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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS III PROJETO INTEGRADOR: MOBILIDADE E INFRAESTRUTURA 2020/01 – ENG. CIV. 05/A – SALA 316 CAROLINE SZUZ DA LUZ ERIKA MARQUES FABIO TAKECHI UECHI GUSTAVO MONTEIRO ESPÍNDOLA ISAAC RODRIGUES DOS SANTOS PEDRO HENRIQUE ESTEVÃO DOS SANTOS RODRIGO BATISTA GONZAGA THIAGO SILVA E SILVA VICTOR PECCIA SANCHEZ PAVIMENTAÇÃO: O ANTEPROJETO DE UMA RODOVIA NA CIDADE DE ALTO ALEGRE SÃO PAULO 2020 CAROLAINE SZUZ DA LUZ; RA.: 418108369 ERIKA MARQUES; RA.: 418105091 FÁBIO TAKECHI UECHI; RA.: 418105084 GUSTAVO MONTEIRO ESPÍNDOLA; RA.: 418100802 ISAAC RODRIGUES DOS SANTOS; RA.: 418107496 PEDRO HENRIQUE ESTEVÃO DOS SANTOS; RA.: 418108252 RODRIGO BATISTA GONZAGA; RA: 420107685 THIAGO SILVA E SILVA; RA.: 419205510 VICTOR PECCIA SANCHEZ; RA.: 419205229 PAVIMENTAÇÃO: O ANTEPROJETO DE UMA RODOVIA NA CIDADE DE ALTO ALEGRE Relatório Técnico apresentado como requisito para obtenção de nota parcial na disciplina de Projeto Integrado: Mobilidade e Infraestrutura, no curso de Engenharia Civil da Universidade Nove de Julho. Orientação: William Gladstone de Freitas Machado SÃO PAULO 2020 iii “O segredo não está na pavimentação do caminho, mas onde você vai chegar se continuar nele”. Roberto Matheus da Costa iv RESUMO O Brasil é o principal país dependente de rodovias, escoando cerca de 75% das mercadorias nelas. Ocorre que, a qualidade dos asfaltos é um dos piores, bem como o seu transporte de cargas no mundo, mesmo o rodoviarismo desencadeando o desenvolvimento socioeconômico do país em relação aos outros modais. De início, o pavimento é uma estrutura urbana formada por camadas construída acima da terraplanagem, caracterizada por resistir aos esforços do tráfego provindos de seu topo e distribui-los às camadas adjacentes, visando melhor aderência, conforto, economia e segurança para os usuários, com o menor impacto ambiental possível. Além disso, quando uma das camadas apresentam más condições de tráfego, os encargos às empresas elevam, e com isso prejudicam a harmonia de operacionalização quanto à segurança do transporte logístico ou de passeio. Outrossim, este relatório tem por objetivo apresentar de forma contextualizada os principais tipos de pavimentos, comparar o asfáltico com o de concreto, trazer embasamento teórico de drenagem urbana, exemplos de cálculos de dimensionamentos, orçamento básico e, por fim, quais os impactos e possíveis manutenções dos pavimentos existentes no Brasil? Será que há o melhor pavimento? Por que existe o rígido e o flexível? Qual o mais utilizado? Como é a realidade brasileira em drenagem e manutenção asfáltica? Estas e outras serão respondidas ao longo do estudo. Palavras-chave: Pavimento. Camada. Drenagem. Resistência. Carga. v ABSTRACT Brazil is the main country dependent on highways, passing about 75% of the goods by them. It happens that, the quality of asphalts is one of the worst, as well as its your cargo transport in the world, albeit road transport triggering the country’s socioeconomic development in relation to other modals. Initially, the pavement is an urban structure formed by layers built above the earthwork, characterized by resisting the efforts of the traffic coming from its top and distributing them to the adjacent layers, aiming at better adhesion, comfort, economy and safety for users, with the lowest possible environmental impact. In addition, when one of the layers has bad traffic conditions, the burdens on the companies increase, and thereby undermine the harmony of operation regarding the security of logistical transport or transport of ride. Furthermore, this report aims to present in a contextualized way the main types of pavements, compare the asphalt with the concrete, bring theoretical grounding of urban drainage, examples of calculations of dimensioning, basic budget and, finally, what are the impacts and possible maintenance of existing pavements in Brazil? Is there the best pavement? Why is there the rigid and the flexible? Which is the most used? How is the Brazilian reality in asphalt drainage and maintenance? These and others will be answered throughout the study. Keywords: Pavement. Layer. Drainage. Resistance. Load. vi LISTA DE ILUSTRAÇÕES FIGURAS Figura 1 – Pavimentação Asfáltica ............................................................................ 17 Figura 2 – Distribuição das Cargas no Pavimento Asfáltico ...................................... 19 Figura 3 – Solo-Agregado ......................................................................................... 20 Figura 4 – Brita Graduada com Cimento ................................................................... 20 Figura 5 - Macadâmia Betuminoso ............................................................................ 21 Figura 6 – Terminologia............................................................................................. 21 Figura 7 - Terminologia ............................................................................................. 22 Figura 8 – Revestimento Rígido em Paralelepípedo Rejuntado com Cimento .......... 22 Figura 9 – Revestimento Flexível Pré-Misturado a Quente ....................................... 22 Figura 10 – Revestimento Flexível Pré-Misturado a Frio........................................... 23 Figura 11 – Revestimento para Calçamento em Bloco de Concreto Pré-Moldado ... 23 Figura 12 – Base Flexível em Macadame Hidráulico ................................................ 23 Figura 13 – Lagos de Asfalto ..................................................................................... 25 Figura 14 – CAP: Cimento Asfáltico de Petróleo ...................................................... 25 Figura 15 – Asfalto Diluído ........................................................................................ 26 Figura 16 – Esquema de Preparação de Emulsão Asfáltica ..................................... 26 Figura 17 – Camadas do Pavimento Asfáltico ........................................................... 27 Figura 18 - BGS ........................................................................................................ 28 Figura 19 – Bica Corrida............................................................................................ 29 Figura 20 – Solo Agregado Reciclado ....................................................................... 29 Figura 21 – Ligante Asfáltico ..................................................................................... 30 Figura 22 - Agregados ............................................................................................... 31 Figura 23 – Ensaio de Compactação (Proctor Normal) ............................................. 32 Figura 24 – Infraestrutura do Pavimento Rígido ........................................................ 34 Figura 25 – Camadas do Pavimento Rígido .............................................................. 35 Figura 26 – Cimento Portland .................................................................................... 