Estabilizacao_dos_solos

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Universidade Federal de Santa MariaUniversidade Federal de Santa Maria
Programa de PósPrograma de Pós--graduação em Engenharia Civilgraduação em Engenharia Civil
Princípios da estabilização dos solosPrincípios da estabilização dos solos
Prof. Eng. Rinaldo PinheiroProf. Eng. Rinaldo Pinheiro
Materiais para infraMateriais para infra--estrutura de transportesestrutura de transportes
PRINCÍPIOS DA ESTABILIZAÇÃO DE SOLOSPRINCÍPIOS DA ESTABILIZAÇÃO DE SOLOS
A melhoria das propriedades de um solo é provavelmente a mais A melhoria das propriedades de um solo é provavelmente a mais 
antiga mas, do ponto de vista técnico, ainda a mais intrigante antiga mas, do ponto de vista técnico, ainda a mais intrigante 
técnica entre todos os métodos construtivos comuns da engenhariatécnica entre todos os métodos construtivos comuns da engenharia
civil. civil. 
Há mais de 3.000 anos, solos melhorados já eram usados na Há mais de 3.000 anos, solos melhorados já eram usados na 
construção de templos na Babilônia. Também nesse período, os construção de templos na Babilônia. Também nesse período, os 
chineses usavam madeira, bambu ou palha para reforçar solos. chineses usavam madeira, bambu ou palha para reforçar solos. 
O ideograma chinês para o termo “engenharia civil” significa O ideograma chinês para o termo “engenharia civil” significa 
exatamente “solo e madeira”.exatamente “solo e madeira”.
O solo natural é um material complexo e variável, porém devido O solo natural é um material complexo e variável, porém devido à à 
sua abundância e baixo custo oferece grandes oportunidades de sua abundância e baixo custo oferece grandes oportunidades de 
emprego na engenharia. Entretanto, é comum que o solo de uma emprego na engenharia. Entretanto, é comum que o solo de uma 
localidade não preencha parcial ou totalmente as exigências do localidade não preencha parcial ou totalmente as exigências do 
engenheiro construtor. Assim, tornaengenheiro construtor. Assim, torna--se necessário escolher entre:se necessário escolher entre:
(a)(a) aceitar o material tal como ele é e desenvolver o projeto de foaceitar o material tal como ele é e desenvolver o projeto de forma a rma a 
contemplar as limitações que o solo impõe;contemplar as limitações que o solo impõe;
(b)(b) remover o material e substituíremover o material e substituí--lo por outro de melhor qualidade; oulo por outro de melhor qualidade; ou
(c)(c) alterar as propriedades do solo existente de modo a criar um noalterar as propriedades do solo existente de modo a criar um novo vo 
material capaz de adequarmaterial capaz de adequar--se de melhor forma as exigências do se de melhor forma as exigências do 
projeto.projeto.
Princípios da estabilização dos solosPrincípios da estabilização dos solos
As propriedades de um solo podem ser As propriedades de um solo podem ser 
alteradas por métodos:alteradas por métodos:
-- mecânicos, mecânicos, 
-- físicos e/ou químicos. físicos e/ou químicos. 
O tipo de estabilização escolhida depende: O tipo de estabilização escolhida depende: 
-- das propriedades no estado natural, das propriedades no estado natural, 
-- propriedades desejadas para o solo estabilizado propriedades desejadas para o solo estabilizado 
-- efeitos no solo após a estabilização.efeitos no solo após a estabilização.
Princípios da estabilização dos solosPrincípios da estabilização dos solos
Os Os métodos mecânicos métodos mecânicos são aqueles que não se são aqueles que não se 
adicionam nenhum material estranho ao solo.adicionam nenhum material estranho ao solo.
envolvem a redução de volume de vazios envolvem a redução de volume de vazios in in situsitu do solo, do solo, 
preenchimento de vazios, preenchimento de vazios, 
compactação, compactação, 
drenagem e mantendo o conteúdo de água constantedrenagem e mantendo o conteúdo de água constante
a mistura de tipos de solos diferentes. a mistura de tipos de solos diferentes. 
Em geral estas técnicas são combinadas com a compactação.Em geral estas técnicas são combinadas com a compactação.
Princípios da estabilização dos solosPrincípios da estabilização dos solos
Os Os métodos físicos:métodos físicos:
envolvem a mudança de temperatura (decréscimo de envolvem a mudança de temperatura (decréscimo de 
temperatura e solidificação de betume quente temperatura e solidificação de betume quente 
misturado com o solo), misturado com o solo), 
a hidratação (cimentação e endurecimento devido à a hidratação (cimentação e endurecimento devido à 
hidratação de cimento hidratação de cimento portlandportland), ), 
a evaporação (secagem de solos reforçados com a evaporação (secagem de solos reforçados com 
betume betume emulsionadoemulsionado), ), 
e adsorção.e adsorção.
Princípios da estabilização dos solosPrincípios da estabilização dos solos
Os Os métodos químicosmétodos químicos envolvem:envolvem:
a troca iônica (processos complexos de mudança da adsorção a troca iônica (processos complexos de mudança da adsorção 
nas partículas de solo nas partículas de solo –– troca de bases),troca de bases),
a precipitação (misturas de duas soluções produzindo um novo a precipitação (misturas de duas soluções produzindo um novo 
componente capaz de exercer um efeito estabilizante), componente capaz de exercer um efeito estabilizante), 
a polimerização (sobre certas condições a interação de alguns a polimerização (sobre certas condições a interação de alguns 
componentes simples produzem novos componentes componentes simples produzem novos componentes ––
moléculas grandes moléculas grandes –– que exercem a ação estabilizante),que exercem a ação estabilizante),
oxidação.oxidação.
Estabilização físicoEstabilização físico--químicaquímica
A estabilização química dos solos pode ser dividida em três clasA estabilização química dos solos pode ser dividida em três classes:ses:
tratamentos nos quais o efeito do agente estabilizante (produto tratamentos nos quais o efeito do agente estabilizante (produto 
químico) é devido essencialmente à sua interação com o solo, e nquímico) é devido essencialmente à sua interação com o solo, e no o 
qual suas propriedades físicas (estabilizantes) não têm ação qual suas propriedades físicas (estabilizantes) não têm ação 
relevante no processo. relevante no processo. Exemplo: a cal.Exemplo: a cal.
tratamentos nos quais os efeitos do aditivo são devidos à sua tratamentos nos quais os efeitos do aditivo são devidos à sua 
interação com o solo e também devido às suas propriedades. interação com o solo e também devido às suas propriedades. 
Exemplo: o cimentoExemplo: o cimento..
tratamentos nos quais o efeito do agente estabilizante é devido tratamentos nos quais o efeito do agente estabilizante é devido 
essencialmente às propriedades do aditivo; a interação com o solessencialmente às propriedades do aditivo; a interação com o solo o 
não sendo importante. não sendo importante. Exemplo: o betumeExemplo: o betume..
É importante considerar:É importante considerar:
As forças atuantes no sistema solo e como elas podem ser As forças atuantes no sistema solo e como elas podem ser 
alteradas pela introdução do agente estabilizante.alteradas pela introdução do agente estabilizante.
Os possíveis mecanismos através dos quais o agente estabilizanteOs possíveis mecanismos através dos quais o agente estabilizante
atua alterando as propriedades do solo.atua alterando as propriedades do solo.
O efeito tanto da composição do solo quanto à do estabilizante.O efeito tanto da composição do solo quanto à do estabilizante.
Os métodos de formação do agente estabilizante no solo.Os métodos de formação do agente estabilizante no solo.
