Estudo de solos modificados com adição de polímeros para uso em pavimentos rodoviários

Autores

DOI:

https://doi.org/10.58922/transportes.v33.e3025

Palavras-chave:

Estabilização de solo. Polímeros. Comportamento mecânico. Pavimento rodoviário.

Resumo

O solo é considerado um material de suporte e compõe as camadas do pavimento. Portanto, ele deve possuir características que conferem estabilidade e resistência mecânica aos esforços decorrentes do tráfego durante a vida útil do pavimento. Quando os solos não possuem as características exigidas pelos projetos, técnicas de estabilização podem tornar o solo natural adequado para os requisitos de rodovias. Com base nessa premissa, este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia da associação de polímeros na estabilização de solos para uso em pavimentos rodoviários. Foram realizados ensaios de comportamento mecânico e desgaste em quatro tipos diferentes de solos, utilizando amostras de solo puro e amostras com a adição da associação de polímeros. Com base nos resultados obtidos, a associação de polímeros aumentou os valores do Índice de Suporte Califórnia (CBR), da Resistência à Compressão Simples (UCS), da Resistência à Tração Indireta (ITS), do Módulo Resiliente (MR) e reduziu o desgaste nos ensaios LWT e WTAT. De forma geral, a associação de polímeros estudada nesta pesquisa estabiliza eficazmente os solos, tornando essa técnica eficiente nas camadas de pavimentos rodoviários.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Referências

ABNT (1984a) ABNT NBR 6459: Solo - Determinação do Limite de Liquidez. Rio de Janeiro: ABNT.

ABNT (1984b) ABNT NBR 6508: Grãos de Solos que Passam na Peneira de 4,8 mm - Determinação da Massa Específica. Rio de Janeiro: ABNT.

ABNT (1984c) ABNT NBR 7180: Solo - Determinação do Limite de Plasticidade. Rio de Janeiro: ABNT.

ABNT (1984d) ABNT NBR 7181: Solo - Análise Granulométrica. Rio de Janeiro: ABNT.

ABNT (1990) ABNT NBR 12025: Solo-Cimento – Ensaio de Compressão Simples de Corpos-de-prova Cilíndricos. Rio de Janeiro: ABNT.

ABNT (2002) ABNT NBR 14841: Asphalt Micro-surfacing - Determination of Asphalt Excess and Sand Adhesion Using LWT Machine. Rio de Janeiro: ABNT.

ABNT (2012) ABNT NBR 12253: Solo-Cimento – Dosagem para Emprego como Camada de Pavimento – Procedimento. Rio de Janeiro: ABNT.

ABNT (2014). ABNT NBR 14746: Microrrevestimentos Cold Mud and Asphalt — Determination of Wet Abrasion Loss (WTAT). Rio de Janeiro: ABNT.

Al-Khanbashi, A. and M. El-Gamal (2003) Modification of sandy soil using waterborne polymer. Journal of Applied Polymer Science, v. 88, n. 10, p. 2484-2491. DOI: 10.1002/app.12066. DOI: https://doi.org/10.1002/app.12066

Alnedawi, A.; K.P. Nepal and R. Al-Ameri (2019) Effect of loading frequencies on permanent deformation of unbound granular materials. The International Journal of Pavement Engineering, v. 22, n. 8, p. 1008-1016. DOI: 10.1080/10298436.2019.1656807. DOI: https://doi.org/10.1080/10298436.2019.1656807

Attah, I.C.; F.O. Okafor and O.O. Ugwu (2020) Optimization of California bearing ratio of tropical black clay soil treated with cement kiln dust and metakaolin blend. International Journal of Pavement Research and Technology, v. 14, n. 6, p. 655-667. DOI: 10.1007/ s42947-020-0003-6. DOI: https://doi.org/10.1007/s42947-020-0003-6

Baghini, M.S.; A. Ismail; M.R. Karim et al. (2014) Effect of styrene–butadiene copolymer latex on properties and durability of road base stabilized with Portland cement additive. Construction & Building Materials, v. 68, p. 740-749. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2014.06.061. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.06.061

Barreto, T.M.; L.L. Repsold and M.D.T. Casagrande (2018). Melhoramento de solos arenosos com polímeros. In Anais do 19º Congresso Brasileiro de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica. São Paulo: ABMS, p. 1-11.