36 Figura 27 – Agregado Graúdo: classificação de britas .............................................. 37 Figura 28 - Agregado miúdo: areia ............................................................................ 37 Figura 29 – Comparativo de camadas....................................................................... 39 Figura 30 – Representação das Cargas nos Pavimentos ......................................... 40 Figura 31 – Comparação entre pavimento rígido e flexível ....................................... 41 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156630vii Figura 32 – Valores de CBRIG ................................................................................... 43 Figura 33 – Classificação técnica da rodovia ............................................................ 44 Figura 34 – Faixas Granulométricas dos materiais ................................................... 45 Figura 35 – Elementos e Nomenclaturas do pavimento ............................................ 48 Figura 36 – Resultado das espessuras adotadas ..................................................... 48 Figura 37 - Resultado do dimensionamento .............................................................. 51 Figura 38 – Distribuição porcentual do tráfego comercial e frequência de carga ...... 52 Figura 39 – Frequência de cargas por eixo de caminhões médios ........................... 52 Figura 40 – Frequência de cargas por eixo dos caminhões pesados ....................... 53 Figura 41 – Frequência de cargas por eixo dos reboques e semirreboques ............. 53 Figura 42 – Resumo do tráfego ao final do período de projeto ................................. 54 Figura 43 - Correspondência entre valores de suporte do subleito(*) ....................... 55 Figura 44 - Aumento de k devido à presença de sub-base granular ......................... 55 Figura 45 – Aumento de k devido à presença de sub-base de solo-cimento ............ 56 Figura 46 – Resumo do dimensionamento (Projeto A) .............................................. 57 Figura 47 - Cálculo da espessura de pavimentos de concreto .................................. 58 Figura 48 - Folha de cálculo da alternativa A3, para 20 cm de espessura de ........... 59 Figura 49 – Escoamento pluvial ................................................................................ 60 Figura 50 - Esquema de drenagem urbana ............................................................... 61 Figura 51 - Falhas na drenagem urbana ................................................................... 62 Figura 52 - Enchente ................................................................................................. 62 Figura 53 – Piso permeável ....................................................................................... 64 Figura 54 – Sequência de execução do assentamento do concregrama .................. 65 Figura 55 – Bacia de retenção .................................................................................. 65 Figura 56 – Telhados verdes ..................................................................................... 66 Figura 57 - Pavimentos permeáveis e porosos ......................................................... 67 Figura 58 - Jardim de chuva ou biorretenção ............................................................ 68 Figura 59 - Faixa gramada ........................................................................................ 68 Figura 60 - Valas de Infiltração .................................................................................. 69 Figura 61 - Trincheiras de infiltração ......................................................................... 70 Figura 62 – Asfalto Poroso ........................................................................................ 70 Figura 63 – Drenagem superficial ............................................................................. 72 Figura 64 – Drenagem subterrânea .......................................................................... 72 Figura 65 – Drenagem vertical .................................................................................. 73 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156665 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156667 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156676 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156678 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156684 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156687 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156688 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156689 viii Figura 66 – Elevação mecânica ................................................................................ 73 Figura 67 – Pavimentação: Seção Transversal de uma Estrada ............................... 77 Figura 68 – Manutenção no pavimento ..................................................................... 80 Figura 69 – Carregamento do veículo no pavimento ................................................. 81 Figura 70 - Mais abrasividade é igual a maior aderência .......................................... 82 Figura 71 – Selante asfáltico ..................................................................................... 82 Figura 72 - Tapa-buracos .......................................................................................... 84 Figura 73 – Trintas Longitudinais .............................................................................. 85 Figura 74 – Juntas transversal e longitudinal ............................................................ 86 Figura 75 - Buracos ................................................................................................... 87 Figura 76 – Trincas interligadas (jacaré) ................................................................... 87 Figura 77 - Desgaste ................................................................................................. 88 Figura 78 - Exsudação .............................................................................................. 89 Figura 79 – Múltiplas patologias ................................................................................ 89 Figura 80 - Valores utilizados para o cálculo do VDM ............................................... 91 Figura 81 – Legenda dos tipos de veículos ............................................................... 91 Figura 82 – Metodologia em função do RA ............................................................... 92 Figura 83 – Taxa de acréscimo ................................................................................. 92 Figura 84 – Somatória do RA .................................................................................... 93 Figura 85 - Classe de Projeto Rodoviário .................................................................. 94 Figura 86 - Espessura do revestimento em função de N........................................... 96 Figura 87 – Valores adotados pelo material das camadas ........................................ 