A aplicação de tais conceitos aos diversos métodos de A aplicação de tais conceitos aos diversos métodos de 
estabilização físicoestabilização físico--química.química.
Mecanismos de estabilização e ligaçõesMecanismos de estabilização e ligações
Forte a fraca(*) e rígidaIônica/CovalentesIônica/PolaresHidrataçãoCal
fraca e rígidavan der Waals/ Polaresvan derWaals/ PolaresEvaporaçãoBetume (emulsão)
fraca e rígidavan der Waals/ Polaresvan der Waals/ PolaresEvaporaçãoBetume (cut-back)
fraca e rígidavan der Waals/ Polaresvan der Waals/ PolaresTemperaturaBetume a quente
forte e rígidaIônica/CovalentesIônica/PolaresHidrataçãoCimento Portland
Aspecto mecânico
(Ligação)
Ligação das partíc. do 
estab. entre si
Ligação solo-
estabilizante
MecanismoEstabilizante
Rígido = não friável (*) depende do solo
Estabilização dos solos com calEstabilização dos solos com cal
Uso da cal na história da humanidadeUso da cal na história da humanidade
Há tempos que diversos tipos de cal, incluindo produtos com grauHá tempos que diversos tipos de cal, incluindo produtos com graus variados de s variados de 
pureza, vêm sendo utilizados com sucesso como agentes estabilizapureza, vêm sendo utilizados com sucesso como agentes estabilizantes de solos. ntes de solos. 
Algumas obras são a seguir mencionadas:Algumas obras são a seguir mencionadas:
A Grande Muralha da China (3.000 AC)A Grande Muralha da China (3.000 AC)
A cidade bíblica de JericoA cidade bíblica de Jerico
A cidade de A cidade de TaosTaos (índios (índios pueblospueblos, Novo México, EUA) , Novo México, EUA) -- século XIIIséculo XIII
Construções feitas pelos índios americanos préConstruções feitas pelos índios americanos pré--colombianoscolombianos
Construções romanas: Santuário de Fortuna (Palestina) Construções romanas: Santuário de Fortuna (Palestina) -- 80 AC; Teatro de 80 AC; Teatro de PompeiaPompeia
-- 55 AC; Panteão Romano; vários aquedutos em Roma, 55 AC; Panteão Romano; vários aquedutos em Roma, SegóviaSegóvia, Constantinopla e , Constantinopla e 
França; construções militares.França; construções militares.
No Brasil: cidades de Diamantina e Ouro Preto (MG) e Parati (RJ)No Brasil: cidades de Diamantina e Ouro Preto (MG) e Parati (RJ)..
Tipos conhecidos de cal:Tipos conhecidos de cal:
A cal é calcário britado e calcinado a temperatura inferior à deA cal é calcário britado e calcinado a temperatura inferior à de
fusão. A temperatura de calcinação (queima) do calcário é de 850fusão. A temperatura de calcinação (queima) do calcário é de 850 a a 
900 900 °°C.C.
CaCO3 + 21 kcal CaCO3 + 21 kcal ↔↔ CO2 + CO2 + CaOCaO (cal viva)(cal viva)
CaOCaO + H2O + H2O →→ Ca(OH)2 + calor (cal hidratadaCa(OH)2 + calor (cal hidratada
Além dessa cal, chamada de cal hidratada cálcica, podemos ter Além dessa cal, chamada de cal hidratada cálcica, podemos ter 
cais cais dolomíticasdolomíticas (ricas em magnésio).(ricas em magnésio).
Ca(OH)2 + Ca(OH)2 + MgOMgO (cal (cal dolomíticadolomítica monomono--hidratadahidratada))
Ca(OH)2 + Mg(OH)2 (cal Ca(OH)2 + Mg(OH)2 (cal dolomíticadolomítica didi--hidratadahidratada))
Solo-cal
A estabilização com cal pode ser de dois tipos:A estabilização com cal pode ser de dois tipos:
Solo modificado pela cal:Solo modificado pela cal:
O teor de cal adicionado é pequeno; apenas suficiente para desenO teor de cal adicionado é pequeno; apenas suficiente para desenvolver a volver a 
fase rápida das reações. Ë utilizado apenas para modificar caracfase rápida das reações. Ë utilizado apenas para modificar características terísticas 
do solo, sem desenvolver reações lentas, do solo, sem desenvolver reações lentas, cimentantescimentantes..
Solo estabilizado pela calSolo estabilizado pela cal: : 
maior teor de cal adicionado, com o objetivo de atingirmaior teor de cal adicionado, com o objetivo de atingir--se as reações se as reações 
lentas, lentas, pozolânicaspozolânicas, que vão estabilizar o material., que vão estabilizar o material.
Solo-cal
Processo de estabilização alcalinaProcesso de estabilização alcalina
A estabilização alcalina é aplicável em todo solo com, pelo menoA estabilização alcalina é aplicável em todo solo com, pelo menos, s, 
10 a 15% de argila10 a 15% de argila, baixos teores de matéria orgânica, mica e , baixos teores de matéria orgânica, mica e 
sulfatos (na presença destes três últimos, o estabilizante não rsulfatos (na presença destes três últimos, o estabilizante não reage eage 
formando formando cimentantescimentantes, apenas os neutraliza). , apenas os neutraliza). 
O processo de estabilização alcalina pode ser dividido em duas O processo de estabilização alcalina pode ser dividido em duas 
fases: fases: 
fase rápida (minutos a dias, podendo em alguns casos levar mesesfase rápida (minutos a dias, podendo em alguns casos levar meses) ) 
fase lenta (semanas a anos).fase lenta (semanas a anos).
Solo-cal
Fenômenos responsáveisFenômenos responsáveis
Fase rápidaFase rápida
Troca catiônica Troca catiônica 
Adsorção de moléculas de hidróxido de cálcio Adsorção de moléculas de hidróxido de cálcio –– Ca (OH)2Ca (OH)2
FloculaçãoFloculação
Fase lenta (reações Fase lenta (reações pozolânicaspozolânicas))
Cimentações Sicília, aluminosa e ferruginosaCimentações Sicília, aluminosa e ferruginosa
CarbonataçãoCarbonatação
Reações Reações pozolânicaspozolânicas
Solo-cal
Uma visão puramente qualitativa e muito simplificada de algumas Uma visão puramente qualitativa e muito simplificada de algumas 
reações típicas soloreações típicas solo--cal: cal: 
CaCa(OH)(OH)22 →→ CaCa++++ + 2(OH)+ 2(OH)--
CaCa++++ + 2(OH)+ 2(OH)-- + SiO+ SiO22 (sílica da argila) (sílica da argila) →→ CSH CSH 
CaCa++++ + 2(OH)+ 2(OH)-- + Al+ Al22OO33 (alumina da argila) (alumina da argila) →→ CAHCAH
Solo-cal
DifratogramasDifratogramas para mistura de para mistura de caulinitacaulinita + cal sem tempo de cura (0 dias) e para 318 + cal sem tempo de cura (0 dias) e para 318 
dias de cura a 38º. Nesses ensaios verificadias de cura a 38º. Nesses ensaios verifica--se a presença de novos picos no se a presença de novos picos no 
difratogramadifratograma corresponde aos minerais neocorresponde aos minerais neo--formados.formados.
DifratogramasDifratogramas de mistura de de mistura de montmorilonitamontmorilonita + cal com 1 dia de cura (38ºC) e para 296 dias de + cal com 1 dia de cura (38ºC) e para 296 dias de 
cura a 38º. Nesses ensaios verificacura a 38º. Nesses ensaios verifica--se a presença de novos picos no se a presença de novos picos no difratogramadifratograma
corresponde aos minerais neocorresponde aos minerais neo--formados.formados.
