2.2.8.1 Revestimento
Segundo Tannant e Regensburg (2001), o projeto da camada superficial é ligeiramente diferente das demais camadas, pois, além de obter todos os requisitos das outras camadas, terá que levar em consideração as necessidades operacionais tais como, controle de poeira, suavização do trajeto, tração e resistência do rolamento.
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O trabalho realizado por Kaufman e Ault (1977), após visitar cerca de 300 minas nos EUA, trazem os seguintes comentários relacionados aos materiais utilizados na superfície de estradas de mina: em muitas minas, especialmente de carvão e pedreiras, poucas considerações foram feitas sobre a construção de uma superfície de estrada adequada. De fato, o desenvolvimento de vias de transporte é frequentemente feito por uma simples limpeza do terreno existente. Enquanto esta prática é indubitavelmente a mais econômica na construção de estrada em termos de custo inicial, o benefício raramente tem vida longa.
As falhas de uma superfície de estrada resultam em aumento da solicitação do veículo e custos de manutenção, e retardam severamente a habilidade do mesmo percorrer o caminho com segurança. Essas dificuldades são usualmente maiores em superfícies de terra ou rochas acamadadas. Uma maior manutenção do veículo é requerida sobre superfícies rochosas por causa do excessivo desgaste do pneu. Por ser virtualmente impossível construir uma superfície rochosa livre de bordas dentadas, o desgaste contínuo acaba cortando os pneus dos veículos que por aí passam.
As estradas de terra, mesmo que profundamente compactada e estabilizada, podem causar dificuldades na manutenção tanto da estrada como dos veículos. Os problemas de poeiras são frequentes nas estações secas e, se não forem controlados podem contaminar os componentes de filtração de ar, freios e outras partes móveis, exigindo frequentes substituições desses itens. Todavia, a poeira representa um maior perigo para a segurança do operador do veículo, quando se torna tão densa que a visibilidade é consideravelmente reduzida.
A eliminação do problema da poeira requer contínua molhagem adequada da superfície, o que representa, ainda, outro expediente de manutenção. Quando submetida a elevado umedecimento, estradas de terra não estabilizadas tornam-se extremamente escorregadias e severamente desgastadas por erosão, pelo que, a manutenção deve ser aumentada para evitar barrancos de erosão. A água também lubrifica as margens de fragmentos rochosos, facilitando a sua penetração nos pneus.
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As rochas detonadas e terra inconsolidada devem ser evitadas nas superfícies de estradas referentes aos projetos mais seguros. Os principais materiais de construção para desenvolver uma superfície de estrada que garantirá uma maior segurança e eficiência operacional são rocha britada ou cascalho, concreto asfáltico, terra relocada e estabilizada. As vantagens e desvantagens de cada material são discutidas nos parágrafos seguintes e sumariadas na Tabela 2.9.
Tabela 2.9 - Vantagens e desvantagens dos vários materiais usados na superfície de estradas de mina
Material Vantagens Desvantagens
Cascalho compactado e rocha britada
Relativamente macio, superfície estável.
Custo de construção relativamente baixo.
Baixa deformação sob a carga. Baixa resistência de rolamento.
Manutenção frequentemente requerida.
Fonte do material pode requerer britagem.
Problemas de poeira em clima seco.
Erodível e sujeito a inundação. Concreto asfáltico Alto coeficiente de adesão
Problemas mínimos de poeira Superfície macia e estável Baixa resistência de rolamento Baixo custo de manutenção Alto desempenho de velocidade Baixa deformação sob cargas
Facilmente congelado em clima frio.
Necessita de base com CBR > 80.
Alto custo de construção Construção especializada Impraticável para veículos tracionados
Concreto rolado Alto coeficiente de adesão Muito baixa resistência de rolamento
Problemas mínimos de poeira Superfície macia e estável
Muito baixo custo de manutenção Altas velocidades de veículos Muito baixa deformação sob cargas
Facilmente congelado em clima frio
Necessita de base com CBR > 80
Alto custo de construção Construção especializada Impraticável para veículos tracionados
Terra estabilizada Pode diminuir a espessura da sub- base
Fraca estabilização da sub-base
Não conveniente como camada superficial
Fonte: Manual de Planejamento e Construção de Estradas para minas - Tannant e Regensburg (2001)
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No Brasil as minas não usam o concreto asfáltico, rolado e a terra estabilizada, dando preferência para materiais encontrados em abundância nos próprios locais, como o cascalho.
2.2.8.2 Materiais para Base e Sub-Base
As camadas base e sub-base foram construídas, geralmente, com materiais encontrados em abundância no local de construção da estrada, sendo a base comumente construída com cascalho da cava, e a sub-base com areia. Para adquirir a granulometria adequada, os materiais passam por um processo de estabilização granulométrica, haja vista que a utilização de materiais com granulometria especificada proporciona maior resistência à camada. Segundo Tannant e Regensburg (2001), a capacidade de um leito para suportar veículos ou outras cargas é chamada de Capacidade de Suporte.
Para a determinação desta capacidade, é necessário um procedimento detalhado, cujo responsável é o engenheiro geotécnico. Este índice é utilizado como ferramenta adicional na especificação das espessuras das camadas. Na Tabela 2.10, seguem os diferentes materiais que compõem o leito com suas respectivas capacidades de suporte:
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Para a seleção de materiais também é usado o módulo de Young, o ensaio Proctor e o Teor de Umidade Ótima. Tannant e Regensburg (2001) afirmam que estes
métodos são essenciais na determinação da espessura das camadas e suas densidades.
A Tabela 2.11, apresenta os dados do Módulo de Young, do teste Proctor e o Teor de Umidade Ótima para materiais utilizados na composição das camadas.
Tabela 2.11 - Propriedades de alguns materiais para construção de estradas
Materiais Módulo de Young - Mpa Densidade Proctor Normal-kN/m³ Teor de Umidade Ótima - % Silte 40 18 14 Siltito Britado 40 18 12 Areia 80 16-17 10-13 Cascalho Natural 330 20-22 6-9
Fonte: Manual de Planejamento e Construção de Estradas para minas- Tannant e Regensburg (2001)