97 Figura 88 – Resultado da somatória do RA............................................................... 97 Figura 89 – Coeficiente estrutural do reforço do subleito 𝐾𝑅𝑒𝑓 .............................. 100 Figura 90 – Representação dos valores calculados ................................................ 101 GRÁFICOS Gráfico 1 - Ábaco espessura x operações de eixo .................................................... 46 Gráfico 2 - Ábaco espessura x operações de eixo .................................................... 98 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156697 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156700 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156701 file:///C:/Users/WINDOWS10/Desktop/Trabalhos/5º%20SEMESTRE/PI/Relatótio%20PI%20-%20B.docx%23_Toc42156702 ix LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Espessura do revestimento em função de N ...........................................47 Tabela 2 – Valores de K ............................................................................................ 49 Tabela 3 – Orçamento de Pavimentação .................................................................. 79 x SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ...................................................................................................... 12 1.1. OBJETIVO GERAL ........................................................................................... 14 1.2. OBJETIVO ESPECÍFICO.................................................................................. 14 1.3. JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 14 2. METODOLOGIA ................................................................................................... 16 3. PAVIMENTAÇÃO ................................................................................................. 17 3.1. BREVE HISTÓRIA ............................................................................................ 17 3.2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ........................................................................ 17 4. PAVIMENTO ASFÁLTICO ................................................................................... 24 4.1. INFRAESTRUTURA ASFÁLTICA ..................................................................... 27 4.2. MATERIAIS E MÉTODOS CONSTRUTIVOS ................................................... 29 4.2.1.1. Tratamento Superficial Betuminoso ..................................................... 30 4.2.1.2. Macadame Betuminoso.......................................................................... 31 4.2.2.1. Pré-Misturado A Quente......................................................................... 31 4.2.2.2. Pré-Misturado A Frio .............................................................................. 31 4.3. VANTAGEM E DESVANTAGEM ...................................................................... 32 4.4. COMPACTAÇÃO DO SOLO ............................................................................. 32 5. PAVIMENTO RÍGIDO ........................................................................................... 34 5.1. INFRAESTRUTURA RÍGIDA ............................................................................ 34 5.2. MATERIAIS E MÉTODOS CONSTRUTIVOS ................................................... 36 5.3. VANTAGEM E DESVANTAGEM ...................................................................... 37 6. COMPARAÇÃO: RÍGIDO OU FLEXÍVEL ............................................................ 39 7. DIMENSIONANDO PAVIMENTOS ....................................................................... 42 7.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS ............................................................................ 42 7.2. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO FLEXÍVEL ......................................... 44 7.3. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO RÍGIDO ............................................. 51 xi 8. DRENAGEM URBANA ......................................................................................... 60 8.1. LEGISLAÇÃO ................................................................................................... 62 8.2. TECNOLOGIAS PARA DRENAGEM URBANA ................................................ 63 8.3. SOLUÇÃO E INFRAESTRUTURA ................................................................... 70 9. ORÇAMENTO DE PAVIMENTAÇÃO ASFÁSTICA ............................................. 74 9.1. EXEMPLO PRÁTICO ........................................................................................ 76 10.IMPACTOS E MANUTENÇÃO NOS PAVIMENTOS ........................................... 80 11. MEMORIAL DE CÁLCULO ................................................................................ 91 11.1. VOLUME MÉDIO DIÁRIO DE TRÁFEGO......................................................... 92 11.2. VOLUME TOTAL ACUMULADO DE TRÁFEGO DE VEÍCULOS COMERCIAIS POR SENTIDO DE FAIXA. ....................................................................................... 93 11.3. FATOR DE VEÍCULOS NA FROTA. ................................................................. 95 11.4. NÚMERO PADRÃO DE VEÍCULOS ................................................................. 95 11.5. ESPESSURA MÍNIMA DA CAMADA DE REVESTIMENTO: ............................ 96 11.6. ESPESSURA NECESSÁRIA PARA PROTEÇÃO DAS CAMADAS ................. 96 12. RESULTADOS, DISCUSSÕES E CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................ 102 13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................. 103 12 1. INTRODUÇÃO O transporte de cargas do Brasil é um dos mais caros e ineficientes do mundo, dentre diversos fatores pode-se, ainda, considerar à baixa qualidade e condições das rodovias do país, o que faz jus a uma das piores classificações no Ranking de Qualidade das Estradas do Fórum Econômico Mundial em que o Brasil ocupa a centésima terceira colocação no rodoviarismo (FANTÁSTICO, 2013). De acordo com o Centro de Ensino e Pesquisa Aplicada, rodovia é um caminho de tráfego, construído mediante uma necessidade e a suas normas vigentes, sendo destinado à circulação de veículos fora do perímetro das cidades. Segundo o engenheiro civil, Igor Pinheiro (2019), o rodoviarismo é principal meio de transporte de mercadoria, corrobora o CEPA “o deslocamento por via terrestre transformou-se no principal meio de transporte de médias e longas distâncias do mundo contemporâneo” (USP, sl. sn.), e isso é de extrema importância para a economia do país, logo deve-se garantir um pavimento seguro, de qualidade e adequado para cada tipo de utilização (PINHEIRO, 2019). Entidades que regem tais adequações são as normas da ABNT e as internacionais que definem os ensaios e os dados necessários para uma boa execução do pavimento (PINHEIRO, 2019). Outrossim, a necessidade do deslocamento na história dos seres humanas provocou a construção de muitas estradas; após uma necessidade em que estas, permitissem o tráfego em qualquer época do ano gerou os revestimentos sobre o leito, evoluindo até o que hoje se conhece como pavimento (MAFRA et al, 2015, p. 2). De acordo com a Lei Joppert (Decreto Lei, nº 8.463 de 27 de dezembro de 1945), citada pelos autores Araújo et al. (2016) enfatizou que: Na década de 40 a importância da construção de rodovias no Brasil, chamada de Lei Áurea do sistema rodoviário brasileiro, tendo em 1950 uma notável evolução da infraestrutura rodoviária brasileira, impulsionada pela indústria automobilística. Na década de 70 foi marcada pela grande quantidade de construção de rodovias no país (ARAÚJO et al. 2016). Regido pelo do decreto nº 2.698, publicado em 1955, o asfaltamento no Brasil precisava destinar 30% das receitas obtidas com o petróleo para serviços de pavimentação, um desses serviços foi a criação do Fundo Nacional de Pavimentação (BRESSANE, 2015). 