SOLOS APROPRIADOS PARA A ESTABILIZAÇÃO COM CALSOLOS APROPRIADOS PARA A ESTABILIZAÇÃO COM CAL
A extensão das reações A extensão das reações pozolânicaspozolânicas solosolo--cal é influenciada principalmente pelas cal é influenciada principalmente pelas 
propriedades do solo natural. propriedades do solo natural. 
A cal reage com solos médios, moderadamente finos e finos, diminA cal reage com solos médios, moderadamente finos e finos, diminuindo a uindo a 
plasticidade, melhorando a plasticidade, melhorando a trabalhabilidadetrabalhabilidade, reduzindo a expansão e aumentando a , reduzindo a expansão e aumentando a 
resistência. resistência. 
Solos dos grupos Solos dos grupos AA--5, A5, A--6, A6, A--77 e alguns e alguns AA--22--6 e A6 e A--22--77, do sistema de classificação , do sistema de classificação 
da AASHTO, são susceptíveis à cal. da AASHTO, são susceptíveis à cal. 
Solos classificados como Solos classificados como CH, CL, MH, ML, CLCH, CL, MH, ML, CL--ML, SC, GC e GMML, SC, GC e GM pelo SUCS, pelo SUCS, 
devem ser considerados como potencialmente estabilizáveis com cadevem ser considerados como potencialmente estabilizáveis com cal.l.
Solo-cal
ALTERAÇÕES NASALTERAÇÕES NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS 
COM A ADIÇÃO DE CALCOM A ADIÇÃO DE CAL
Solo-cal
LIMITES DE CONSISTÊNCIA
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEOR DE CAL (%)
TE
O
R
 D
E 
U
M
ID
A
D
E 
(%
)
LL
LP
IP
ALTERAÇÕES NASALTERAÇÕES NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS 
COM A ADIÇÃO DE CALCOM A ADIÇÃO DE CAL
Solo-cal
EFEITO DA TEMPERATURA NA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1 10 100
TEMPO (DIAS)R
ES
IS
TÊ
N
C
IA
 À
 C
O
M
PR
ES
SÃ
O
 S
IM
PL
ES
 (K
n/
m
2)
0ºC
15ºC
25ºC
45ºC
5 % Ca (OH)2
ALTERAÇÕES NASALTERAÇÕES NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS 
COM A ADIÇÃO DE CALCOM A ADIÇÃO DE CAL
Solo-cal
EFEITO DO TEOR DE CAL E TEMPO DE CURA 
NA RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
TEMPO (DIAS)
R
ES
IS
TÊ
N
C
IA
 À
 C
O
M
PR
ES
SÃ
O
 S
IM
PL
ES
 (K
n/
m
2)
0 dias
7 dias
28 dias
56 dias
182 dias
ALTERAÇÕES NASALTERAÇÕES NAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS PROPRIEDADES MECÂNICAS DE SOLOS 
COM A ADIÇÃO DE CALCOM A ADIÇÃO DE CAL
Solo-cal
CARACTERÍSTICAS DE COMPACTAÇÃO
1660
1690
1720
1750
1780
1810
1840
1870
1900
10 15 20 25
TEOR DE UMIDADE (%)
PE
SO
 E
SP
EC
ÍF
IC
O
 A
PA
R
EN
TE
 S
EC
O
 
(k
g/
m
3)
SOLO NATURAL
4% CAL - COMP.
IMEDIATA
4% CAL - C0MPACTADO
APÓS 34 horas
Dosagem de Misturas SoloDosagem de Misturas Solo--CalCal
MÉTODO DE EADES E GRIM (1966)MÉTODO DE EADES E GRIM (1966)
fundamentafundamenta--se no pH da mistura. O princípio básico é adicionar ao solo sufise no pH da mistura. O princípio básico é adicionar ao solo suficiente ciente 
quantidade de cal de modo a assegurar um quantidade de cal de modo a assegurar um pH de 12,4pH de 12,4 para a ocorrência das para a ocorrência das 
reações reações pozolânicaspozolânicas (que proporcionam resistência à mistura). (que proporcionam resistência à mistura). 
MÉTODO DE THOMPSON (1966)MÉTODO DE THOMPSON (1966)
Um solo é reativo quando ao ser adicionada cal sua RCS aumenta pUm solo é reativo quando ao ser adicionada cal sua RCS aumenta pelo menos 345 elo menos 345 
kPakPa, após 28 dias de cura a 22,8 , após 28 dias de cura a 22,8 °°C. O método de Thompson propõe procedimentos C. O método de Thompson propõe procedimentos 
diferentes conforme o solo seja ou não reativo. diferentes conforme o solo seja ou não reativo. 
Para solos reativos, o objetivo é o desenvolvimento das reações Para solos reativos, o objetivo é o desenvolvimento das reações pozolânicaspozolânicas, que , que 
proporcionam resistência e durabilidade. No caso dos solos não rproporcionam resistência e durabilidade. No caso dos solos não reativos, objetivaeativos, objetiva--se se 
melhorar alguma(s) propriedade(s) do solo, como ISC, expansão oumelhorar alguma(s) propriedade(s) do solo, como ISC, expansão ou plasticidade.plasticidade.
Solo-cal
Solo Arenoso Fino com CalSolo Arenoso Fino com CalSolo Arenoso Fino com Cal
Mistura de cal a solo 
em pista
Base de solo-cal 
trincada pela retração
Estabilização soloEstabilização solo--calcal--cinza volantecinza volante
Misturas SoloMisturas Solo--CalCal--Cinza VolanteCinza Volante
INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO
A cinza volante (A cinza volante (flyfly ashash) é uma ) é uma pozolanapozolana artificial, produzida geralmente artificial, produzida geralmente 
em termelétricas que queimam carvão mineral ou matéria orgânica.em termelétricas que queimam carvão mineral ou matéria orgânica.
PozolanaPozolana é definida pela ASTM como um material é definida pela ASTM como um material silicososilicoso ou ou sílicosílico--
aluminosoaluminoso, que por si só possui pouca ou nenhuma capacidade de , que por si só possui pouca ou nenhuma capacidade de 
cimentação, porém em forma finamente dividida e na presença de ucimentação, porém em forma finamente dividida e na presença de umidade midade 
reage quimicamente com hidróxidos alcalinos e alcalinos terrososreage quimicamente com hidróxidos alcalinos e alcalinos terrosos à à 
temperatura ambiente para formar ou ajudar a formação de composttemperatura ambiente para formar ou ajudar a formação de compostos os 
possuindo propriedades possuindo propriedades cimentantescimentantes. . 
Por tratarPor tratar--se de um resíduo industrial, a cinza constitui matéria prima de se de um resíduo industrial, a cinza constitui matéria prima de 
baixo custo, de cujo emprego podem resultar vantagens econômicasbaixo custo, de cujo emprego podem resultar vantagens econômicas. Além . Além 
disso, em certas aplicações, esta matéria prima tem sido utilizadisso, em certas aplicações, esta matéria prima tem sido utilizadas das 
inclusive com vantagens técnicas. inclusive com vantagens técnicas. 
Em princípio solos arenosos, com escassez de Em princípio solos arenosos, com escassez de 
argila coloidal, não reagem satisfatoriamente à argila coloidal, não reagem satisfatoriamente à 
cal. Para a estabilização desses solos, quando cal. Para a estabilização desses solos, quando 
o consumo de cimento é muito elevado o consumo de cimento é muito elevado 
(economicamente inviável) ou quando a (economicamente inviável) ou quando a 
correção da correção da granulometriagranulometria não é possível (por não é possível (por 
falta de outros materiais), a adição de cinza falta de outros materiais), a adição de cinza 
volante (obviamente quando disponível) pode volante (obviamente quando disponível) pode 
tornátorná--los reativos à cal. los reativos à cal. 
