REVISÃO DAS PROPRIEDADES REQUERIDAS PARA PROJETO UTILIZANDO GEOTÊXTIL

Autor: Departamento Técnico – Atividade Bidim

INTRODUÇÃO

Assunto

Revisão das propriedades requeridas para projeto utilizando geotêxtil.

Geossintético

Manta Geotêxtil

Descrição

Este artigo explica que a gramatura do geotêxtil não é um parâmetro considerado para projeto, e novas normas e manuais indicam que as propriedades relevantes para projeto são as propriedades mecânicas e hidráulicas, dependendo da aplicação do geotêxtil.

INTRODUÇÃO

Hoje em dia ainda falamos muito em gramatura para definir o tipo de geotêxtil ao qual estamos indicando em nossos projetos, mas, cabe salientar que a gramatura já não é mais considerada em nosso cotidiano, sendo esta propriedade física substituída pelas propriedades mecânicas ou hidráulicas no geotêxtil indicado.

Várias recomendações para o correto uso do geotêxtil estão ao nosso alcance, podendo citar: a nova Norma

Brasileira de Instalação em Trincheiras Drenantes (ABNT NBR 15224:2005), o novo Manual de Pavimentação do DNIT (2006), o Manual Brasileiro de Geossintéticos do Prof. Vertematti (2004) e ainda a revisão do Manual de Drenagem do DNIT (2006) e a Tabela de preços do DER e DERSA de Paulo.

NORMA DE TRINCHEIRAS DRENANTES

A Norma de Trincheiras Drenantes (ABNT NBR 15224:2005), foi elaborada no Comitê Brasileiro de Construção Civil (ABNT/CB02), pela Comissão de Estudo de Geossintéticos (CE-02:153.19), onde participam os principais nomes relaciona a geossintéticos no Brasil, podendo citar inúmeros professores das melhores instituições do País.

Esta Norma é a primeira Norma Brasileira que considera a Resistência a Tração e a Resistência ao Puncionamento como propriedades relevantes para o projeto com a utilização de geotêxtis. Ela foi publicada em 31/05/2006 valendo a partir de 30/06/2005, sendo então uma norma nova.

Em trincheiras drenantes, o geotêxtil deve cumprir prioritariamente a função de filtração e complementarmente a função de separação.

Para desempenhar a função de filtração, o geotêxtil deve atender as propriedades hidráulicas indicadas pelo método de dimensionamento adotado pelo projetista. A norma não indica tais valores.

Para garantir a integridade do geotêxtil a ser instalado, é necessário que este possua características mecânicas que garantam sua sobrevivência aos esforços da fase de instalação e durante a vida útil da obra.

Em função do método construtivo, das condições de lançamento do material drenante, da resistência do solo escavado e das condições gerais da obra, recomenda-se que o geotêxtil tenha resistência a tração e ao puncionamento conforme indicado abaixo para os níveis de solicitação indica:

1. Nível I trincheiras pouco profundas (≤1 m), terreno regularizado, agregado pouco contundente e compactação leve, devemos ter uma resistência a tração mínima de 8 kN/m e uma resistência ao puncionamento mínima de 1,5 kN;
2. Nível II Adotado quando uma das solicitações do Nível I não se verificar, devemos ter uma resistência a tração mínima de kN/m e uma resistência ao puncionamento mínima de 2,3 kN;
3. Em obras de grande responsabilidade os valores devem ser reavalia.

Segundo a norma, o projeto também deve levar em consideração outras características do geotêxtil, tais como:

tipo de polímero, estrutura etc., assegurando o desempenho durante a vida útil da obra.

MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO DO DNIT

O Instituto de Pesquisas Rodoviárias (IPR), do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes (DNIT), dando prosseguimento ao Programa de Revisão e Atualização de Normas e Manuais Técnicos, apresenta a to a terceira edição do Manual de Pavimentação.

O Manual de Pavimentação do DNIT teve a sua primeira edição publicada em 1960. Este Manual é o principal objeto de consulta para os projetistas que trabalham em obras federais e em projetos onde as Normas do DNIT devem ser seguidas. Em conjunto com livros edita por professores renomados no país, este Manual é a principal orientação nesta área.

Este Manual engloba a construção de rodovias, desde o seu planejamento até a execução em si, passando pelo projeto, equipamentos a serem utiliza e procedimentos de dimensionamento.

Como não poderia deixar de ser, há um capítulo sobre projeto de pavimento onde temos um item que fala de projeto de drenagem. Este item está bem definido no que diz respeito à utilização de geotêxtis como elemento de filtro em sistemas de drenagem de pavimentos.

Segundo o manual:

“Os drenos mais modernos construí com “mantas de geotêxtil”, aderentes às paredes das valas só utilizam como enchimento o material drenante, pois a manta já é filtrante. Quanto às pesquisas realizadas (Estado do Paraná) a este respeito, mostraram que os drenos construí com “mantas de geotêxtil”, além das facilidades executivas que oferecem, são os mais eficientes na retenção de finos solos locais, que não são carreados para o interior do material drenante e interior tubos, retardando o processo de “colmatação” destes dispositivos.