13 Já com a divulgação do decreto lei nº 195, em 1967, prevê o asfalto como melhoria e, assim, passível de ser acrescido ao valor dos imóveis nos logradouros beneficiados com a pavimentação (BRESSANE, 2015). Ocorre em descrição do problema que somente 12,4% da malha rodoviária brasileira é pavimentada consequências que, em divulgação da Confederação Nacional do Transporte, provém de graves problemas de qualidade na infraestrutura móbil (CNT, 2018), visto que as estradas municipais são as que detêm de menos pavimentos. A viabilidade econômica é o grande impasse para a execução e conclusão de pavimentos nas cidades brasileiras (ARAÚJO et al. 2016). Entretanto, a instituição afirma que a frota, aumentou quase 64% entre o período de 2009 a 2017, alcançando cerca de 100 milhões de veículos em circulação no Brasil (CNT, 2018). Dentro do primeiro percentual, 92,7% das rodovias pavimentadassão de pista simples, paralelamente, toda a malha federal pavimentada e os principais trechos estaduais também pavimentados, 61,8% das vias pesquisadas apresentam algum tipo de problema sendo classificadas como regular, ruim ou péssima (CNT, 2018), por conseguinte a combinação entre esses fatores é uma sobrecarga da malha e o agravamento do risco de acidentes (CNT, 2018). Não menos importante, em 2017 as rodovias federais, contabilizaram 58.716 acidentes com vítimas e 6.243 óbitos (71,4%) e, curiosamente, mais da metade das ocorrências foram em vias com pista simples de mão dupla (CNT, 2018). Estudos da Associação Brasileira dos Captadores de Recursos (ABCR), isso faz com que os custos de restauração dos veículos sejam maiores, bem como o número de acidentes causados devido as estradas em má conservação (apud BRESSANE, 2015). O diretor-executivo da CNT, Bruno Batista, comenta sobre: Os índices são preocupantes e mostram que a solução passa, necessariamente, por investimentos em infraestrutura. Precisamos expandir e melhorar a qualidade da nossa malha para que as rodovias não fiquem tão sobrecarregadas (...) o setor é sobrecarregado com um custo adicional na operação de 27%, em média, no Brasil devido às más condições do pavimento (apud CNT, 2018). Para a colunista, com os artigos do Código de Trânsito Brasileiro (CTB) que normatiza o transporte rodoviário, principalmente, quanto às dimensões e capacidades máximas de carregamentos dos veículo, considera que conhecer e prever as quantidades e seus esforços limites por eixo de carregamento, que trafegam em um trecho de rodovia, é fundamental para o dimensionamento do pavimento, o 14 qual espera-se que dure um determinado período em condições funcionais (BRESSANE, 2015; PORTOGENTE, 2012). Então, por que há diversos buracos em trechos pavimentados? A princípio, o asfalto deve proporcionar tranquilidade no deslocamento dos veículos; ou seja, sem buracos, pistas molhadas entre outros, porém, quando não ocorre, segundo Bressane (2015), uma das principais causas do envelhecimento precoce do asfalto brasileiro é o excesso de peso dos veículos que trafegam sobre eles, por conseguinte a cada três ou quatro anos, a maioria das rodovias do país estão sujeitas a reparos de restauração. Por fim, no que tange à segurança, é evidente que veículos com excesso de carga são mais lentos em subidas e podem ficar desorientados em descidas, além das atitudes irresponsáveis no trânsito por parte dos condutores. 1.1. OBJETIVO GERAL Nesta fase, integrar as disciplinas do semestre de forma a capacitar os autores a planejar, projetar e dimensionar o pavimento do Anteprojeto da Rodovia BR-368 projetada no município de Alto Alegre, presente na fase A. 1.2. OBJETIVO ESPECÍFICO • Estudar o pavimento flexível, quanto à drenagem urbana, esforços, impactos, manutenção e orçamento; • Dimensionar o pavimento do Anteprojeto da Rodovia BR-368 criada ao polo econômico industrial, bem como a tabela com composição de tráfego e VMD no 10° ano; cálculo do número N; classe de projeto; seção típica do pavimento. 1.3. JUSTIFICATIVA O PAC (Programa de Aceleração do Desenvolvimento), do então Ministério do Planejamento (2017) diz que empreendimentos que operam na pavimentação das vias públicas urbanas, visam “proporcionar segurança, velocidade e economia no transporte de pessoas e mercadorias, facilitar os processos de limpeza e promover a saúde pública”, bem como obras de mobilidade urbana: sistemas de drenagem e de calçadas, que melhoram a acessibilidade e a circulação de pessoas pelo município (apud SOUZA; POLICARPO; GOMES, 2017, p. 2). Destarte, como já mencionado a situação da necessidade de crescimento econômico na região de Alto Alegre presente na Etapa A, mesmo estudada a nossa rodovia BR-368, segundo a AGETOP (Agência Goiana de Transporte e Obras Públicas) (2016), é difícil para os pequenos municípios planejar projetos de pavimentação, e isso ainda é uma realidade dos alto-alegrenses, completam os 15 autores precisam de “condições de aprovação, como também, tomar decisões quanto aos procedimentos capazes de promover o crescimento populacional e o desenvolvimento do município”. Além disso, afirmaram que os “impasses relacionados ao entrave da aprovação de projetos e da má execução das obras geram obras e serviços de infraestrutura deficientes, perda de recursos importantes e insatisfação com a gestão pública” (apud SOUZA; POLICARPO; GOMES, 2017, p. 2). 16 2. METODOLOGIA Nesta etapa B, manteve-se a metodologia presente na A, construído com embasamentos às referências bibliográficas e científicas, seja por autores, engenheiros, especialistas, projetos acadêmicos e empresas, utilizou-se a média das somas dos números do R.A., obtendo 8,0 e, portanto, determina-se a diretriz do projeto. Deve-se considerar o método do DNIT para o cálculo do dimensionamento da espessura das camadas da pavimentação do trecho da nova estrada. A partir do volume médio diário, definir a classe da rodovia e considerar o percentual de distribuição do tráfego total para o dimensionamento do número de faixas necessárias para o projeto, e calcular o volume total acumulado de tráfego de veículos comerciais por sentido na faixa de projeto durante o ano 10 utilizando o incremento de acréscimo anual de 2,5%. Com o ponto inicial e o sentido de caminhamento da nova rodovia (BR-368), propor um nome a ela com um código de duas letras mais os três dígitos, levando em consideração a classificação da via e as normas no DNIT, calcular a velocidade de projeto para a rodovia. Calcular o valor do N (espessura mínima de revestimento betuminoso) considerando o fator climático regional brasileiro (FR) igual a 1,0. Seguindo os dados das figuras 80 e 87, para as camadas do pavimento. Apresentar uma planta com a seção típica do pavimento, mostrando suas camadas, com as inclinações mínimas das faixas de rolamento e acostamento, bem como se necessário o canteiro central. 