Barros, C.O.A. (2003) Revisão da Correlação Mini-CBR/CBR para Solos do Município de São Carlos- SP. Dissertação (mestrado). Departamento de Transportes, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP. DOI: 10.11606/D.18.2017.tde-10072017-155009. DOI: https://doi.org/10.11606/D.18.2017.tde-10072017-155009

Biswal, D. R.; U.C. Sahoo and S.R. Dash (2018b) Non-destructive strength and stiffness evaluation of cement-stabilised granular lateritic soils. Road Materials and Pavement Design, v. 21, n. 3, p. 835-849. DOI: 10.1080/14680629.2018.1511458. DOI: https://doi.org/10.1080/14680629.2018.1511458

Biswal, D.R.; U.C. Sahoo and S.R. Dash (2018a) Mechanical characteristics of cement stabilised granular lateritic soils for use as structural layer of pavement. Road Materials and Pavement Design, v. 21, n. 5, p. 1201-1223. DOI: 10.1080/14680629.2018.1545687. DOI: https://doi.org/10.1080/14680629.2018.1545687

Chang, I.; J. Im and G.-C. Cho (2016) Introduction of microbial biopolymers in soil treatment for future environmentally-friendly and sustainable geotechnical engineering. Sustainability, v. 8, n. 3, p. 251. DOI: 10.3390/su8030251. DOI: https://doi.org/10.3390/su8030251

Cheng, Z. (2022) Investigation of Soil Stabilize and Strengthening by Using Biopolymer. Thesis (doctor). School of Engineering, University of Warwick. Coventry. Available at: <https://wrap.warwick.ac.uk/174034/> (accessed 05/19/2023).

DNIT (2007) DNIT-ME ES-098: Pavimentação – Base Estabilizada Granulometricamente com Utilização de Solo Laterítico – Especificação de Serviço. Rio de Janeiro: DNIT.

DNIT (2010) DNIT ME-136: Pavimentação Asfáltica – Misturas Asfálticas – Determinação da Resistência à Tração por Compressão Diametral. Rio de Janeiro: DNIT.

DNIT (2013) DNIT-ME 164: Solos – Compactação Utilizando Amostras Não Trabalhadas – Método de Ensaio. Rio de Janeiro: DNIT.

DNIT (2016) DNIT-ME 172: Solos – Determinação do Índice de Suporte Califórnia Utilizando Amostras não Trabalhadas – Método de Ensaio. Rio de Janeiro: DNIT.

DNIT (2018) DNIT-IPR 134: Pavimentação – Solos – Determinação do Módulo de Resiliência. Método de Ensaio. Rio de Janeiro: DNIT.

DNIT (2019) DNIT-ME 419: Pavimentação – Solo-Cal – Estimativa do Teor Mínimo de Cal para Estabilização Química de Solo – Método de Ensaio. Rio de Janeiro: DNIT.

Duque No, F.S. (2004) Proposição de Metodologia para a Escolha de Solo e Dosagem de Antipo Comemulsão de Xisto. Dissertação (mestrado). Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-graduação e Pesquisa de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ. Available at: <http://www.coc.ufrj.br/pt/documents2/mestrado/2004-1/1790-francisco-da-silva-duque-neto-mestrado> (accessed 03/02/2024).

Elsharief, A.M.; A.A.M. Elhassan and A.E.M. Mohamed (2013) Lime stabilization of tropical soils from Sudan for road construction, International Journal of GEOMATE, v. 4, n. 8, p. 533-8. Available at: <https://geomatejournal.com/geomate/article/view/1902> (acessed 11/27/2024).

Fall, M.; A. Sawangsuriya; C.H. Benson et al. (2007) On the investigations of resilient modulus of residual tropical gravel lateritic soils from Senegal (West Africa) . Geotechnical and Geological Engineering, v. 26, n. 1, p. 13-35. DOI: 10.1007/s10706-007-9144-5. DOI: https://doi.org/10.1007/s10706-007-9144-5

Farias, M.L.A., 2023. Estudo e Classificação de Solos Lateríticos Finos, Arenosos e Pedregulhosos Naturais e Melhorados com Ligantes Hidráulicos para Utilização em Camadas de Pavimentos Flexíveis. Tese (doutorado). Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB. Available at: <http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/32623> (accessed 01/22/2024).