Solo-cal-cinza
No caso do Rio Grande do Sul, a No caso do Rio Grande do Sul, a Planície CosteiraPlanície Costeira é uma região carente de é uma região carente de 
agregados pétreos onde a estabilização de solos é uma opção muitagregados pétreos onde a estabilização de solos é uma opção muito o 
interessante para a pavimentação. Como o solo predominante é a interessante para a pavimentação. Como o solo predominante é a areia de areia de 
duna, a estabilização com cal apenas é inadequada e com cimento duna, a estabilização com cal apenas é inadequada e com cimento muito muito 
cara. A opção natural é por misturas areiacara. A opção natural é por misturas areia--cinzacinza--cal, com emprego de cal, com emprego de 
cinzas volantes resultantes da queima de carvão em termelétricascinzas volantes resultantes da queima de carvão em termelétricas, ou ainda , ou ainda 
da queima de casca de arroz.da queima de casca de arroz.
A função da cinza volante é, então, substituir a fração fina (arA função da cinza volante é, então, substituir a fração fina (argila) do solo, gila) do solo, 
uma vez que pode reagir com a cal, embora o tamanho da cinza sejuma vez que pode reagir com a cal, embora o tamanho da cinza seja a 
diferente do da argila.diferente do da argila.
Os principais estados produtores de cinza volante no Brasil são Os principais estados produtores de cinza volante no Brasil são o Rio o Rio 
Grande do Sul e Santa Catarina. No Rio Grande do Sul, as principGrande do Sul e Santa Catarina. No Rio Grande do Sul, as principais fontes ais fontes 
produtoras de cinza volante são as termelétricas de produtoras de cinza volante são as termelétricas de CandiotaCandiota e e 
Charqueadas, o COPESUL e a RIOCELL. Charqueadas, o COPESUL e a RIOCELL. 
Solo-cal-cinza
Solo-Cinza-Cal
150.00050.000--FigueiraPR
672.000472.000808.000408.000Jorge LacerdaSC
276.000126.5001.000,000295.060Charqueadas
---5.000São Jerônimo
450.000375.0002.200,0001.500,000CandiotaRS
Ano de 2005AnualAno de 2005Atual
Cinza pesada (t)Cinza volante (t)TermelétricaEstado
Capacidade máxima de produção de cinzas em 1995 
e estimativa para o ano de 2005
UTILIZAÇÃO DE CINZAS VOLANTES UTILIZAÇÃO DE CINZAS VOLANTES 
Em termos construtivos destacamEm termos construtivos destacam--se: se: 
a execução, em 1986a execução, em 1986--87, de um trecho de 3 km com base de solo87, de um trecho de 3 km com base de solo--
cinza volantecinza volante--cal no acesso à COPESULcal no acesso à COPESUL
a execução do arruamento de a execução do arruamento de CandiotaCandiota III, com emprego de mistura III, com emprego de mistura 
de 10% de cal + 90% de cinza (sem solo)de 10% de cal + 90% de cinza (sem solo)
a aplicação dos resultados obtidos pelo Prof. Cláudio Dias, na a aplicação dos resultados obtidos pelo Prof. Cláudio Dias, na 
construção de trechos experimentais na cidade de Rio Grande construção de trechos experimentais na cidade de Rio Grande 
(200m na Av. Buarque de Macedo),no arruamento do Campus (200m na Av. Buarque de Macedo), no arruamento do Campus 
Carreiros da FURG e no Balneário do Laranjal, em Pelotas.Carreiros da FURG e no Balneário do Laranjal, em Pelotas.
Solo-cal-cinza
ESPECIFICAÇÕES PARA CONTROLE DA QUALIDADE DA CAL E DA CINZA ESPECIFICAÇÕES PARA CONTROLE DA QUALIDADE DA CAL E DA CINZA 
VOLANTEVOLANTE
As cinzas volantes deverão apresentar as seguintes As cinzas volantes deverão apresentar as seguintes características químicascaracterísticas químicas::
% SiO% SiO22 (sílica) + %Al(sílica) + %Al22OO33 (alumina) (alumina) ≥≥ 60%60%
% de carbono orgânico % de carbono orgânico << 3%. Esta limitação se deve a que o carbono orgânico 3%. Esta limitação se deve a que o carbono orgânico 
consome cal sem dar origem a produtos consome cal sem dar origem a produtos cimentantescimentantes..
Por outro lado, também deverão apresentar as seguintes Por outro lado, também deverão apresentar as seguintes características físicascaracterísticas físicas::
% de material retido na peneira n% de material retido na peneira n°° 325 325 ≤≤ 30%30%
superfície específica superfície específica ≥≥ 2500 cm2500 cm22/g/g
Em geral o tamanho da cinza volante é equivalente aos grãos de Em geral o tamanho da cinza volante é equivalente aos grãos de siltesilte. Sua forma é. Sua forma é
esférica e a distribuição granulométrica bastante uniforme.esférica e a distribuição granulométrica bastante uniforme.
Solo-cal-cinza
Estabilização com soloEstabilização com solo--cimentocimento
SoloSolo--CimentoCimento
DistinguemDistinguem--se três categorias de estabilização com cimento:se três categorias de estabilização com cimento:
SoloSolo--cimento como base ou subcimento como base ou sub--base de pavimentos;base de pavimentos;
SoloSolo--cimento plástico usado no revestimento de canais, valas e taludecimento plástico usado no revestimento de canais, valas e taludes; es; e
solo modificado: base, subsolo modificado: base, sub--base e reforço de subleito de pavimentos.base e reforço de subleito de pavimentos.
Os parâmetros que definem a condição de solo modificado são avalOs parâmetros que definem a condição de solo modificado são avaliados iados 
pelos índices físicos. No solopelos índices físicos. No solo--cimento plástico a umidade deve ser a cimento plástico a umidade deve ser a 
necessária para obternecessária para obter--se a consistência de argamassa. A metodologia de se a consistência de argamassa. A metodologia de 
análise de comportamento é a mesma dos cimentos análise de comportamento é a mesma dos cimentos PortlandPortland de argamassa.de argamassa.
No Estado do Rio Grande do Sul a construção de pavimentos com caNo Estado do Rio Grande do Sul a construção de pavimentos com camadas madas 
estabilizadas com cimento remonta a década de 50, quando foi exeestabilizadas com cimento remonta a década de 50, quando foi executado cutado 
um trecho de 29 km na BRum trecho de 29 km na BR--116, entre Porto Alegre e São Leopoldo. No 116, entre Porto Alegre e São Leopoldo. No 
início dos anos 90, os pavimentos com base de soloinício dos anos 90, os pavimentos com base de solo--cimento totalizavam cimento totalizavam 
800 km, aos quais se acrescentavam outros 25 km com sub800 km, aos quais se acrescentavam outros 25 km com sub--base de solo base de solo 
modificado por cimento.modificado por cimento.
MECANISMOS DE ESTABILIZAÇÃO SOLOMECANISMOS DE ESTABILIZAÇÃO SOLO--CIMENTOCIMENTO
Em Em solos granularessolos granulares sem argila a ação sem argila a ação cimentantecimentante se dá através dos produtos se dá através dos produtos 
gerados na hidratação e hidrólise do cimento e o mecanismo é a cgerados na hidratação e hidrólise do cimento e o mecanismo é a cimentação dos imentação dos 
grãos nos pontos de contato. grãos nos pontos de contato. 