17 3. PAVIMENTAÇÃO 3.1. BREVE HISTÓRIA A pavimentação vai evoluindo junto a evolução dos veículos, o Brasil utilizava pavimentos de Lajes de Pedra, sendo a Estrada de rodagem União e Indústria (144km) ligando Petrópolis a Juiz de Fora – primeira estrada a usar macadame como base/revestimento no Brasil, após o século XX, com a evolução tecnológica dos veículos automotivos, o Pavimento Flexível passou a ser adotado como o principal pavimento das estradas brasileiras, na atualidade, o Brasil é o País que possui a menor extensão de pavimentação da América Latina (ARAÚJO et al., 2016, p. 4). 3.2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Pavimentação é a ação de pavimentar, cobrir com revestimento o solo de uma rua, de uma estrada com material apropriado (DICIO; MICHAELLIS, sl. sn.). Fonte: Grupo PET Civil (2017, UFC) O pavimento é uma estrutura urbana formada por camadas de diferentes materiais acima da superfície compactada (subleito), esse é composto de duas partes: a primeira, que é a camada de fundação, serve de assentamento às cargas superiores e a segunda, disposta por cima da primeira, é denominada camada de desgaste e constitui a superfície. (PORTOGENTE, 2016) A camada de fundação deve resistir às cargas verticais e transmiti-las ao terreno, através de uma área cuja extensão varia de acordo com a consistência do Figura 1 – Pavimentação Asfáltica 18 solo (PORTOGENTE, 2016). Geralmente, usa-se uma camada de macadame ordinário – feita de brita e saibro fortemente compactados – ou, de concreto magro. (PORTOGENTE, 2016). A camada de desgaste caracteriza-se pela: “resistência às cargas verticais e ao desgaste, superfície plana e aspereza para evitar as derrapagens” (PORTOGENTE, 2016). Quanto aos procedimentos legais da pavimentação asfáltica e a responsabilidade civil relativos à incidentes emvias asfaltadas, leva-se em consideração que a pavimentação é custeada com recursos públicos, por isso é todos os cidadãos, da mesma forma que um ato de cidadania cobra do Poder Público em casos de danos provocados no asfalto por mau estado, a mesma deve contribuir com a sua preservação (BRESSANE, 2015). Vale ressaltar que, sendo um bem de uso público, o asfalto caberá à esfera pública correspondente a responsabilização por problemas causados por falhas quer sejam em vias estaduais, quer sejam municipais. Na esfera municipal, cabe à administração local zelar pelo asfaltamento, receita obtida com a cobrança de impostos que possibilitam às prefeituras executar obras de recapeamento, conservação e pavimentação asfáltica, ou seja, obras de melhorias (BRESSANE, 2015). Entretanto, tal cobrança funciona em função da gravidade em que se encontra o asfalto, segundo Bressane (2015) se o prejuízo for estimado em até 40 salários mínimos, recomenda-se que seja acionado o Juizado Especial Cível, onde os casos são julgados mais rapidamente. Organizações privadas também podem ser responsabilizadas. As concessionárias que administram rodovias, ou trechos privados em caso de acidentes, respondem, solidariamente, com o Poder Público, pois segundo legisladores há um acordo do respectivo órgão público pela escolha da concessionária (BRESSANE, 2015). Gregory Maitre, diretor executivo da Betuseal (empresa de selante asfáltico), afirma que: Tanto a esfera pública quanto a privada devem se antecipar, e prevenir danos ao patrimônio público e ao contribuinte, mantendo em bom estado de conservação suas vias pavimentadas. Ganha o Estado, as empresas, e principalmente os cidadãos (apud BRESSANE, 2015). 19 Conforme Pinheiro (2019) existem, basicamente, três tipos de pavimentos: os rígidos, semirrígidos tradicionais e invertidos e flexíveis, e diferem na forma como distribuem as cargas aos seus níveis característicos. Os rígidos distribuem de maneira uniforme e equivalente, já os flexíveis cada nível é afetado mediante a deformação assentada no impacto daquele local (Figura 2) (PINHEIRO, 2019). Figura 2 – Distribuição das Cargas no Pavimento Asfáltico Fonte: RIBEIRO, A. V. (2019, 0min 46s). Corrobora o engenheiro André Ribeiro (2019) cada camada apresenta comportamento mecânico e diferente função estrutural, visto na figura 2 que na camada de revestimento tem-se a compressão e na parte inferior do revestimento ela traciona, depois esta força é distribuída na base, depois no subleito com compressão. Vale ressalvar que, segundo ele, os esforços mais altos da superfície diminuem conforme aumenta a profundidade do pavimento. Sendo a primeira camada impermeável geralmente betuminosa e a base granular (RIBEIRO, 2019). Segundo o engenheiro Pinheiro (2019), há 3 tipos de revestimento: granulares e solos, os asfálticos e os cimentados. Os granulares e solo são: brita graduada simples, brita corrida, mistura dos estabilizados granulométrica, solo-agregado (Figura 3), solo agregados com cimento. 20 Figura 3 – Solo-Agregado Fonte: Verosene, D. L. (2018, EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA) Os cimentados: brita graduada com cimentado (Figura 4), solo-cimento, concreto rolado (concreto compactado ao rolo). Figura 4 – Brita Graduada com Cimento Fonte: Empresa Brasileira de Agregados Minerais (E-CIVILNET, sl. sn) Asfálticas: solo-asfálticos, solo-emulsão, macadâmia betuminoso (Figura 5), (PINHEIRO, 2019). 21 Figura 5 - Macadâmia Betuminoso Fonte: Centro de Desenvolvimento Tecnológico (2017, p. 5) Com as figuras 6-7 a seguir é possível resumir o emprego dos diversos materiais aos seus respectivos tipos e características das camadas tanto do revestimento, quanto da base. Figura 6 – Terminologia Fonte: MAFRA et al (2015, p. 14). 