Farias, M.L.A.; H.A.O. Araújo and J.K.G. Rodrigues (2023) Análise da aplicabilidade de Sistema de Classificação Universal para solos lateríticos utilizados em camadas de pavimentos. Transportes, v. 31, n. 1, p. 2750. DOI: 10.58922/transportes.v31i1.2750. DOI: https://doi.org/10.58922/transportes.v31i1.2750

Garcia, N.F.; J.R. Valdes and D.D. Cortes (2015) Strength characteristics of polymer-bonded sands. Géotechnique Letters, v. 5, n. 3, p. 212-216. DOI: 10.1680/jgele.15.00089. DOI: https://doi.org/10.1680/jgele.15.00089

Guilherme, A.T.P. (2023) Um Catálogo Simplificado de Estruturas Padrão em Pavimentos Flexíveis Dimensionados pelo Método MeDiNa Aplicável à RMF. Tese (doutorado). Pós-graduação em Engenharia de Transportes, Departamento de Engenharia de Transportes, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE. Available at: <http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/72562> (accessed 07/01/2024).

Guimarães, A.C.R.; L.M.G. Motta and C.D. Castro (2018) Permanent deformation parameters of fine – grained tropical soils. Road Materials and Pavement Design, v. 20, n. 7, p. 1664-1681. DOI: 10.1080/14680629.2018.1473283. DOI: https://doi.org/10.1080/14680629.2018.1473283

Hernández, J.; S. Vargas; M. Estévez et al. (2005) Hydrophobic modification of an expansive soil using polymers and organic compounds: a comparative study with lime. Geotechnique, v. 55, n. 8, p. 613-616. DOI: 10.1680/geot.2005.55.8.613. DOI: https://doi.org/10.1680/geot.2005.55.8.613

Huang, J.; R.B. Kogbara; N. Hariharan et al. (2021) A state-of-the-art review of polymers used in soil stabilization. Construction & Building Materials, v. 305, p. 124685. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2021.124685. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124685

Iyengar, S. R; E. Masad; A.K. Rodriguez et al. (2013) Pavement subgrade stabilization using polymers: characterization and performance. Journal of Materials In Civil Engineering, v. 25, n. 4, p. 472-483. DOI: 10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000612. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000612

Jose, A.; J.M. Krishnan and R.G. Robinson (2022) Resilient and permanent deformation response of cement-stabilized pond ash. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 34, n. 1, p. 1-13. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0004044. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0004044

Khatami, H.R. and B.C. O’Kelly (2013) Improving mechanical properties of sand using biopolymers. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, v. 139, n. 8, p. 1402-1406. DOI: 10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000861. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0000861

Kumar, P.; A.J. Puppala; J.S. Tingle et al. (2022) Resilient characteristics of polymer emulsion-treated sandy soil. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, v. 2676, n. 9, p. 526-538. DOI: 10.1177/03611981221087238. DOI: https://doi.org/10.1177/03611981221087238

Lovato, R.S. (2004) Estudo do Comportamento Mecânico de um Solo Laterítico Estabilizado com Cal, Aplicado à Pavimentação. Dissertação (mestrado). Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, RS. Available at: <http://hdl.handle. net/10183/6646> (accessed 09/02/2023).

Lucena, L.C.F.L. (2012) Estudo da Aplicação da Mistura Solo-Lodo em Base e Sub-base de Pavimentos. Tese (doutorado). Universidade Federal de Pernambuco, Recife, PE.

Macêdo, M.M. (2004) Solos Modificados com Cimento - Efeito no Módulo de Resiliência e no Dimensionamento de Pavimentos. Dissertação (mestrado). Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco. Recife. 2004. Available at: <https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/5694> (accessed 03/29/2023).