Em solos de Em solos de granulometriagranulometria densa a cimentação será bem mais efetiva. Em solos de densa a cimentação será bem mais efetiva. Em solos de 
granulometriagranulometria uniforme (areia de duna), o número de contatos é menor, sendo muniforme (areia de duna), o número de contatos é menor, sendo maior aior 
consumo de cimento para obterconsumo de cimento para obter--se o mesmo efeito se o mesmo efeito cimentantecimentante..
Em Em solos predominantemente argilosossolos predominantemente argilosos a ação a ação cimentantecimentante principal se dá por principal se dá por 
reações secundárias. reações secundárias. 
O cimento O cimento PortlandPortland é um material heterogêneo que contém produtos é um material heterogêneo que contém produtos cimentantescimentantes de de 
forma forma anidraanidra: C: C33S, CS, C22S, CS, C33A e CA e C44AF. AF. 
(Lembra(Lembra--se que na nomenclatura de estabilização físicose que na nomenclatura de estabilização físico--química química 
C = C = CaOCaO; S = SiO; S = SiO22; A = Al; A = Al22OO33; F = Fe; F = Fe22OO33 e H = He H = H220).0).
Solo-cimento
MECANISMOS DE HIDRATAÇÃO E MECANISMOS DE HIDRATAÇÃO E 
PROPRIEDADES ELETROCINÉTICASPROPRIEDADES ELETROCINÉTICAS
CIMENTO PORTLANDCIMENTO PORTLAND →→ material heterogêneo apresentando:material heterogêneo apresentando:
Fases Fases SilicatadasSilicatadas –– CC33S , CS , C22SS
Fases Aluminosas Fases Aluminosas –– CC33A , CA , C44AFAF
Onde: C = Onde: C = CaOCaO ; S = SiO; S = SiO22 ; A = Al; A = Al22OO33 ; F = Fe; F = Fe22OO33 ; H = H; H = H22OO
Fonte principal de resistência Fonte principal de resistência →→ fases fases silicatadassilicatadas →→ hidrataçãohidratação
MECANISMOS DA HIDRATAÇÃO DO CIMENTOMECANISMOS DA HIDRATAÇÃO DO CIMENTO
1a. Fase 1a. Fase –– Componentes do cimento começam a reagir Componentes do cimento começam a reagir liberando o hidróxido de liberando o hidróxido de 
cálciocálcio que se dissolve parcialmente na fase aquosa, elevando o que se dissolve parcialmente na fase aquosa, elevando o pH para 13pH para 13. Fase . Fase 
exotérmica (40 cal/g/h) e dura aproximadamente 5 a 10 minutos.exotérmica (40 cal/g/h) e dura aproximadamente 5 a 10 minutos.
2a. Fase 2a. Fase –– Período de indução, durante o qual as superfícies dos grãos ficPeríodo de indução, durante o qual as superfícies dos grãos ficam am 
cobertos com cobertos com géis neogéis neo--formadosformados. Forma. Forma--se uma camada gelatinosa de silicatos e se uma camada gelatinosa de silicatos e 
aluminatosaluminatos hidratados dos grãos de cimentohidratados dos grãos de cimento
3a. Fase 3a. Fase –– Endurecimento do gelEndurecimento do gel, promovendo a ligação entre os grãos parcialmente , promovendo a ligação entre os grãos parcialmente 
hidratados. Duração aproximada de 6 horas.hidratados. Duração aproximada de 6 horas.
4a. Fase 4a. Fase –– Endurecimento total do gel.Endurecimento total do gel.
Solo-cimento
EM SOLOS MUITO GRANULARES E SEM ARGILAEM SOLOS MUITO GRANULARES E SEM ARGILA
Ação Ação cimentantecimentante se dá através de produtos da HIDRATAÇÃO E se dá através de produtos da HIDRATAÇÃO E 
HIDRÓLISE.HIDRÓLISE.
Mecanismo: cimentação dos grãos entre si em seus pontos de contaMecanismo: cimentação dos grãos entre si em seus pontos de contato.to.
Solos bem graduados e densosSolos bem graduados e densos →→ grande número de pontos de contato e a grande número de pontos de contato e a 
cimentação é mais efetiva.cimentação é mais efetiva.
Solos uniformesSolos uniformes →→ menor número de pontos de contato, sendo necessário menor número de pontos de contato, sendo necessário 
uma maior quantidade de cimento para cimentação efetiva.uma maior quantidade de cimento para cimentação efetiva.
EM SOLOS PREDOMINANTEMENTE ARGILOSOSEM SOLOS PREDOMINANTEMENTE ARGILOSOS
Ação Ação cimentantecimentante se dá através das REAÇÕES SECUNDÁRIAS.se dá através das REAÇÕES SECUNDÁRIAS.
Cimento Cimento PortlandPortland é um material heterogêneo contendo C3S , C2S , C3A , é um material heterogêneo contendo C3S , C2S , C3A , 
C4AFC4AF
Solo-cimento
MÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLOMÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLO--CIMENTO CIMENTO –– HistóricoHistórico
Anos 20: Experiências com misturas em alguns departamentosestadAnos 20: Experiências com misturas em alguns departamentos estaduais em uais em 
estradas dos Estados Unidos.estradas dos Estados Unidos.
1935: Trecho experimental em 1935: Trecho experimental em JohnsonvilleJohnsonville, Carolina do Sul, Estados Unidos., Carolina do Sul, Estados Unidos.
1935: Programa de pesquisa da PCA (1935: Programa de pesquisa da PCA (PortlandPortland CementCement AssociationAssociation))
1939: Na Inglaterra inicia1939: Na Inglaterra inicia--se o estudo pelo se o estudo pelo RoadRoad ResearchResearch LaboratoryLaboratory, , 
baseado na experiência da PCS.baseado na experiência da PCS.
1940: No Brasil, adaptação dos métodos desenvolvidos pela PCA p1940: No Brasil, adaptação dos métodos desenvolvidos pela PCA para uso no ara uso no 
país (ABCP).país (ABCP).
Desenvolvimento dos ensaiosDesenvolvimento dos ensaios--padrão na pesquisa da PCApadrão na pesquisa da PCA
Uma das principais conclusões significativas é que os princípiosUma das principais conclusões significativas é que os princípios de de 
compactação de solos propostos por compactação de solos propostos por ProctorProctor (1929) são válidos também para (1929) são válidos também para 
solosolo--cimento.cimento.
Na determinação do teor de cimento dois requisitos são necessáriNa determinação do teor de cimento dois requisitos são necessários:os:
1. Integridade sob a ação do tráfego1. Integridade sob a ação do tráfego
2. Integridade com relação aos esforços induzidos por variação d2. Integridade com relação aos esforços induzidos por variação das condições as condições 
ambientais.ambientais.
Solo-cimento
MÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLOMÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLO--CIMENTO CIMENTO –– HistóricoHistórico
ObservouObservou--se a necessidade de adoção de métodos para medir o efeito da varse a necessidade de adoção de métodos para medir o efeito da variação iação 
do do teor de cimentoteor de cimento, , teor de umidadeteor de umidade e e peso específicopeso específico sobre as propriedades sobre as propriedades 
físicas das misturas compactadas de solofísicas das misturas compactadas de solo--cimento.cimento.
Para minimizar a dispersão pelos efeitos da hidratação do cimentPara minimizar a dispersão pelos efeitos da hidratação do cimento é necessário um o é necessário um 
período mínimo de período mínimo de cura de 7 diascura de 7 dias em câmara úmida.em câmara úmida.