22 Figura 7 - Terminologia Fonte: MAFRA et al (2015, p. 13). Figura 8 – Revestimento Rígido em Paralelepípedo Rejuntado com Cimento Fonte: Blog da Engenharia Civil (2014) Figura 9 – Revestimento Flexível Pré-Misturado a Quente Fonte: Cava, F. (2017, ALÉM DA INÉRCIA) 23 Figura 10 – Revestimento Flexível Pré-Misturado a Frio Fonte: Noroeste Asfaltos (sl. sn.) Figura 11 – Revestimento para Calçamento em Bloco de Concreto Pré-Moldado Fonte: Tecnosil (sl. sn.) Figura 12 – Base Flexível em Macadame Hidráulico Fonte: Stella, D. L. (2017, p. 47) 24 4. PAVIMENTO ASFÁLTICO “Disseram uns aos outros façamos tijolos, e queimemo-los bem. Os tijolos lhes serviram de pedras e o betume de argamassa”. Gênesis 11:3 De acordo com os dicionários e o engenheiro civil David Grubba (2017), o adjetivo "flexível" deriva do latim flexibilis, que significa aquilo que consegue curvar ou dobrar facilmente, esse tipo de pavimento é “revestido com materiais betuminosos ou asfálticos, geralmente usado em ruas e estradas” e de cor preta dissolvido de alguns tipos de petróleo cruz (DICIO; MICHAELLIS, sl. sn.). Sem hesitar, o pavimento flexível é o mais utilizado em praticamente todos os empreendimentos, completam Araújo et al. (2016) “esse tipo de pavimento permite a união dos materiais agregados, ele pode ser combinado com a borracha de pneus moídos, além de permitir a reutilização de diversos materiais por meio da reciclagem”. Os autores Araújo et al. (2016) disseram que “em sua maioria são associados às misturas asfálticas compostas basicamente de agregados e ligantes asfálticos”. Completa Pinheiro (2019), se utilizada para o tráfego de baixa intensidade e/ou que os materiais sejam altamente resistivos, algumas de suas camadas não serão necessárias à aplicação. Devido a capacidade do asfalto de dobrar e deformar verticalmente e, logo, retornar à sua posição original, à medida que tais esforços se repetem é possível que essas pequenas contrações se tornem permanentes, o que pode levar a sulcos no percurso da roda por um longo período de tempo. Segundo Grubba (2017) até o século XX, o asfalto era obtido unicamente da exploração de depósitos naturais, chamados “lagos de asfalto” (Figura 13). Atualmente, conforme Grubba (2017), é obtido pelas refinarias de petróleo pelo processo de destilação fracionária que só depois de obtidos todos os materiais surge o asfalto na usina. O asfalto pode ser classificado em 4 tipos: CAP, Emulsão asfáltica, asfalto diluído e asfalto modificado, sem descrever este último (GRUBBA, 2017). 25 Figura 13 – Lagos de Asfalto Fonte: Grubba, D. (2017, 1min 12s) O Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP) (Figura 14) é um liquido viscoso semissólido ou sólido em temperatura ambiente e pode ser obtido através da destilação fracionada do petróleo (GRUBBA, 2017). Ele é um material termoplástico, ou seja, a plasticidade dele varia em função da temperatura, o que influencia na união dos agregados que formam sua estrutura (GRUBBA, 2017). As vantagens do CAP: flexível, durável e resistente, já as desvantagens: precisa de altas temperaturas para ser empregado variando entre 107º a 177º C (GRUBBA, 2017). Figura 14 – CAP: Cimento Asfáltico de Petróleo Fonte: ABEDA (2016) O Asfalto Diluído (Figura 15) é a mistura do CAP com solvente para torná-lo líquido, o interessante é que após a aplicação no asfalto o solvente evapora deixando apenas o CAP, isso chama-se a cura do asfalto diluído (GRUBBA, 2017). Vantagens: 26 menor viscosidade, mais facilidade de aplicação, aplicável a temperaturas baixas. Desvantagens: altamenteinflamável (GRUBBA, 2017). Figura 15 – Asfalto Diluído Fonte: Central de Notícias da Construção (2015) Emulsão é a mistura de dois líquidos imiscíveis com auxílio de um agente emulsificante que o torna possível (GRUBBA, 2017). Exemplo, “a maionese é emulsão, pois a gema do ovo tem um agente emulsificante que estabiliza a emulsão do azeite na água” (GRUBBA, 2017). Formado pelo agregado de CAP, água e emulsificante, ele permite que as partículas de asfalto fiquem dispersas sobre a água após a aplicação da emulsão asfáltica há a ruptura da mistura, a água evapora e sobra somente o CAP (Figura 16) (GRUBBA, 2017). Figura 16 – Esquema de Preparação de Emulsão Asfáltica Fonte: Grubba, D. (2017, 6min 20s) Portanto, as emulsões asfálticas são pequenas partículas ou glóbulos de CAP suspensas em água contendo agente emulsificante (GRUBBA, 2017). O 27 endurecimento da emulsão se dá pela ruptura da mistura com a evaporação da água (GRUBBA, 2017). Composto de 50 a 65 % de asfalto 1% de emulsificante e o restante é água. Vantagens: facilidade de aplicação, podem aplicados também em temperaturas mais baixas, eliminando riscos de incêndios (GRUBBA, 2017). 4.1. INFRAESTRUTURA ASFÁLTICA Conforme Ribeiro (2019) pode-se entender o pavimento asfáltico composto de 5 camadas (Figura 17): revestimento, base, sub-base, reforço do subleito (não necessariamente) e subleito. Figura 17 – Camadas do Pavimento Asfáltico Fonte: Viana, D (2019b.) Revestimento: é a camada superior marcada para resistir, exatamente, às ações do trafego e conduzi-las de forma reduzida as camadas inferiores e impermeabilizar o pavimento, além de aperfeiçoar situações de rolamento (VIANA, 2019b). No geral, na camada de revestimento tem-se: o CBUQ (Concreto betuminoso Usinado a Quente) ou CAUQ (Concreto Asfáltico Usinado a Quente) (Figura 9) para a camada de rolamento – mais usual pelo custo benefício, Concreto Asfáltico Modificado com Polímero – mais resistente e macio, Stone Matrix Asphalt (SMA) – maior granulometria e composto também por polímero, Concreto Asfáltico Modificado com Borracha ou feito a BIinder (Camada de Ligação) – mais econômico. Base: é a camada acima que compõe o revestimento e é designada a suportar os esforços verticais vindo dos veículos e dividi-los corretamente às camadas inferiores (VIANA, 2019b). Há a Bica Corrida – material granular que não é peneirada, granulometricamente, é um material mais graúdo e a infiltração é maior, Brita Graduada Simples (BGS) (Figura 18) – é a brita corrida, BGTC (Brita Graduada 28 Tratada com Cimento) – mais usual em rodovias, por conta do suporte, se atribui-lo, dificilmente, atingirá os parâmetros de qualidades da estrada e o concreto compactado com rolo – vias locais, ou ainda uma imprimação impermeabilizante, deixando uma coesão entre a base e o revestimento mais alta (RIBEIRO, 2019). Figura 18 - BGS Fonte: Madecon Engenharia (2018) Sub-Base: é uma camada que se acrescentada à base quando as condições técnico-econômicas não forem recomendáveis para produzir a base em direção a parte superior da regularização (VIANA, 2019b). Na sub-base: Bica Corrida (Figura 19), Brita Graduada Simples (BGS), BGTC, o Concreto compactado com Rolo e o Macadame Hidráulico, mas afirma que este está cada vez mais em desuso, que em contrapartida a viabilidade do BGS é menos trabalhoso e menos demorado (RIBEIRO, 2019). Reforço do subleito: é uma camada de densidade contínua, posta em condições técnico-econômicas sobre a regularização do subleito, da qual o dever é impedir espessuras elevadas da camada de sub-base devido a redução da capacidade de apoio do subleito (VIANA, 2019b). 29 Figura 19 – Bica Corrida Fonte: <https://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-bica-corrida.html> Para o reforço do subleito: pode-se selecionar o solo – com CBR maior que o do próprio subleito, Agregado reciclado (Figura 20) – restos de matérias da construção civil, Solo Estabilizado Granulometricamente – solo-brita, por exemplo, melhorado com cimento ou cal (misturando-se um dos dois) – podendo estar na base ou, ainda, melhorado com outros aditivos (RIBEIRO, 2019). Figura 20 – Solo Agregado Reciclado Fonte: <http://www.katalao.com.br/agregado-reciclado-e-bom-barato-e-sustentavel>. Por fim, tem-se o subleito que se considera como o solo natural já compactado, servindo de suporte as camadas superiores do pavimento devendo estar a 100% concluído no Ensaio de Proctor Normal (Figura 23) para depois realizar as próximas camadas (RIBEIRO, 2019). 