Pavimento 31i59

1. PAVIMENTO 1.1 Definição Segundo a NBR 7207⁄82 da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT colhe-se a seguinte definição: “O pavimento é uma estrutura construída após a terraplenagem e destinada, econômica e simultaneamente, em seu conjunto, à: A ) Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; B ) Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; C ) Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento”. Essa estrutura, construída sobre a camada final de terraplenagem (CFT) é constituída de várias camadas e vários materiais de diferentes características de resistência e deformabilidade. Esta estrutura assim constituída apresenta um elevado grau de complexidade no que se refere ao cálculo das tensões e deformações. 1.2 Cargas no pavimento.

Quando o veículo se desloca com uma velocidade V, o pavimento rodoviário recebe uma carga Q do veículo, gerando tensões superficiais, vertical (o) de ação compressiva e horizontal (o) de natureza cisalhante, conforme ilustra.

1.3 Camadas Constituintes Subleito: Camada irregular sobre o subleito. Corrige falhas da camada final de terraplenagem ou de um leito antigo de estrada de terra. Reforço do Subleito: Quando existente, trata-se de uma camada de espessura constante sobre o subleito regularizado. Tipicamente um solo argiloso de qualidades superiores a do subleito. Sub-base: Entre o subleito (ou camada de reforço deste) e a camada de base. Material deve ter boa capacidade de e. Previne o bombeamento do solo do subleito para a camada de base. Base: Abaixo do revestimento, fornecendo e estrutural. Sua rigidez alivia as tensões no revestimento e distribui as tensões nas camadas inferiores. Revestimento: camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do rolamento dos veículos, que se destina, economicamente. 2. CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS DOS PAVIMENTOS 2.1 PAVIMENTOS FLEXÍVEIS São aqueles em que todas as camadas constituintes sofrem deformação “elástica” significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas. As camadas constituintes não trabalham à tração e, normalmente, são constituídos de revestimento asfáltico delgado sobre camadas puramente granulares. A capacidade de e é função das características de distribuição de cargas por um sistema de camadas sobrepostas, onde as de melhor qualidade estão posicionadas mais próximas da carga aplicada. O dimensionamento clássico do pavimento flexível é função da resistência à compressão (Índice de e ⁄ CBR) do subleito e da carga do tráfego, também considerando as características geotécnicas dos materiais a serem empregados nas múltiplas camadas da estrutura projetada, em que na definição da espessura de cada camada considera-se o valor da

sua capacidade de e (IS⁄CBR) e da carga atuante. Salienta-se que o material solo não resiste a esforços de tração. 2.1.1 

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Descrição das camadas de um pavimento flexível Regularização do subleito – camada com espessura variável – executada quando se faz necessária a preparação do subleito da estrada, para conformá-lo , transversal e longitudinalmente, com o projeto – pode em alguns trechos não ocorrer – deve ser executada sempre que possível em aterro Reforço do subleito – camada necessária quando o subleito possui baixa capacidade de carga – é também utilizada para redução da espessura da sub-base – possui espessura constante – é construída acima da regularização e possui características técnicas superiores ao material do subleito e inferiores ao material que vier acima Sub-base – camada utilizada para reduzir a espessura da base – exerce as mesmas funções da base, sendo complementar a esta – tem como funções básicas resistir às cargas transmitidas pela base, drenar infiltrações e controlar a ascensão capilar da água, quando for o caso Base – camada estruturalmente mais importante – função: – resistir e distribuir os esforços provenientes da ação do tráfego, atenuando a transmissão destes esforços às camadas subjacentes – geralmente é construída com materiais estabilizados granulometricamente ou quimicamente, através do uso de aditivos (cal, cimento, betume etc) Revestimento – Destinado a melhorar a superfície de rolamento quanto às condições de conforto e segurança, além de resistir ao desgaste – É constituído por uma combinação de agregado mineral e material betuminoso – o agregado (cerca de 90% a 95%) – a e transmite as cargas aplicadas pelos veículos – resiste ao desgaste imposto pelas solicitações – material betuminoso (asfalto) – compõe entre 5% e 10% do revestimento – elemento aglutinante, que liga os agregados – ação impermeabilizante (oferece resistência à ação das águas provenientes das chuvas)