VerificouVerificou--se que os se que os ensaios de secagem e molhagemensaios de secagem e molhagem e de e de congelamento e congelamento e 
degelodegelo são capazes de induzir efeitos internos semelhantes aos geradossão capazes de induzir efeitos internos semelhantes aos gerados pela pela 
variação de umidade. Enquanto os ensaios de molhagem e secagem rvariação de umidade. Enquanto os ensaios de molhagem e secagem reproduzem os eproduzem os 
esforços de retração; os de congelamento e degelo reproduzem esfesforços de retração; os de congelamento e degelo reproduzem esforços de orços de 
expansão.expansão.
Durante a execução destes ensaios determinamDurante a execução destes ensaios determinam--se variações de volume, umidade e se variações de volume, umidade e 
peso.peso.
Para evitar resultados erráticos (dispersão muito grande) em terPara evitar resultados erráticos (dispersão muito grande) em termos de perda de mos de perda de 
peso em amostras com baixo teor de cimento, foi desenvolvido propeso em amostras com baixo teor de cimento, foi desenvolvido processo de cesso de 
escovamentoescovamento para remoção de material solto.para remoção de material solto.
Solo-cimento
MÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLOMÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLO--CIMENTOCIMENTO
Critérios selecionadosCritérios selecionados
Variação de volume (máxima). Indica que o cimento estaria mantenVariação de volume (máxima). Indica que o cimento estaria mantendo a mistura do a mistura 
intacta, prevenindo variação de volume.intacta, prevenindo variação de volume.
Teor de umidade (máximo). Também indica a resistência à destruiçTeor de umidade (máximo). Também indica a resistência à destruição devido à ão devido à 
variação de volume.variação de volume.
Perda de peso (máxima). É o principal critério. Indica a resistêPerda de peso (máxima). É o principal critério. Indica a resistência à desintegração ncia à desintegração 
devido às forças internas de retração e expansão induzidas pelosdevido às forças internas de retração e expansão induzidas pelos ensaios.ensaios.
Resistência à compressão simples (crescente). Aumentos de resistResistência à compressão simples (crescente). Aumentos de resistência com o tempo ência com o tempo 
de cura e o teor de cimento indicam que o cimento está em cura nde cura e o teor de cimento indicam que o cimento está em cura norma; e que o solo orma; e que o solo 
não está interferindo em sua hidratação.não está interferindo em sua hidratação.
Ensaios adotados como normas em 1944/45Ensaios adotados como normas em 1944/45
Test for MoistureTest for Moisture--Density Relations of SoilDensity Relations of Soil--Cement Cement 
ASTMASTM-- D558D558--57 AASHTO57 AASHTO--T134T134--5757
Wetting and Drying Test of Compacted SoilWetting and Drying Test of Compacted Soil--Cement MixturesCement Mixtures
ASTMASTM--D559D559--57 AASHTO57 AASHTO--T135T135--5757
Freezing and Thawing Test of Compacted SoilFreezing and Thawing Test of Compacted Soil--Cement MixturesCement Mixtures
ASTMASTM--D560D560--57 AASHTO57 AASHTO--T136T136--5757
Em 1957 foram introduzidas mudanças para reduzir o tempo de ensaEm 1957 foram introduzidas mudanças para reduzir o tempo de ensaio, a quantidade io, a quantidade 
de material e trabalho resultando nas normas acima.de material e trabalho resultando nas normas acima.
Solo-cimento
MÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLOMÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLO--CIMENTOCIMENTO
MÉTODO INDIANOMÉTODO INDIANO
O método está baseado na superfície específica. Considera que asO método está baseado na superfície específica. Considera que as partículas de partículas de 
cimento sejam eletricamente carregadas e que sua presença junto cimento sejam eletricamente carregadas e que sua presença junto ao solo aumenta ao solo aumenta 
a condutividade elétrica da massa de solo e cimento compactada.a condutividade elétrica da massa de solo e cimento compactada.
Critério: satisfação físicoCritério: satisfação físico--química do solo pelo cimento (teor ótimo para haver química do solo pelo cimento (teor ótimo para haver 
completa floculação). Interação elétrica do cimento e colóides completa floculação). Interação elétrica do cimento e colóides negativamente negativamente 
carregados de argila.carregados de argila.
Grande vantagem: simplicidade e rapidez (normalmente se completaGrande vantagem: simplicidade e rapidez (normalmente se completa em 10 dias)em 10 dias)
..
Solo-cimento
2 horas após
Logo após a 
agitação
y = -0,8192x2 + 16,729x + 8,4555
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Teor de cimento (%)
Va
ria
çâ
o 
vo
lu
m
ét
ric
a 
(%
)
Gráfico da variação volumétrica pelo teor de cimento
MÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLOMÉTODOS DE DOSAGEM DO SOLO--CIMENTOCIMENTO
Normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnica)Normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnica)
NBR 12023 (1992). SoloNBR 12023 (1992). Solo--cimento cimento –– Ensaio de compactação.Ensaio de compactação.
NBR 12024 (1992). SoloNBR 12024 (1992). Solo--cimento cimento –– Moldagem e cura de Moldagem e cura de corposcorpos--dede--
privapriva cilíndricos.cilíndricos.
NBR 12025 (1992). SoloNBR 12025 (1992). Solo--cimento cimento –– Ensaio de compressão simples Ensaio de compressão simples 
de corposde corpos--dede--prova cilíndricos.prova cilíndricos.
NBR 12253 (1992). Dosagem para emprego como camada de NBR 12253 (1992). Dosagem para emprego como camada de 
pavimento.pavimento.
NBR 13554 (1996). SoloNBR 13554 (1996). Solo--cimento cimento –– Ensaio de durabilidade por Ensaio de durabilidade por 
molhagem e secagem.molhagem e secagem.NORMA GERAL DE DOSAGEM DA ABCPNORMA GERAL DE DOSAGEM DA ABCP
Fixa critérios de ensaios a serem realizados.Fixa critérios de ensaios a serem realizados.
Estabelece critérios para a interpretação dos resultados destes Estabelece critérios para a interpretação dos resultados destes ensaios.ensaios.
Especificações gerais da NormaEspecificações gerais da Norma
Durabilidade Durabilidade –– perda de peso no ensaio de molhagem e secagemperda de peso no ensaio de molhagem e secagem
Solos Solos –– A1, A2A1, A2--4, A24, A2--5, A3 5, A3 →→ 14%14%
Solos Solos –– A2A2--6, A26, A2--7, A4, A3 7, A4, A3 →→ 10%10%
Solos Solos –– A6, A7 A6, A7 →→ 7%7%
Resistência à compressão simplesResistência à compressão simples
Crescente com o tempo de cura e com o teor de cimento.Crescente com o tempo de cura e com o teor de cimento.
NORMA GERAL DE DOSAGEM DA ABCPNORMA GERAL DE DOSAGEM DA ABCP
Norma Simplificada de Dosagem da ABCPNorma Simplificada de Dosagem da ABCP
Fundamento:Fundamento:
Um solo arenoso com determinada Um solo arenoso com determinada granulometriagranulometria e peso específico e peso específico 
aparente máximo requererá, de acordo com o critério de perda de aparente máximo requererá, de acordo com o critério de perda de 
peso nos ensaios de durabilidade, o mesmo teor de cimento que peso nos ensaios de durabilidade, o mesmo teor de cimento que 
outro apresentando o mesma outro apresentando o mesma granulometriagranulometria e o mesmo peso e o mesmo peso 
específico aparente máximo, desde que apresente uma resistência específico aparente máximo, desde que apresente uma resistência 
à compressão aos 7 dias superior a um valor estabelecido.à compressão aos 7 dias superior a um valor estabelecido.