4.2. MATERIAIS E MÉTODOS CONSTRUTIVOS • Ligantes: o asfalto é uma espécie de ligante e não uma espécie de revestimento e, distintivamente, do que se pressupõe sua utilização não se determina 30 apenas a pavimentação. O asfalto é um misto de hidrocarbonetos decorrentes do petróleo de formato natural, do qual o essencial componente é o betume, sendo capaz de abranger até então outros materiais, como o oxigênio, nitrogênio e enxofre, em baixa parcela. Devido às propriedades, este é o tipo de ligante mais utilizado no mundo. No meio dessas propriedades pode-se destacar-se o alto poder adesivo, a impermeabilidade e a baixa reatividade química. Figura 21 – Ligante Asfáltico Fonte: Viana, D (2019b.) Agregados: é determinado como material sem forma ou volume definido (Figura 22), normalmente estático, de dimensões e propriedades apropriadas para produção de argamassas e de concreto. Contudo, a escolha de agregados para a aplicação em revestimento asfáltico depende da disponibilidade, custo e qualidade, como a espécie de utilização (VIANA, 2019b). 4.2.1. Revestimento Betuminoso Por Penetração 4.2.1.1. Tratamento Superficial Betuminoso Com este modelo de revestimento a colocação do ligante asfáltico acontece de um modo invertido, isto é, de baixo para cima. Desse modo, o revestimento concretizado por um ou mais investimentos de materiais betuminosos, acompanhado do mesmo número de utilização, espalhamento e compressão de camadas de agregados (VIANA, 2019b). 31 Figura 22 - Agregados Fonte: Viana, D (2019b.) 4.2.1.2. Macadame Betuminoso Já com esse revestimento (Figura 5), a utilização do ligante acontece de um modo oposto ao tratamento superficial, de cima para baixo. Com isso dá-se o espalhamento e compactação de camadas dos agregados, estando cada camada sujeita a uma aplicação de material betuminoso (VIANA, 2019b). 4.2.2. Revestimento Betuminoso Por Mistura 4.2.2.1. Pré-Misturado A Quente Com esse o agregado é pré-envolvido com o material betuminoso antes da compressão (Figura 9), em geral em usinas de asfaltos. Essa mistura é realizada a temperaturas bem altas, por volta de 100°C, contudo o transporte e espalhamento do revestimento, igualmente devem ser realizados em altas temperaturas. Seu ligante é o CAP (cimento asfáltico de petróleo) (VIANA, 2019b). 4.2.2.2. Pré-Misturado A Frio Neste revestimento, o método acontece de aspecto parecido com o pré- misturado a quente, a diferença é que com esse revestimento se pode realizar em temperatura ambiente (Figura 10). Contudo esse tipo de cobertura é bem mais econômico do que o CBUQ, saindo quase pela metade do preço, por isso que se torna bem mais utilizado em muitas obras de pavimentação, afirma (VIANA, 2019b). 32 4.3. VANTAGEM E DESVANTAGEM Há diversas vantagens a sua aplicação: Adesividade entre o betume e os agregados, que permite a ligação entre as pedras; Impermeabilidade; Durabilidade das misturas e manutenção das propriedades do betume por muitos anos; Possibilidade de trabalho a diversas temperaturas; Preço competitivo ou vantajoso em relação a materiaisdestinados às mesmas funções (MAFRA et al, 2015, p. 2). 4.4. COMPACTAÇÃO DO SOLO O controle de compactação, segundo Mafra et al. (2015, p. 17): Tem como finalidade a determinação direta do grau de compactação, desprezando no momento do controle, o conhecimento da umidade e do peso específico seco do solo. É evidente que, quanto maior o grau de compactação de um solo, maior sua resistência à deformação (MAFRA et al, 2015, p. 17). Figura 23 – Ensaio de Compactação (Proctor Normal) Fonte: <http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/17430/material/PUC_G EOI_06_Cap4_Compacta%C3%A7%C3%A3o.pdf>. Quanto às atribuições da compatibilização do solo, os autores destacam: • Controle da densidade e do teor de umidade de compactação (MAFRA et al, 2015, p. 18). • Peso específico seco bem como o teor de umidade de compactação são comparados com o peso específico máximo e com o teor de umidade ótimo determinados em ensaio de compactação padronizado (MAFRA et al, 2015, p. 18). 33 • Grau de compactação, que é a relação entre o peso específico seco do aterro e o peso específico máximo obtido no ensaio (MAFRA et al, 2015, p. 18). • Diferença entre o teor de umidade de compactação e o teor de umidade ótimo, obtido também no ensaio a servir de referência (MAFRA et al, 2015, p. 18). 34 5. PAVIMENTO RÍGIDO O adjetivo rígido deriva do latim rigidus, quer dizer aquele “que não é flexível nem transigente; intransigente” (DICIO sl. sn.), completa o dicionário Michaelis (sl.sn.) “pavimento composto de um revestimento em placas de concreto e eventualmente reforçado por telas ou barras de aço, a fim de aumentar o espaçamento entre as juntas e/ou promover reforço estrutural” e, ainda, em Portland apoiada, geralmente, sobre uma sub-base de material granular ou de material estabilizado com cimento. A espessura é fixada em função da resistência à flexão das placas de concreto e das resistências das camadas subjacentes (ARAÚJO et al. 2016; PINHEIRO, 2019). Figura 24 – Infraestrutura do Pavimento Rígido Fonte: <http://www.sptsondagens.com.br/servicos?servico=dimensionamento> O modelo de pavimentação rígida baseia-se na implementação de cimento como aglomerante hidráulico para interligação dos agregados envolvidos no concreto, sendo a placa de cimento seu principal componente estrutural (ARAÚJO et al., 2016). 5.1. INFRAESTRUTURA RÍGIDA De acordo com Maciel (2014), “atualmente tem-se desenvolvido projetos de pavimentação de maneira mais eficaz, tendo em vista a ferramenta de cálculo pelo Método dos Elementos Finitos, sendo assim, muito se tem evoluído na análise da infraestrutura dos pavimentos (DNIT, 2002). Normalmente, os pavimentos rígidos possuem a sub-base e o subleito como principais componentes da infraestrutura”, afirma a autora (MACIEL, 2014, p.5) 35 Compondo sua estrutura basicamente de 3 camadas, a do meio, a “Sub-Base (SB) com pouca contribuição estrutural faz o controle de bombeamento, expansão, contração do concreto de cimento” (ARAÚJO et al., 2016, grifo nosso). Há, eventualmente, a necessidade de tratamento especial do subleito para sustentabilidade, porém devido às características do pavimento rígido quanto à estabilidade, esse possível reforço pode ser considerado inexistente, uma vez que a camada da sub-base pode suprir essas necessidades, porque uma boa terraplanagem e uma boa compactação já garante-nos um bom resultado na composição do pavimento (ARAÚJO et al., 2016). A Dynatest Engenharia descreve as camadas do pavimento rígido (Figura 25): Figura 25 – Camadas do Pavimento Rígido Fonte: <http://www.ibracon.org.br/eventos/50cbc/pav_apresentacoes/isis_raquel.pdf> • Subleito: “Consiste no terreno natural que foi preparado para receber o pavimento, essa preparação pode ser feita com solo local ou solo de empréstimo, toda camada deve estar limpa para receber as demais etapas de construção do pavimento” (DYNATEST, 2018). • Sub-base: “Tem como papel assentar as placas de concreto. É executada com material e espessuras definidos no projeto e não deve apresentar expansibilidade nem ser bombeável, assegurando às placas um suporte uniforme ao longo do tempo” (DYNATEST, 2018). • Revestimento de concreto/Base: “Consiste na última camada do pavimento, que recebe diretamente a ação dos veículos. Tem como objetivos melhorar a segurança e a comodidade do rolamento e resistir aos esforços que atuam sobre ele” (DYNATEST, 2018). 