Mengue, E.; H. Mroueh; L. Lancelot et al. (2017) Mechanical improvement of a fine-grained lateritic soil treated with cement for use in road construction. Journal of Materials in Civil Engineering, v. 29, n. 11, p. 04017206. DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002059. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0002059

Miceli Jr., G. (2006) Comportamento de Solos do Estado do Rio de Janeiro Estabilizados com Emulsão Asfáltica. Dissertação (mestrado). Instituto Militar de Engenharia, Rio de Janeiro, RJ. Available at: <http://www.dominiopublico.gov.br/pesquisa/DetalheObraForm. do?select_action=&co_obra=116221> (accessed 03/09/2023).

Narzary, B.K. and K.U. Ahamad (2018) Estimating elastic modulus of California bearing ratio test sample using finite element model. Construction & Building Materials, v. 175, p. 601-609. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.04.228. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.04.228

Newman, J.K.; J.S. Tingle; C. Gill et al. (2005) Stabilization of sand using polymer emulsions. International Journal of Pavements, v. 4, n. 1-2, p. 1-12.

Newman, K. and J.S. Tingle (2004) Emulsion polymers for soil stabilization. In Proceedings of the FAA World Airport Technology Transfer Conference Proceedings. Atlantic City: NLA, p. 36-41.

Okonta, F. (2019) Pavement geotechnical properties of polymer modified weathered semiarid shale subgrade. International Journal of Pavement Research and Technology, v. 12, n. 1, p. 54-63. DOI: 10.1007/s42947-019-0007-2. DOI: https://doi.org/10.1007/s42947-019-0007-2

Onyejekwe, S. and G.S. Ghataora (2014) Soil stabilization using proprietary liquid chemical stabilizers: sulphonated oil and a polymer. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, v. 74, n. 2, p. 651-665. DOI: 10.1007/s10064-014-0667-8. DOI: https://doi.org/10.1007/s10064-014-0667-8

Pinheiro, J.H.M. (2004). Incorporação de Borracha de Pneu em Misturas Asfálticas de Diferentes Granulometrias (Processos Úmido e Seco). Dissertação (mestrado). Programa de Mestrado em Engenharia de Transportes, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, CE. Available at: <http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/4898> (accessed 15/05/2024).

Qingquan, L.; W.D. Qing and G. Zhijing (2004) The applications of non-standard stabilizers to the base course of rural roads. In Proceedings of the International Conference on Sustainable Construction Waste Management. Singapore: MPS, p. 1-13.

Rauch, A.; J. Harmon; L. Katz et al. (2002) Measured effects of liquid soil stabilizers on engineering properties of clay. Transportation Research Record: Journal of the Transportation Research Board, v. 1787, n. 1, p. 33-41. DOI: 10.3141/1787-04. DOI: https://doi.org/10.3141/1787-04

Rezende, L.R.; M.O. Marques and N.L. Cunha (2015) The use of non-conventional materials in asphalt pavements base. Road Materials and Pavement Design, v. 16, n. 4, p. 799-814. DOI: 10.1080/14680629.2015.1055334. DOI: https://doi.org/10.1080/14680629.2015.1055334

Sariosseiri, F. and B. Muhunthan (2009) Effect of cement treatment on geotechnical properties of some Washington State soils. Engineering Geology, v. 104, n. 1-2, p. 119-125. DOI: 10.1016/j.enggeo.2008.09.003. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2008.09.003

Silva, M.F. (2016) Estudo da Estabilização com Cal de um Solo Laterítico e um Solo Não Laterítico. Dissertação (mestrado). Programa de Pós-graduação em Engenharia de Transportes, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, SP. DOI: 10.11606/D.18.2016.tde-01092016-102359. DOI: https://doi.org/10.11606/D.18.2016.tde-01092016-102359

Soliz, V.V.P. (2007) Estudo de Três Solos Estabilizados com Emulsão Asfaltica. Dissertação (mestrado). Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ. Available at: <http://www.coc.ufrj.br/pt/dissertacoes-de-mestrado/107-msc-pt-2007/2156- valeria-vaca-pereira-soliz> (accessed 05/07/2024).

