. Durante a moagem é permitido adicionar uma ou mais formas de sulfato de cálcio e materiais carbonáticos, nos teores especificados na EB - 758/91. Cimento Portland de alta resistência inicial: é o aglomerante hidráulico que atende às exigências de alta resistência inicial, obtido pela moagem de clinquer Portland, constituído em sua maior parte de silicatos de cálcio hidráulicos, ao qual se adiciona, durante a operação, a quantidade necessária de uma ou mais formas de sulfato de cálcio. Durante a moagem é permitido adicionar a esta mistura materiais carbonáticos, nos teores especificados na EB - 2/91. Cimento Portland resistente a sulfatos: é definido de modo semelhante ao descrito em a), desde que atenda à condição de resistência aos sulfatos. São considerados resistentes: — cimentos cujo teor de C5A do clinquer seja igual ou inferior a 8% e cujo teor de adições carbonáticas seja igual ou inferior a 5% da massa do aglomerante total e/ou; — cimentos Portland de alto-forno (CP - III) cujo teor de escória granulada de alto- forno esteja entre 60% e 70% e/ou; — cimentos Portland pozolânicos (CP - IV) cujo teor de materiais pozolânicos esteja entre 25% e 40%, elou; — cimentos que tenham antecedentes com base em resultados de ensaios de longa duração, ou referências de obras que comprovadamente indiquem resistência a sulfatos. A homogeneização de cimento com água e sua transformação em massa compacta compreende duas etapas distintas: a pega e o endurecimento. A pega do cimento, etapa inicial da transformação citada, processa-se em poucas horas e é caracterizada pelo aumento de viscosidade da pasta. Considera-se pega terminada (final de pega) quando a pasta não se deforma sob a pressão de esforços moderados, definidos em ensaio-padrão. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 87 Terminada a pega, inicia-se a etapa de endurecimento, que corresponde ao aumento crescente da resistência da pasta de cimento, sob condições favoráveis. Esse processamento se desenvolve por vários anos. Os compostos químicos C3S e o C92S são os responsáveis pela pega do cimento, durante a qual ambos se combinam com a água para formar o silicato inferior hidratado de cálcio. O C3S responde pela resistência inicial e o C2S pela resistência final. O C3S desenvolve maior calor de hidratação que o C92S. 2.3.1.2.22 ESPECIFICAÇÕES: As Normas Brasileiras fixam valores para aceitação dos cimentos Portland normalizados. 2.3.2 —ApiTivos PARA CONCRETOS 2.3.2.1 GENERALIDADES Visando a melhoria das características de um concreto, tendo em vista o fim a que se destina, ou as condições de concretagem, surgiram, ultimamente, diversos produtos de adição. Entre nós, embora já bastante difundidos, tais produtos ainda não têm efeitos e consequências de seu emprego perfeitamente caracterizados, sendo, pois, interessante aqui a apresentação, embora sumária, desses aditivos. 2.3.2.2 DEFINÇÃO Consideram-se aditivos quaisquer substâncias que não os cimentos, água ou agregados usados como ingredientes para melhorar e/ou alterar características de um concreto ou as condições de concretagem. Assim, quaisquer substâncias que se adicionem à água de amassamento ou aos demais componentes do concreto, antes ou durante a mistura, serão consideradas aditivos, desde que produzam modificações sensíveis nas características deste material. O CEB - 90 recomenda cautela no emprego dos aditivos, de uma forma geral, principalmente pelo risco de trazer substâncias deletérias para o concreto. 2.3.2.3 CLASSIFICAÇÃO E FINALIDADES Diversos são os tipos de aditivos e suas finalidades, o que dificulta a elaboração de uma classificação detalhada dos mesmos e o relacionamento completo de seus efeitos no concreto. Assim, serão apresentados, sucintamente, os tipos considerados mais importantes, tendo em vista seu emprego em pavimento de concreto de cimento. 2.3.2.3.1 ACELERADORES São aditivos que, por meio de um crescimento mais rápido da resistência dos concretos, têm por objetivo: a) Redução do tempo de remoção das fôrmas; b) Redução do período de cura; c) Redução do prazo de entrega da obra; MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 88 d) Compensação do retardamento do crescimento de resistência provocado por baixas temperaturas; e) Redução do período de proteção para reparos de emergência ou outros trabalhos. Os aceleradores mais conhecidos são, em geral, o cloreto de sódio, o cloreto de cálcio, alguns compostos orgânicos como trietanolamina, alguns carbonatos solúveis, silicatos e fluossilicatos e cimentos aluminosos. Dentre estes, o de efeitos mais conhecidos é o cloreto de cálcio que pode ser utilizado em percentagem de 