2.1.2 

Tipos de Revestimentos de Pavimentos Flexíveis

Concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ): – Definição: mistura executada a quente em usina apropriada, com características específicas, composta por agregado mineral graduado, material de enchimento (filer) e ligante betuminoso, espalhada e compactada a quente – Norma DNIT 031/2006-ES. Pavimentos Flexíveis – Concreto Asfáltico – Especificação de Serviço. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (Antiga: Especificação de serviço DNER-ES 313/97. Pavimentação – Concreto betuminoso. Norma Rodoviária. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)  Pré-misturado a quente: quando o ligante e o agregado são misturados e espalhados na pista ainda quentes  Pré-misturado a frio: – Definição: mistura executada à temperatura ambiente em usina apropriada, composta por agregado mineral graduado, material de enchimento (filer) e emulsão asfáltica, espalhada e compactada a frio – Especificação de serviço DNER-ES 317/97. Pavimentação – pré-misturado a frio. Norma Rodoviária. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem  Areia asfalto a quente: – Definição: mistura executada a quente, em usina apropriada, de agregado miúdo, material de enchimento (filer) e cimento asfáltico, espalhada e compactada a quente – Norma DNIT 032/2005-ES. Pavimentos Flexíveis – Areia Asfalto a quente – Especificação de Serviço. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes (Antiga: Especificação de serviço DNER-ES 312/97. Pavimentação – Areia asfalto a quente. Norma Rodoviária. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem)  Micro revestimento asfáltico a frio com emulsão modificada por polímero: – Definição: consiste na associação de agregado miúdo, material de enchimento (filer), emulsão asfáltica modificada por polímero, água e aditivos se necessário, com consistência fluida, uniformemente espalhada e compactada a frio. Os agregados podem ser areia, pó de pedra ou ambos – Especificação de serviço DNIT 035/2005. Pavimentos flexíveis – micro revestimento asfáltico a frio com emulsão modificada por polímero. Norma rodoviária. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes  Revestimentos betuminosos por penetração invertida ou tratamentos superficiais:

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– –

– –

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2.1.3

Definição de tratamento superficial simples (TSS): camada de revestimento do pavimento constituída de uma aplicação de ligante betuminoso coberta por camada de agregado mineral, submetida à compressão Especificação de serviço DNER-ES 308/97. Pavimentação – tratamento superficial simples Definição de tratamento superficial duplo (TSD): camada de revestimento do pavimento constituída por duas aplicações sucessivas de ligante betuminoso, cobertas cada uma por camada de agregado mineral, submetidas à compressão Especificação de serviço DNER-ES 309/97. Pavimentação – tratamento superficial duplo Definição de tratamento superficial triplo (TST): camada de revestimento do pavimento constituída por três aplicações sucessivas de ligante betuminoso, cobertas cada uma por camada de agregado mineral, submetidas à compressão Especificação de serviço DNER-ES 310/97. Pavimentação – tratamento superficial triplo

Execução

Regularização do subleito São operações de corte ou aterro para conformar transversal e longitudinalmente a estrada. Engloba pista e acostamento com movimentos de terra máximo de 20 cm de espessura. Os principais serviços a serem executados são a busca da umidade ótima e a compactação até atingir 100% de densidade aparente máxima seca. Reforço do subleito O reforço do subleito é executado sobre o subleito regularizado. As características do material a ser utilizado devem ser superiores ao do subleito e largura de execução desta camada é igual à da regularização ou seja (pista + acostamento). Escavação, carga e descarga Os tratores produzem o material na jazida e armazenam numa praça. As carregadeiras retiram o material da praça e carregam os caminhões. Estes últimos transportam o material da jazida até a pista, descarregando em pilhas. Empilhamento Ao descarregar o material na pista, os caminhões formam pilhas. Mistura e espalhamento No caso de haver 2 ou mais materiais a serem utilizados, procede-se a mistura antes do espalhamento. A mistura pode ser feita com o emprego de: - Máquinas agrícolas e motoniveladora (Patrol); - Máquinas móveis: equipamento pulvimisturador (pulvimix) ou usina móvel;