Tan, Y.; Y. Hu; R. Chen et al. (2020) Shrinkage mechanism of laterite modified by lime and metakaolin. Advances in Civil Engineering, v. 2020, n. 1, p. 6347597. DOI: 10.1155/2020/6347597. DOI: https://doi.org/10.1155/2020/6347597

Tingle, J.S. and R.L. Santoni (2003) Stabilization of clay soils with non-traditional additives. In Proceedings of the 8th International Conference on Low-Volume Roads, Transportation Research Board. Reno, NV: National Academy of Sciences, p. 72-84. DOI: https://doi.org/10.3141/1819b-10

Tingle, J.S.; J. K. Newman; S.L. Larson et al. (2007) Stabilization mechanisms of nontraditional additives. Journal of the Transportation Research Board, n. 1989, v. 2, n. 1, p. 59-67. DOI: 10.3141/1989-49. DOI: https://doi.org/10.3141/1989-49

TRB. (1987) State-of-the-Art Report 5: Reaction, Properties, Design, and Construction. Washington, D.C.: Transportation Research Board, National Research Council, 59 p.

Wirtgen Group. (2012) Reciclagem a Frio: Tecnologia de Reciclagem a Frio Wirtgen. Windhagen: Wirtgen Group. 370 p.

Zandieh, A.R. and S.S. Yasrobi (2010) Study of factors affecting the compressive strength of sandy soil stabilized with polymer. Geotechnical and Geological Engineering, v. 28, n. 2, p. 139-145. DOI: 10.1007/s10706-009-9287-7. DOI: https://doi.org/10.1007/s10706-009-9287-7

Downloads

Publicado

13-03-2025

Como Citar

Dantas Patricio, J., Guedes Rodrigues, J. K., de Figueiredo Lopes Lucena, L. C., Araújo e Farias, M. L., Gonçalves Duarte Mendonça, A. M., Rodrigues Guedes, L., de Oliveira Marinho, H., Tavares Marinho Filho, P. G. ., & Feitosa de Macedo, A. L. (2025). Estudo de solos modificados com adição de polímeros para uso em pavimentos rodoviários. Transportes, 33, e3025. https://doi.org/10.58922/transportes.v33.e3025

Edição

v. 33 (2025)

Seção

Artigos

Licença

Copyright (c) 2025 Jonny Dantas Patricio, John Kennedy Guedes Rodrigues, Lêda Christiane de Figueiredo Lopes Lucena, Manoel Leandro Araújo e Farias, Ana Maria Gonçalves Duarte Mendonça, Leonardo Rodrigues Guedes, Hillary de Oliveira Marinho, Paulo Germano Tavares Marinho Filho, Ana Letícia Feitosa de Macedo

Creative Commons License
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Ao submeter um manuscrito para publicação neste periódico, todos os seus autores concordam, antecipada e irrestritamente, com os seguintes termos:

  1. Os autores mantém os direitos autorais e concedem à Revista TRANSPORTES o direito de primeira publicação do manuscrito, sem nenhum ônus financeiro, e abrem mão de qualquer outra remuneração pela sua publicação pela ANPET.
  2. Ao ser submetido à Revista TRANSPORTES, o manuscrito fica automaticamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution, que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e da publicação inicial neste periódico.
  3. Os autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não exclusiva da versão do trabalho publicada neste periódico (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento da publicação inicial nesta revista, desde que tal contrato não implique num endosso do conteúdo do manuscrito ou do novo veículo pela ANPET.
  4. Os autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) depois de concluído o processo editorial. Como a Revista TRANSPORTES é de acesso livre, os autores são estimulados a usar links para o site da Revista TRANSPORTES nesses casos.
  5. Os autores garantem ter obtido a devida autorização dos seus empregadores para a transferência dos direitos nos termos deste acordo, caso esses empregadores possuam algum direito autoral sobre o manuscrito. Além disso, os autores assumem toda e qualquer responsabilidade sobre possíveis infrações ao direito autoral desses empregadores, isentando a ANPET e a Revista TRANSPORTES de toda e qualquer responsabilidade neste sentido.
  6. Os autores assumem toda responsabilidade sobre o conteúdo do trabalho, incluindo as devidas e necessárias autorizações para divulgação de dados coletados e resultados obtidos, isentando a ANPET e a Revista TRANSPORTES de toda e qualquer responsabilidade neste sentido.