“As mantas geotêxtis utilizadas como materiais filtrantes nos drenos devem ser nãotecido, agulha e atender aos seguintes requisitos básicos:”

Tabela 1 Requisitos básicos das mantas geotêxtis (DNIT, 2006).

MANUAL BRASILEIRO DE GEOSSINTÉTICOS

A redação do Manual Brasileiro de Geossintéticos esteve a cargo de 26 renomados profissionais com larga experiência teórica e prática no assunto, a maioria com mestrado e doutorado em importantes instituições acadêmicas do Brasil e do exterior. Em conjunto a isso, soma-se a coordenação do Eng.  Carlos Vertematti, uns principais entendedores da aplicação de geotêxtis do Brasil.

Esta obra, lançada em 2004, veio para suprir a necessidade engenheiros brasileiros em informação no que diz respeito à aplicação de geossintéticos a obras civis, sendo hoje a referência nacional no assunto.

A seguir citaremos trechos do livro onde são referenciadas as propriedades relevantes para cada tipo de projeto.

Aplicação em Reforço de Solos

O perfeito desempenho da função reforço de um geossintético não depende apenas de um correto dimensionamento esforços solicitantes de projeto, mas também da sua correta especificação, através de valores adequa de suas propriedades relevantes. (Vertematti, 2004).

Segundo Vertematti (2004), podemos resumir como relevantes, para o desempenho da função reforço, as seguintes propriedades:

• Resistência a Tração, T (kN/m);
• Elongação sob tração, ε (%);
• Taxa de deformação, ε’ (%/s);
• Módulo de rigidez à tração, J (kN/m);
• Comportamento em fluência (depende do tipo de polímero);
• Resistência aos esforços de instalação;
• Resistência a degradação ambiental; – Interação mecânica com o solo envolvente; – Fatores de redução.

Aplicação em Filtração

Um sistema filtrante mal dimensionado ou com desempenho ruim pode causar falhas na estrutura de terra ou de concreto em barragens, margens de rios, enrocamentos de proteção ou de contenção, ou em estradas. As conseqüências seriam desastrosas e a reparação muito cara, quando não impossível ou inacessível. (Vertematti, 2004).

Por esta razão, um sistema filtrante com geotêxtil deve ser concebido e dimensionado adequadamente, especificado corretamente e instalado com segurança. As principais propriedades associadas aos sistemas filtrantes estão relacionadas a seguir (Vertematti, 2004):

• Diâmetro de filtração (abertura de filtração);
• Flexibilidade;
• Permeabilidade;
• Resistência à passagem de água;

• Resistência à agressividade do meio ambiente; – Resistência a perfurações dinâmicas; – Energia de deformação absorvida.

Contenção em Obras Hidráulicas

Segundo Vertematti (2004), dependendo das funções que o geossintético irá desempenhar na obra hidráulica, um maior número de propriedades será dele exigido. Listamos, a seguir, as principais e mais relevantes:

• Permeabilidade. Deve ser alta nos geotêxtis.

• Retenção. Os geotêxtis devem reter as partículas sólidas que tendem a ser deslocadas pelo fluxo hídrico.

• Resistência ao Puncionamento. Principalmente quando o geotêxtil está em contato direto com gabiões, enrocamentos, brita e concreto.

• Rugosidade. Deverá ser grande quando for necessário mobilizar a resistência de interfaces de materiais, e desprezível quando em contato direto com o fluxo de água.

• Flexibilidade. É importante na maioria casos, pois o geotêxtil deve se amoldar a superfície do solo- base e, caso este se movimente, acompanhar seu deslocamento.

• Resistência a Tração. Em geral, nas obras hidráulicas, os geotêxtis são submeti ao tracionamento pela ação do peso de solos satura ou da própria água, nas ações de marés, variações de níveis, ondas e fluxos tangenciais.

• Resistência Químico-Físico-Biológica. O geossintético deve resistir, em função de cada projeto específico, a ataque de raios ultravioleta e microrganismos.

• Resistência nas costuras. Nas reformas, a resistência a tração das costuras, em todas as emendas, é de vital importância para a integridade do sistema durante a vida útil da obra.

• Resistência a escoamento. Em todas as aplicações em que o geotêxtil é tracionado por longo prazo, devem-se levar em consideração os fatores de redução específicos.

Aplicações em Drenagens

Quando no desempenho da função drenagem, os geotêxtis apresentam elevada capacidade de escoamento, o que, no entanto, pode variar significativamente dependendo das tensões confinantes de compressão a que estiverem sujeitos na obra (Vertematti, 2004).

As propriedades relevantes para a aplicação em drenagem são:

• Propriedades físicas. A densidade do geotêxtil, a espessura e outras características específicas definem seu formato, constituição, posição do filtro etc.