- Máquinas estacionárias ou usinas fixas. Espalhamento É feito com o emprego de motoniveladora. A espessura solta do material a ser espalhado pode ser calculada, sendo função da espessura da camada acabada. 2.2 PAVIMENTOS RÍGIDOS Considerado como sendo aqueles em que o revestimento ⁄ base tem uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado. Exemplo típico: pavimento constituído de lajes de concreto de cimento Portland. Seu dimensionamento é baseado em propriedades resistentes da placa de concreto de cimento, as quais são apoiadas em uma camada de transição entre a placa de concreto e o subleito, denominada de sub-base. O dimensionamento do pavimento rígido é função, principalmente, da resistência à compressão da placa de concreto, do subleito e da carga do tráfego, sendo que o processo de dimensionamento é feito com base na resistência à tração na flexão da placa. A determinação da espessura é conseguida, portanto, a partir da resistência à tração do concreto e são feitas considerações em relação à fadiga, coeficiente de reação do subleito e cargas aplicadas. São pouco deformáveis e, se convenientemente projetados e construídos, apresentam uma vida útil maior que a dos pavimentos flexíveis.

2.2.1

DOS TIPOS DE PAVIMENTO RÍGIDO

Pavimento de Concreto Simples Os pavimentos de concreto simples de cimento Portland devem ser dotados de barras de ligação e de transferência. As placas de concreto devem ser retangulares, com exceção das placas de concordância, que devem ser dotadas de armadura simples distribuída descontínua. As placas devem possuir juntas longitudinais de articulação e transversais de retração conforme indicado no projeto. As juntas de articulação e retração devem ser preenchidas com material do tipo polietileno, isopor, cortiça ou similar e preenchidas com selante. Placas de Concreto Simples com Barras de Transferência Excelente alternativa de pavimentação para estradas, vias marginais, grandes avenidas, corredores de ônibus, aeroportos, portos etc. Possui custo inicial competitivo, quando comparado com o pavimento flexível, em condições de tráfego pesado. Suas principais características são: durabilidade, qualidade de superfície, conforto de rolamento, custo inicial competitivo, baixo custo de manutenção, baixo custo de operação, resistência aos agentes químicos, resistência a abrasão, resistência mecânica, segurança e menor consumo de energia elétrica. Pavimentos Armados Com Armação Descontínua Nos casos em que a armação é descontínua, as juntas, apesar de aparecerem a intervalos maiores, de 8 a 15 m, não são eliminadas. Entre uma e outra, no centro da placa, surge uma trinca. A função da armadura é, portanto, impedir a evolução da fissura. Esse tipo de projeto recebe o nome de descontinuamente armado. Pavimentos Armados Com Armação Contínua

Quando o pavimento é continuamente armado, não existem juntas transversais de retração. O resultado é o aparecimento - previsto - de pequenas trincas transversais a cada 1,2 m. Comum na Bélgica, esses projetos prevêem a distância entre as trincas. O custo é superior aos demais, mas o desempenho é maior e a vida útil mais longa. Concreto Rolado De custo inicial mais baixo que o do concreto convencional, o concreto rolado – ou compactado com rolo - é indicado para revestimento de locais em que há circulação de veículos em baixa velocidade, mesmo que pesados. Exemplos são rodovias vicinais, pavimentos urbanos, pátios de manobras e armazéns. O uso desse concreto - com baixa quantidade de água - também é adequado para subbase de pavimentos, como é o caso do Rodoanel Mário Covas, em São Paulo. Segundo Carvalho, da AB (Associação Brasileira de Concreto Portland), explica que nessa aplicação do concreto rolado, evita deformações excessivas e uniformiza o e. 2.2.2

