Geocélulas no reforço de estradas florestais: métodos de dimensionamento

Abstract

As estradas florestais pertencem ao grupo de estradas não pavimentadas e são um importante meio de ligação a zonas rurais e florestais, permitindo o acesso às zonas florestais para efeitos comerciais e de combate a incêndios. Estas estradas têm menores exigências funcionais, devido à sua baixa utilização. Assim, as deformações aparecem precocemente na camada superficial e na fundação, originando intervenções de manutenção mais frequentes, levando a um elevado custo de manutenção a longo prazo. A utilização de geossintéticos, nomeadamente geocélulas, como técnica de reforço em estradas florestais, conduzirá a um menor número de intervenções a longo prazo e a uma maior capacidade de carga da estrutura, reduzindo assim, as deformações. Para contribuir para a utilização deste tipo de solução, neste trabalho foram compilados métodos de dimensionamento de solo reforçado com geocélulas e divididos em três grupos consoante calculam diretamente a altura da camada de base necessária, a capacidade de carga e o acréscimo de pressão de confinamento. Foi desenvolvida uma folha de cálculo em que os vários métodos de dimensionamento foram implementados. Para avaliar essa implementação procurou-se fazer a validação dos métodos recorrendo a informação e/ou casos de estudo dos autores de cada método. Nem sempre foi possível completar esta tarefa, dado que alguns métodos não são acompanhados de informação suficiente para isso e que alguns parâmetros utilizados são difíceis de estimar. Posteriormente foi realizado um estudo paramétrico para cada método, analisando-se a influência de parâmetros relevantes, que incluem as características do solo de fundação, propriedades do material de enchimento da geocélula, solicitação aplicada. Verificou-se que ao reforço com geocélulas é benéfico e permite reduzir a altura da camada de base, aumentar a capacidade de carga e aumentar a pressão de confinamento. Foi possível concluir que quando o solo de fundação é mais resistente o benefício da geocélula é menor (e menos necessário) e, em geral, melhores características do solo de enchimento, da geocélula e um maior valor da carga aplicada aumentam o benefício do reforço com geocélulas.

Forest roads belong to the group of unpaved roads and are an important means of connecting rural and forest areas, providing access to forest areas for commercial and firefighting purposes. These roads have lower functional demands, due to their low utilization. Thus, deformations appear early in the surface layer and foundation, causing more frequent maintenance interventions, leading to high long-term maintenance costs. The use of geosynthetics, namely geocells, as a reinforcement technique for forest roads will lead to fewer long-term interventions and a higher load-bearing capacity of the structure, thus reducing deformations. To contribute to the use of this type of solution, in this paper, methods for the design of geocell-reinforced soil were compiled and divided into three groups according to whether they directly calculate the height of the required base course, the bearing capacity and the increase in confining pressure. A spreadsheet was developed in which the various design methods were implemented. To evaluate this implementation, the validation of the methods using information and/or case studies from the authors of each method was attempted. It was not always possible to complete this task, as some methods are not accompanied by enough information for that and some of the parameters used are difficult to estimate. Subsequently, a parametric study was performed for each method, analyzing the influence of relevant parameters, which include the characteristics of the foundation soil, properties of the geocell fill material, applied load. It was found that reinforcement with geocells is beneficial and allows reducing the height of the base course, increasing the bearing capacity, and increasing the confining pressure. It could be concluded that when the foundation soil is more resistant the benefit of geocell is smaller (and less necessary) and in general, better characteristics of the infill soil, geocell and a higher value of the applied load increase the benefit of geocell reinforcement.