NORMA SIMPLIFICADA DE DOSAGEM DA ABCPNORMA SIMPLIFICADA DE DOSAGEM DA ABCP
Norma Simplificada de Dosagem Norma Simplificada de Dosagem 
da ABCPda ABCP
Norma Simplificada de Dosagem da ABCPNorma Simplificada de Dosagem da ABCP
Mistura de solo-cimento em usina
Brita graduada tratada 
com cimento (BGTC)
Brita graduada 
simples (BGS)
Brita Graduada Tratada com CimentoBrita Graduada Tratada com CimentoBrita Graduada Tratada com Cimento
BGTC
BGS
Revestimento asfáltico
Solo Arenoso Fino Laterítico
Pavimento “invertido” semi-rígido
Solo-CimentoSoloSolo--CimentoCimento
Solo-cimento
Outras aplicações de misturas de solo-cimento: paredes, tijolos, revestimento, etc....
Estabilização de solos Estabilização de solos 
com betume e cloretoscom betume e cloretos
SoloSolo--betumebetume
A estabilização com betume é empregada com:A estabilização com betume é empregada com:
materiais granulares nãomateriais granulares não--coesivos, aos quais o betume coesivos, aos quais o betume adiciona adiciona 
resistênciaresistência (por aumento da coesão), e (por aumento da coesão), e 
com materiais coesivos, os quais o betume com materiais coesivos, os quais o betume torna a prova d’águatorna a prova d’água, , 
reduzindo a perda de resistência que sofreriam com o aumento do reduzindo a perda de resistência que sofreriam com o aumento do teor de teor de 
umidade. umidade. 
Os dois efeitos dependem em parte da formação de filmes ao redorOs dois efeitos dependem em parte da formação de filmes ao redor das das 
partículas dos solos, o que evita a absorção de água, e em partepartículas dos solos, o que evita a absorção de água, e em parte do do 
preenchimento dos vazios, que impede a penetração da água no solpreenchimento dos vazios, que impede a penetração da água no solo. o. 
Uma característica essencial, diferente de outros processos de Uma característica essencial, diferente de outros processos de 
estabilização, é que os betumes são materiais termoplásticos e pestabilização, é que os betumes são materiais termoplásticos e portanto ortanto 
suas características de resistência e suas características de resistência e deformabilidadedeformabilidade dependem da dependem da 
temperatura.temperatura.
SoloSolo--betumebetume
Nos Estados Unidos as primeiras experiências relatadas sobre estNos Estados Unidos as primeiras experiências relatadas sobre estabilização abilização 
de solos com asfaltos diluídos(AD) datam dos anos 40. de solos com asfaltos diluídos(AD) datam dos anos 40. 
No Brasil, as experiências se concentraram principalmente no NorNo Brasil, as experiências se concentraram principalmente no Nordeste deste 
(areia(areia--asfalto) e no Estado de São Paulo (soloasfalto) e no Estado de São Paulo (solo--asfalto).asfalto).
No Rio Grande do Sul, destacamNo Rio Grande do Sul, destacam--se:se:
1958 1958 -- Emprego de mistura de solo arenoso com asfalto diluído na base Emprego de mistura de solo arenoso com asfalto diluído na base 
do pavimento da BRdo pavimento da BR--101, trecho 101, trecho OsórioOsório--MorroMorro Alto, em uma extensão de Alto, em uma extensão de 
23 km23 km
19581958--1970 1970 -- Base de soloBase de solo--asfalto (6% em peso de asfalto diluído de cura asfalto (6% em peso de asfalto diluído de cura 
rápida) na base do pavimento da BRrápida) na base do pavimento da BR--471, Quinta471, Quinta--Santa Vitória do Santa Vitória do 
Palmar, em uma extensão de 106 km.Palmar, em uma extensão de 106 km.
Recentemente, a partir dos resultados da pesquisa desenvolvida pRecentemente, a partir dos resultados da pesquisa desenvolvida por or 
BottinBottin Filho (1997), temFilho (1997), tem--se empregado solo arenoso estabilizado com se empregado solo arenoso estabilizado com 
asfalto a quente na base do pavimento da rodovia RSTasfalto a quente na base do pavimento da rodovia RST--101.101.
Modos de estabilização com betumeModos de estabilização com betume
Os betumes são adequados para os seguintes métodos de estabilizaOs betumes são adequados para os seguintes métodos de estabilização:ção:
Mistura íntimaMistura íntima:: cada partícula do solo é envolta por uma película de cada partícula do solo é envolta por uma película de 
ligante, portanto as partículas não se tocam diretamente.ligante, portanto as partículas não se tocam diretamente.
Impermeabilização mecânicaImpermeabilização mecânica:: empregamempregam--se teores de betume se teores de betume 
pequenos, apenas suficientes para vedar os vazios evitando a paspequenos, apenas suficientes para vedar os vazios evitando a passagem sagem 
de água, de modo a que ela não atinja as partículas de argila.de água, de modo a que ela não atinja as partículas de argila.
Estabilização de agregadosEstabilização de agregados:: a película de betume proporciona coesão a película de betume proporciona coesão 
aos agregados. Os agregados de partículas argilosas são envolvidaos agregados. Os agregados de partículas argilosas são envolvidos por os por 
película de asfalto, mas não os grãos individualmente.película de asfalto, mas não os grãos individualmente.
Membrana de proteçãoMembrana de proteção:: o envolvimento por membranas betuminosas o envolvimento por membranas betuminosas 
de massas de solo devidamente compactadasde massas de solo devidamente compactadas
Solo-betume
Tipos construtivos usuaisTipos construtivos usuais
A seguinte terminologia se aplica aos produtos estabilizados:A seguinte terminologia se aplica aos produtos estabilizados:
SoloSolo--asfaltoasfalto:: solos coesivos (pouco plásticos) que o asfalto torna pouco solos coesivos (pouco plásticos) que o asfalto torna pouco 
sensíveis à água.sensíveis à água.
AreiaAreia--asfaltoasfalto:: areias sem finos, cujas partículas são cimentadas pelo areias sem finos, cujas partículas são cimentadas pelo 
asfalto.asfalto.
Estabilização por impermeabilização mecânicaEstabilização por impermeabilização mecânica:: solos com boa solos com boa 
graduação de partículas grossas e finas e que se compacta bem, graduação de partículas grossas e finas e que se compacta bem, 
tornamtornam--se a prova d’água por meio de distribuição de quantidades muito se a prova d’água por meio de distribuição de quantidades muito 
pequenas de betume.pequenas de betume.Tratamento com óleoTratamento com óleo:: a superfície de uma estrada de terra tem a sua a superfície de uma estrada de terra tem a sua 
resistência à água e ao desgaste aumentadas pela aplicação de asresistência à água e ao desgaste aumentadas pela aplicação de asfalto falto 
diluído de cura lenta (diluído de cura lenta (roadroad oiloil).).
Solo-betume
Materiais comumente utilizadosMateriais comumente utilizados
(a) Produtos betuminosos(a) Produtos betuminosos
Para otimizar a penetração e a adesão no solo, os betumes são gePara otimizar a penetração e a adesão no solo, os betumes são geralmente ralmente 
misturados ao solo pulverizado, na forma de emulsão, asfalto dilmisturados ao solo pulverizado, na forma de emulsão, asfalto diluído (uído (cutcut--
backsbacks) ou espuma de asfalto. Também tem) ou espuma de asfalto. Também tem--se utilizado cimentos se utilizado cimentos asfálticosasfálticos
de petróleo (CAP) a quente. O DAER, na sua especificação ESde petróleo (CAP) a quente. O DAER, na sua especificação ES--P 17/91 P 17/91 
(Areia asfalto a quente) indica o emprego de CAP 20, nos teores (Areia asfalto a quente) indica o emprego de CAP 20, nos teores em peso em peso 
de 5,5 a 9,0%, de acordo com a faixa granulométrica dos agregadode 5,5 a 9,0%, de acordo com a faixa granulométrica dos agregados.s.