Equipamentos para Execução

O espalhamento, adensamento e acabamento do concreto devem ser executados com vibroacabadora de formas deslizantes, de bitola regulável e tração própria, constituída fundamentalmente de: a) estrutura montada sobre chassis de rodas pneumáticas ou esteiras; b) bitola regulável entre 3,50 m e 7,50 m ou entre 3,50 m e 14,00 m; c) receptor frontal de concreto, abrangendo toda a largura da pista, provido de caçamba receptora, pá-distribuidora inferior ou sem fim, com saída regulável para descargas; d) dispositivo regularizador do concreto distribuído; e) sistema vibrador: bateria de vibradores de imersão de alta frequência, superior a 60 HZ, em conjunto com unidades de vibradores hidráulicos, fixados numa barra de altura adequada com controle individual de vibração; régua vibratória de superfície, dotada de vibradores de parede; f) régua regularizadora oscilante, pré-acabadora; g) régua acabadora; h) formas-deslizantes fixas à viga vibratória; i) sistema de controle eletrônico para alinhamento e nivelamento da pavimentadora, por meio de fio-guia, apoiado lateralmente em hastes metálicas reguláveis para caminho dos apalpadores eletrônicos. 2.2.3 Execução Preparo da Superfície

A superfície a receber a camada do pavimento de concreto deve estar perfeitamente limpa e desempenhada, conformada geometricamente, devendo ter recebido a prévia aprovação por parte da fiscalização. O coeficiente de recalque do conjunto de camadas subjacente à placa de concreto deve ser maior que o itido em projeto. A camada subjacente deve ser isolada da camada de concreto através de filme plástico, papel kraft ou imprimação asfáltica conforme definido em projeto. Assentamento de Armadura Barras de Ligação nas Juntas Longitudinais Devem ter o diâmetro, espaçamento e comprimento definidos no projeto. Devem estar limpas e isentas de óleo ou qualquer substância que prejudique sua aderência ao concreto. Barras de Transferência nas Juntas Transversais Devem ser obrigatoriamente ligas e retas, com diâmetro, espaçamento e comprimento definidos no projeto. O processo de instalação deve garantir sua imobilidade na adequada posição, mantendo-as, além do mais, paralelas à superfície acabada e ao eixo longitudinal do pavimento. Lançamento, Espalhamento, Adensamento e Acabamento O lançamento do concreto deve ser feito, de preferência, por descarga lateral à pista, independentemente da largura em que se ajustar o equipamento de formas deslizantes. Podese itir também, o retrolançamento, desde que a sub-base tenha resistência suficiente para ar o tráfego dos caminhões basculantes sem que sua qualidade seja afetada. Em qualquer dos casos, devem ser formadas pilhas de pequenas alturas, para reduzir o trabalho de espelhamento e evitar a segregação do concreto. No espalhamento do concreto podem ser usadas, além da pá-distribuidora do sistema de formas deslizantes, rosca sem-fim, pá triangular móvel ou caçamba que receba o concreto, distribuindo-o por toda a largura da pista. Essa distribuição deve ter altura uniforme e relevante para a operação de vibração. A alimentação do equipamento deve ser contínua, mantendo velocidade constante de operação, evitando, deste modo, interrupções na execução do pavimento que causam desconforto ao tráfego após o endurecimento do concreto. O ponto da retomada da concretagem não deve situar-se a menos de 30 cm da junta transversal mais próxima. Quando forem realizadas duas ou mais faixas simultaneamente, a execução deve ser realizada de forma cuidadosa de forma que as juntas longitudinais coincidam com as juntas longitudinais de projeto. O adensamento do concreto é feito por vibradores hidráulicos que integram o equipamento de formas deslizantes, fixados em barras de altura variável que possibilitam executar a pista na