• Propriedades mecânicas. Tais como: Resistência a Tração, Resistência a Compressão e Resistência ao Cisalhamento.

• Propriedades hidráulicas. A transmissividade define a capacidade do geotêxtil em transportar rapidamente volumes eleva de líqui, sendo, portanto, sua principal característica, diretamente ligada a função drenante.

• Propriedades de durabilidade. Indicam a manutenção das suas principais propriedades ao longo do tempo.

• Propriedades ambientais. Devem ser consideradas as alterações do geotêxtil ao longo do tempo por efeito da temperatura, pela natureza do líquido transportado, sua viscosidade, e pela possibilidade de desenvolvimento de microrganismos no núcleo drenante, o que pode diminuir a sua transmissividade a longo prazo.

Aplicações em Separação de Materiais

Segundo Vertematti (2004), para que um geotêxtil exerça a função principal de elemento separador, ele deverá ser capaz de:

• Reter os finos provenientes do solo de fundação (capacidade de retenção);
• Resistir aos esforços a que será submetido ao longo da vida útil da obra (capacidade de sobrevivência).

As principais solicitações a que o geossintético poderá estar submetido nesse tipo de aplicação e que influenciarão em seu funcionamento são: tração localizada, estouro, perfuração e impacto.

Aplicações em Proteção

Para que o geotêxtil possa exercer a função principal de elemento protetor, dependendo do tipo de aplicação, ele deve apresentar uma ou mais das seguintes propriedades: (Vertematti, 2004).

• Ser capaz de resistir a esforços de puncionamento;
• Ser capaz de resistir a esforços de tração localizada;
• Ser capaz de resistir e não propagar rasgos;
• Ser capaz de absorver esforços de compressão, por diminuição de volume; – Ser capaz de aumentar o atrito de interface entre os materiais que o envolvem; – Ser permeável, permitindo o fluxo livre de flui.

Aplicações em Restauração de Pavimentos

 propriedades relevantes para os geotêxtis:

• Resistência a tração > 7 kN/m (NBR 824);
• Capacidade de retenção de ligante betuminoso > 0,9 L/m² (Texas DOT-3099);
• Ponto de amolecimento > 180^oC (apenas geotêxtis de poliéster são capazes de suportar esta temperatura).

Aplicações em Controle de Erosão Superficial

Segundo Vertematti (2004), os geotêxtis selecionam para desempenhar a função de controle de erosões devem atender, basicamente, a um ou mais seguintes requisitos:

• Reter os finos provenientes solos subjacentes ou materiais erodíveis transporta;
• Resistir às velocidades de escoamento e aos esforços tangenciais provoca pelo fluxo de águas superficiais.

Outros aspectos e solicitações que deverão ser igualmente verificadas, em função das condições de implantação do sistema de proteção e das particularidades locais da obram são: resistência a tração, permissividade, perfuração e impacto.

MANUAL DE DRENAGEM DO DNIT

O Manual de Drenagem do DNIT é uma ferramenta essencial para o dimensionamento de drenos para rodovias. Este Manual foi editado em 1990 e está passando pela sua primeira revisão. O referido Manual apresenta os critérios usualmente adota pelos projetistas de drenagem rodoviária, buscando-se a simplificação de procedimentos e a facilidade de sua aplicação.

O Capítulo 7 do Manual fala sobre a aplicação do geotêxtil e seu dimensionamento como filtro bem como sua instalação na obra. Abaixo iremos citar algumas partes do referido texto contido no Manual.

“Como tantos outros materiais aplica em obras de engenharia, os geotêxtis possuem características (propriedades) que definem seu comportamento quando instala em uma estrutura pertencente à obra.”

“As características de permeabilidade e retenção de partículas são primordiais para o desempenho da função Filtração do geotêxtil, mas, para garantir a eficácia do mesmo durante sua instalação e vida útil, ocasião em que esforços mecânicos poderão danificá-lo, é muito importante a escolha final de um geotêxtil em relação ao outro levando-se em conta as características que seguem (Resistência à esforços de instalação): – Resistência à tração;

• Alongamento;
• Resistência ao Funcionamento;
• Resistência ao estouro;
• Resistência à propagação do rasgo.

TABELA DE PREÇOS DO DER/DERSA DE SÃO PAULO

A tabela de preços em vigor (abril de 2006) para o estado de Paulo, no que diz respeito ao DER e DERSA não leva mais em consideração as propriedades físicas do geotêxtil, e sim a sua resistência a tração (propriedades mecânicas).

Cabe salientar que as resistências à tração consideradas na Tabela 2 são as mesmas encontradas na linha RT, possibilitando uma comparação direta da tabela RT com a tabela DER/DERSA.

Tabela 2 Especificação da Manta Geotêxtil na tabela do DER/DERSA.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

Concluímos que a gramatura do geotêxtil não é um parâmetro considerado para projeto. As novas normas e manuais indicam que as