2% a 3% no máximo, de preferência dissolvido na água de amassamento. Utilizando-se 2% de cloreto de cálcio (em relação ao peso do cimento empregado) pode-se conseguir uma elevação de 28 a 70 kglem? da resistência à compressão do concreto, para 1 e 7 dias de cura a 21 ºC. 2.3.2.3.2 INCORPORADORES DE AR São substâncias que, adicionadas aos concretos, provocam a formação de pequeníssimas bolhas de ar que as distribuem uniformemente na massa, melhorando, em geral, suas propriedades, permitindo a redução do fator água-cimento sem prejuízo da trabalhabilidade. São, em geral, emulsificadores que, reduzindo a tensão superficial da água, garantem a estabilidade das bolhas formadas durante a mistura, sua uniformidade volumétrica e a regularidade de sua distribuição na massa. Como substâncias que atribuem tais propriedades aos concretos, poderiam ser citadas resinas naturais, sebos, óleos ou sabões sulfonados, que são adicionados geralmente em quantidades que variam de 0,005% a 0,05% em peso do cimento. Existem já, também, produtos industrializados, de eficiência comprovada por sua utilização em diversas obras correntes. Dentre as vantagens proporcionadas aos concretos pela incorporação de ar, podem-se citar: a) Melhora a reologia do concreto fresco; b) Redução da água de amassamento; c) Melhor trabalhabilidade; d) Eliminação ou redução da segregação e exsudação; e) Grande impermeabilidade; f) Maior resistência ao intemperismo. No concreto endurecido, melhoram a durabilidade, tornando-o mais resistente à ação do gelo e degelo, bem como de elementos agressivos. A adição sem controle de incorporadores de ar pode, entretanto, causar redução das resistências à flexão e à compressão, bem como prejudicar a aderência ao aço nos concretos armados. O ar incorporado pode também, nos concretos já lançados, tornar a taxa de exsudação menor que a de evaporação, o que faz com que a superfície se apresente seca e viscosa, obrigando o encurtamento do intervalo de tempo entre o lançamento e o acabamento. O controle da incorporação de ar pode ser feito através da massa específica do concreto fresco ou utilizando-se aparelhos medidores apropriados. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 91 2.3.2.3.8 CLORETO DE CÁLCIO É um produto químico de experiência comprovada na técnica rodoviária - reduz espessura da película de água adesiva nas partículas de solos, assegurando massas específicas mais elevadas, a fim de obter misturas estabilizadas. Retém a umidade na fração fina do solo e facilita, pela ação do tráfego, a compactação de misturas graduadas. Em razão da solubilidade na água, e higroscopicidade, o cloreto de cálcio é recomendado para aplicações em regiões secas ou, após as chuvas,em regiões de períodos sazonais definidos. Outra aplicação eficiente apresenta-se, para o cloreto de cálcio, quando estabelecida em laboratório; é a de agente acelerador de pega nas obras de concreto de cimento. O cloreto de cálcio é um produto resultante da fabricação de álcalis. No processo patenteado SOLVAY, é o produto residual; no processo eletrolítico, é obtido a partir do cloro. O cloreto de cálcio não deverá ser empregado em pavimentos de concreto armado, pelo risco de corrosão nas armaduras. A AASHTO, na designação M 144 - 86, fixa o método de amostragem, os métodos de ensaio e requisitos exigidos para o cloreto de cálcio. 2.3.2.3.9 ÁGUA PARA OS CONCRETOS Do ponto de vista qualitativo, deve ser limpa e isenta, tanto quanto possível, de impurezas tais como argilas ou matérias húmicas em suspensão, sais minerais em proporções prejudiciais, açúcares, ácidos, álcalis, óleos ou quaisquer outras substâncias que possam influir prejudicialmente nas características dos concretos. De um modo geral, as águas potáveis apresentam condições consideradas boas para utilização em concretos de cimento. A NBR - 6118 estabelece as condições de utilização da água. Quando, face à inexistência de outras fontes, for necessário empregar águas provenientes de poços, rios, etc., cujas características sejam desconhecidas ou duvidosas, é recomendável a realização dos ensaios comparativos de pega e resistência à compressão. Por meio deles, usando-se um mesmo cimento e uma mesma areia para composição de argamassas, é possível estabelecer-se uma comparação entre as características da água em estudos e de uma água reconhecida como de boa qualidade. Em casos em que haja suspeição quanto à qualidade da água disponível, a Fiscalização deverá remeter amostras da mesma a um laboratório especializado para a realização dos ensaios citados. MT/DNIT/DPPAPR Manual de Pavimentação 93 3- MODALIDADES E CONSTITUIÇÃO DE PAVIMENTOS MT/DNIT/DPPAPR