espessura projetada. Para garantir a qualidade do adensamento, o equipamento deve possuir cortina metálica que controle o volume do concreto a ser vibrado. A vibração superficial é feita pela grade ou régua vibratória, colocada imediatamente após os vibradores, sendo necessária uma camada superficial de argamassa para não deixar o agregado graúdo exposto. A forma final do concreto deve ser dada por duas mesas, uma fixa e outra oscilante, deixandoo praticamente acabado. Deve haver alimentação contínua do equipamento, a fim de manter homogênea a superfície final. Caso ocorra algum imprevisto que atrase o lançamento do concreto, provocando ressecamento da argamassa existente sobre a grade vibratória, prejudicando o acabamento da superfície, a concretagem deve ser paralisada e o equipamento deve ser erguido e limpo. O acabamento deve ser feito por nivelamento topográfico, com auxílio de linhas estendidas lateralmente. Enquanto o concreto estiver ainda plástico, é procedida a verificação da superfície, em toda a largura da faixa, com régua de 3 m disposta paralelamente ao eixo longitudinal do pavimento, com movimentos de vaivém e avançando de cada vez, no máximo, metade de seu comprimento. Qualquer depressão encontrada deve ser imediatamente preenchida com concreto fresco, rasada, compactada e devidamente acabada; qualquer saliência deve ser cortada e igualmente acabada. Quando a superfície se apresentar demasiadamente úmida, o excesso de água deve ser eliminado pela agem de rodos de borracha. Estes acertos devem ser executados com auxílio de pontes de serviço não apoiadas no concreto fresco, para permitir o trânsito dos operários sem atingir a superfície ainda fresca do pavimento. Após estas correções, e logo que a água superficial desaparecer, procede-se ao acabamento final. No acabamento final são introduzidas ranhuras na superfície do pavimento, aumentando sua aderência com os pneumáticos dos veículos. Esta operação deve ser realizada antes do início da pega do concreto. Junto às bordas, o acabamento obtido deve ser igual ao do restante da superfície. Não são itidas variações na superfície acabada superiores a 5 mm. Execução de Juntas Todas as juntas longitudinais e transversais devem estar em conformidade com as posições exatas indicadas no projeto, não se permitindo desvios de alinhamento superiores a 5 mm. As juntas devem ser contínuas em todo o seu comprimento. Deve ser elaborado plano de serragem das juntas transversais e longitudinais, no qual a idade do concreto no momento do corte seja determinada em ensaios de maturidade do concreto,

conforme ASTM C 1074(10). Deve ser definida a faixa de horário ideal para a serragem destas juntas para cada obra em particular, a idade do concreto é função das condições climáticas, tipo de concreto e, principalmente, do tipo de cimento utilizado, o que pode acelerar ou diminuir o tempo de corte. O prazo mínimo normalmente é 6 horas. Juntas Longitudinais O pavimento deve ser executado em faixas longitudinais parciais; a posição das juntas longitudinais de construção deve coincidir com a das longitudinais de projeto. Juntas Transversais As juntas transversais devem ser retilíneas em toda a sua extensão, perpendiculares ao eixo longitudinal do pavimento, salvo em situações particulares indicadas no projeto. Devem ser executadas de modo que as operações de acabamento final da superfície possam processar se continuamente, como se as juntas não existissem.

2.3 PAVIMENTOS INTERTRAVADOS Os pavimentos intertravados são compostos por peças pré-moldadas de concreto e constituem uma brilhante e eficaz solução para uso em ruas, calçadas, calçadões e praças, sendo largamente difundida no Brasil – tanto na construção como na reconstrução e reabilitação desse tipo de instalação urbana. Terminais de carga em portos, aeroclubes e estradas vicinais também constituem locais recomendados a essa tecnologia. As dimensões e a qualidade das peças pré-moldadas em concreto são uniformes, uma vez que sua fabricação obedece a controles rigorosos. Além disso, as formas, cores e texturas das peças e os padrões de assentamento são extraordinariamente variados, permitindo explorar harmonicamente essa característica dos pontos de vista arquitetônico e paisagístico. Os pavimentos intertravados de concreto também refletem melhor a luz do que outros tipos de

superfície e proporcionam ao usuário e ao meio ambiente excepcional conforto térmico. Mesmo sob chuva, os pavimentos intertravados de concreto não são escorregadios. A propriedade de distribuição de esforços das peças intertravadas depende essencialmente de seu formato, arranjo e espessura. A resistência à compressão das peças tem, neste aspecto, pouca influência. Pavimento flexível cuja estrutura é composta por uma camada de base (ou base e subbase), seguida por camada de revestimento constituída de peças de concreto sobrepostas em uma camada de assentamento e cujas juntas entre as peças são preenchidas por material de rejuntamento e o intertravamento do sistema é proporcionado pela contenção.