A escolha entre os tipos de estabilizantes betuminosos depende dA escolha entre os tipos de estabilizantes betuminosos depende do tipo de o tipo de 
equipamento disponível para a mistura, bem como da temperatura eequipamento disponível para a mistura, bem como da temperatura e
umidade do local onde a camada estabilizada será executada. Tambumidade do local onde a camada estabilizada será executada. Também ém 
quanto mais fino o solo, menor deverá ser a velocidade de cura dquanto mais fino o solo, menor deverá ser a velocidade de cura do asfalto o asfalto 
diluído.diluído.
Solo-betume
Materiais comumente utilizadosMateriais comumente utilizados
(b) Solos(b) Solos
Critérios para seleção de solos para estabilização betuminosa (MCritérios para seleção de solos para estabilização betuminosa (Mitchell):itchell):
ϕϕmáx máx << 1/3 da espessura da camada do pavimento a ser executada1/3 da espessura da camada do pavimento a ser executada
>> 50% passando na peneira #450% passando na peneira #4
35 a 100% passando na peneira #4035 a 100% passando na peneira #40
<< 20% passando na peneira #20020% passando na peneira #200
IP IP << 10 e LL10 e LL<< 4040
Resulta que os solos mais adequados seriam os AResulta que os solos mais adequados seriam os A--1, A1, A--2 e A2 e A--33
ObservaObserva--se que a especificação DAERse que a especificação DAER--ESES--P 17/91 estabelece que o equivalente P 17/91 estabelece que o equivalente 
de areia (EA) dos agregados não deve ser menor do que 40%de areia (EA) dos agregados não deve ser menor do que 40%
Concentrações elevadas de sal ou matéria orgânica podem diminuirConcentrações elevadas de sal ou matéria orgânica podem diminuir a eficiência a eficiência 
do betume. O sal ou a matéria orgânica envolvem as partículas dedo betume. O sal ou a matéria orgânica envolvem as partículas de solo e solo e 
reduzem a reduzem a adesividadeadesividade entre as partículas do solo e o betume.entre as partículas do solo e o betume.
Solo-betume
DosagemDosagem
Como ponto de partida sugereComo ponto de partida sugere--se a fórmula empírica de Johnson, baseada na se a fórmula empírica de Johnson, baseada na 
granulometriagranulometria::
onde:onde:
P é % de asfalto em pesoP é % de asfalto em peso
A é a % de solo retido na peneira #10A é a % de solo retido na peneira #10
B é a % que passa na peneira #10 e fica retida na peneira #40B é a % que passa na peneira #10 e fica retida na peneira #40
C é a % que passa na peneira #40 e fica retida na peneira #200C é a % que passa na peneira #40 e fica retida na peneira #200
D é a % que passa na peneira #200D é a % que passa na peneira #200
A partir desse valor calculado variaA partir desse valor calculado varia--se o teor de asfalto, estudandose o teor de asfalto, estudando--se as propriedades se as propriedades 
mecânicas, até atingirmecânicas, até atingir--se o teor ótimo.se o teor ótimo.
Na escolha final do teor de asfalto deve considerarNa escolha final do teor de asfalto deve considerar--se:se:
Tendência à absorção de água (limitada em 7% pelas normas americTendência à absorção de água (limitada em 7% pelas normas americanas)anas)
Resistência determinada por um dos seguintes ensaios:Resistência determinada por um dos seguintes ensaios:
CBR (especificaCBR (especifica--se o valor mínimo de 80, embora a experiência australiana relatase o valor mínimo de 80, embora a experiência australiana relata
execução bem sucedida com valores mínimos de 50).execução bem sucedida com valores mínimos de 50).
RCS após imersão (valores mínimos sugeridos variam de 5,3 a 17,6RCS após imersão (valores mínimos sugeridos variam de 5,3 a 17,6 kgf/cm2kgf/cm2))
A especificação DAERA especificação DAER--ESES--P 17/91 estabelece para areiaP 17/91 estabelece para areia--asfalto a quente:asfalto a quente:
Volume de vazios: 3 a 8%Volume de vazios: 3 a 8%
Relação betume/vazios: 65 a 82%Relação betume/vazios: 65 a 82%
Estabilidade Marshall: 180Estabilidade Marshall: 180--400 kgf (para 50 golpes) e 250400 kgf (para 50 golpes) e 250--550 kgf (75 golpes)550 kgf (75 golpes)
Solo-betume
0,09D 0,03C0,02B0,015A P +++=
Solo Solo --asfaltoasfalto
Base de pavimento de soloBase de pavimento de solo-- emulsão após mais de 20 anos de uso, emulsão após mais de 20 anos de uso, 
revestido de TS estrada estadual RJrevestido de TS estrada estadual RJ
Estabilização com cloretosEstabilização com cloretos
É um tipo de estabilização que se aplica essencialmente a solos É um tipo de estabilização que se aplica essencialmente a solos que já são que já são 
intrinsecamente satisfatórios (solos granulares bem graduados).intrinsecamente satisfatórios (solos granulares bem graduados).
Os cloretos de cálcio e de sódio têm sido empregados como Os cloretos de cálcio e de sódio têm sido empregados como redutores de póredutores de pó em em 
estradas não revestidas desde os anos 30. O primeiro relato dataestradas não revestidas desde os anos 30. O primeiro relato data de 1913, quando de 1913, quando 
esses materiais foram usados no tratamento antiesses materiais foram usados no tratamento anti--pó em estradas com macadame pó em estradas com macadame 
hidráulico.hidráulico.
Em geral, os cloretos são empregados na estabilização de solos gEm geral, os cloretos são empregados na estabilização de solos granulares bem ranulares bem 
graduados. Os tipos mais comuns são: CaClgraduados. Os tipos mais comuns são: CaCl2 2 , , NaClNaCl e MgCle MgCl22 (muito corrosivo).(muito corrosivo).
Os sais mantêm o Os sais mantêm o pavimento úmidopavimento úmido, diminuindo a geração de pó, devido à , diminuindo a geração de pó, devido à 
absorção de umidade do ar e evitando a evaporação. São bastante absorção de umidade do ar e evitando a evaporação. São bastante abundantes: o abundantes: o 
salgemasalgema, água do mar, salmouras naturais, salmouras artificiais refugad, água do mar, salmouras naturais, salmouras artificiais refugadas do as do 
processo processo SolveySolvey ((fabircaçãofabircação de carbonato de sódio com emprego da amônia, à partir de carbonato de sódio com emprego da amônia, à partir 
do do NaClNaCl e do CaCOe do CaCO22..
Este tipo de estabilização tem Este tipo de estabilização tem curta duraçãocurta duração, pois os cloretos são , pois os cloretos são lixiviadoslixiviados pela pela 
água das chuvas. Isso exige a aplicação do tratamento uma a duaságua das chuvas. Isso exige a aplicação do tratamento uma a duas vezes por ano, vezes por ano, 
numa proporção de 0,8 kg/mnuma proporção de 0,8 kg/m22 . A porcentagem de peso usual é de 0,5 a 1%. Em . A porcentagem de peso usual é de 0,5 a 1%. Em 
camadas de base há menos lixiviação do sal, sendo este aplicadocamadas de base há menos lixiviaçãodo sal, sendo este aplicado à razão de 1kg de à razão de 1kg de 
sal por msal por m22 para cada 5cm de espessura de camada compacta.para cada 5cm de espessura de camada compacta.
BIBLIOGRAFIA BÁSICABIBLIOGRAFIA BÁSICA
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