2.3.1

Especificações

A fabricação, utilização e instalação do pavimento intertravado de concreto devem atender às exigências determinadas na NBR 9781, que classifica como padrão o formato geométrico regular e especifica uma resistência mínima de compressão maior ou igual a 35 MPa. Em casos de tráfego de veículos especiais ou risco de abrasão, a resistência deve ser maior ou igual a 50 MPa. É fundamental que as arestas da face superior dos blocos intertravados estejam bisotadas e possuam dispositivos eficientes na transmissão de carga de um bloco a outro. Além disso, é importante que o pavimento seja fabricado com um controle adequado do concreto. "A fabricação do pavimento deve ser feita por processos que assegurem a obtenção de concreto suficientemente homogêneo, compacto e de textura lisa", adverte Márcio Joaquim Estefano de Oliveira, professor de materiais de construção do curso de Engenharia Civil do Instituto Mauá de Tecnologia. 2.3.2

Execução

Nivelamento e compactação do subleito:

Nesta etapa o subleito, que é a camada de fundação do piso, será preparado e nivelado para iniciar a execução. É importante respeitar o caimento necessário para conduzir a água para as redes de esgoto pluvial (normalmente um caimento de 1% é suficiente para esta finalidade). O subleito deve ser compactado com compactadores de solo (normalmente conhecidos como "sapos") para evitar que o solo ceda ou sofra deformações depois que o piso já estiver colocado. Por fim, é espalhada uma camada de brita graduada simples sobre o subleito (também conhecida como camada de base). Obs.: os materiais a serem utilizados na fundação do pavimento e a espessura de cada camada também devem ser definidos pelo projeto de pavimentação.

Instalações das compactações laterais e compactação da base: Nesta etapa é necessário instalar as contenções laterais, normalmente executadas com peças pré-fabricadas de concreto chamadas de meio-fio. A altura do meio-fio depende da espessura das camadas de base da pavimentação. A contenção lateral é importante para impedir que o pavimento saia do lugar ou sofra deformações causadas pelo trânsito de veículos, por exemplo. Espalhamento da areia de assentamento: Na pavimentação intertravada existem duas utilizações para a areia: areia de assentamento e areia de rejuntamento. A areia de assentamento forma uma espécie de "colchão" de apoio para as peças de concreto. Nesta etapa é necessário espalhar a areia de assentamento, nivelando-a na espessura especificada em projeto com guias e réguas. Alinhamento e cortes:

As peças de concreto devem ser assentadas conforme o projeto. Primeiro são colocadas as peças principais, e depois são feitos os ajustes com peças cortadas (no encontro com o meiofio, por exemplo). Cuidado para não danificar a camada de areia de assentamento nesta etapa.

NÃO

SIM

Rejuntamento, revisão e ajustes: Agora será utilizada a areia de rejuntamento. Com o piso colocado, é possível observar que ficam "espaços" entre as peças, chamados de juntas. A junta permite a acomodação do piso, além de facilitar a drenagem urbana (parte da água da chuva a pelas juntas e atinge o lençol freático). A areia de rejuntamento deve ser mais fina que a areia de assentamento, pois serve para preencher as juntas entre as peças.

A areia deve ser colocada em cima do pavimento e espalhada com a ajuda de vassouras. Após a retirada da areia de rejuntamento de cima do pavimento deve ser feita a compactação final. Com o mesmo compactador utilizado no subleito (o "sapo"), as peças devem ser compactadas para dar o acabamento final ao piso. É muito importante que o piso esteja bem limpo antes da compactação, pois durante a compactação grãos de areia de rejuntamento podem "machucar" a peça de concreto, prejudicando o aspecto final do pavimento. A compactação final deve ser bem feita, pois evitará a ocorrência de deformações e recalques futuros.