36 Sua distribuição detém de alta resistência e rigidez superiores às camadas inferiores, apesar de seu investimento inicial elevado, bem como sua manutenção, esse é utilizado em locais em que há tráfego, extremamente, pesado e em pista de aeroportos absorvendo, praticamente, todas as tensões provenientes das deformações da placa (ARAÚJO et al., 2016; PINHEIRO, 2019). 5.2. MATERIAIS E MÉTODOS CONSTRUTIVOS Conforme o DNIT (2004) os principais materiais utilizados na execução da pavimentação em concreto são: cimento Portland (comum), agregados graúdos (britas), agregados miúdos (areia), água, aditivos químicos (tipo plastificantes), aço, fibras, selantes, materiais para juntas que podem ser de fibra ou de borracha. Cimento Portland: Para a Associação Brasileira de Cimento Portland (2018) cimento é “o nome popular para o famoso Cimento Portland, trata-se de um pó fino com propriedades ligantes que endurece sob a ação da água e que, depois de endurecido, mesmo que seja novamente submetido à água, não se decompõe mais”. Figura 26 – Cimento Portland Fonte: https://engenharia360.com/conheca-todos-os-tipos-de-cimentos- portland/ Agregados graúdos (britas) - pedregulho ou a brita proveniente de rochas estáveis (ou a mistura de ambos), com grãos que passam por uma ficam retidos na peneira de malha quadrada com abertura nominal de 152mm 75 mm e ficam retidos na peneira ABNT até a peneira de 4,8mm (PORTAL DO CONCRETO, 2018). Aditivos químicos (plastificantes): A Concremix (2015) diz que “os plastificantes são aditivos que suavizam os materiais (normalmente misturas de plástico e cargas inorgânicas) aos quais são adicionados. Ainda que se usem os 37 mesmos compostos para plásticos que para concretos, os efeitos são ligeiramente diferentes”. Figura 27 – Agregado Graúdo: classificação de britas Fonte: https://adm.online.unip.br/img_ead_dp/66302.pdf Agregado miúdo (areia): areia de origem natural ou resultante de britagem de rochas estáveis (ou a misturas de ambas), com grãos que passam pela peneira ABNT 4,8mm e ficam retidos na peneira ABNT 0,075mm. Figura 28 - Agregado miúdo: areia Fonte: http://agregadosnaconstrucao.blogspot.com/2010/04/ Selantes: “Selante de juntas é um material flexível que é colocado na parte superior dos diversos tipos de juntas do pavimento rígido, com a finalidade de impedir a penetração da água e de outros materiais nas juntas” (DNIT, 2004b). 5.3. VANTAGEM E DESVANTAGEM Conforme os autores, o pavimento rígido tem uma maior durabilidade e resiste às ações do tempo, sem precisar de manutenção constante, pois com o tempo ele vai ganhando mais resistência, apesar de seu investimento inicial elevado (em média 30% mais caro), bem como sua eventual manutenção (ARAÚJO et al., 2017) e é extremamente ligeira a manutenção sem causar grandes transtornos, por isso tem melhor custo benefício (a longo prazo) para locais onde o tráfego é pesado e a manutenção não pode ser realizada com frequência e maior distância de visibilidade 38 horizontal, proporcionando maior segurança. Contudo, há falta de aderência das demarcações viárias, devido ao baixo índice e porosidade. 39 6. COMPARAÇÃO: RÍGIDO OU FLEXÍVEL Determinado os conceitos dos principais pavimentos, é possível compará-losem todos os aspectos, segundo os autores: A estruturação do pavimento rígido é mais simples em relação ao flexível, as camadas de base e de revestimento são unidas unicamente, desempenhando as mesmas funções que as camadas de base na pavimentação asfáltica, podendo necessitar apenas de mais uma camada de sub-base e eventual regularização do subleito da via (ARAÚJO et al., 2016). A Votorantim Cimentos (2018) diz que, conforme o DNIT, o pavimento rígido tem como aspecto essencial um revestimento com rigidez superior associada às suas camadas inferiores (Figura 29), por esse motivo pega um pouco de todas as tensões derivados do carregamento utilizado sobre o mesmo. Já, o pavimento flexível passa por variações elásticas em todas as suas camadas quando o carregamento se encontra acima dele, fazendo com que a carga se disponha de modo um pouco proporcional entre as camadas. Figura 29 – Comparativo de camadas Fonte: https://www.engeprest.eng.br/post/2017/09/19/pavimento-rigido-uma- alternativa Segundo eles, como mostra a figura 30, quanto às distribuições das cargas nas camadas adjacentes: A placa do pavimento rígido absorve maior parte das tensões, distribuição das cargas faz-se sobre uma área relativamente maior, qualidade de solo pouco interfere no comportamento estrutural pouco deformável e mais resistente à tração; Já o pavimento flexível, a carga se distribui em parcelas proporcionais à rigidez das camadas, todas as camadas sofrem deformações elásticas significativas, as deformações até um limite não levam ao rompimento, além disso a qualidade do solo é importante, pois é submetido a altas tensões e absorve maiores deflexões (ARAÚJO et al., 2016). 40 Figura 30 – Representação das Cargas nos Pavimentos Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/metodos-de- pavimentacao Os mencionados também abordam pontos quanto às patologias: Defeitos no pavimento de concreto provêm, na maioria das vezes, de falhas executivas ou dos materiais empregados criando uma necessidade, além do rigoroso controle de qualidade na construção, de realização de manutenções rotineiras. Como parte integrante desta manutenção, há a inspeção visual do pavimento para avaliação de defeitos existentes. Esses defeitos são interpretados pelo tipo e severidade ao serem observados de acordo com normatização existente criada pelo DNIT. Com base nos dados obtidos, é calculado o Índice de Condição do Pavimento – ICP, indicando a necessidade ou não da realização de serviços de recuperação e como procedê-los (ARAÚJO et al., 2016). Em média o pavimento rígido tem vida útil, de 25 a 30, se estiver “em boas condições de uso, se receber os cuidados necessários, o custo chega a ser 30% mais caro se comparado ao pavimento flexível para as devidas manutenções, em função do local da obra, devido à complexidade do reparo” (ARAÚJO et al., 2016). Em contrapartida, o pavimento flexível variando de 8 a 12 anos de duração apenas, apresenta patologia devidos ao desgaste pelo tempo de uso da via e cargas e excessivas aplicadas sobre ele, para isso a espessura do revestimento pode ser de até 20 centímetros, visto que é necessário considerar fluxo de veículos da regiões, a fim de tomar as decisões mais corretas possíveis (ARAÚJO et al., 2016). Em resumo, a figura 31 a seguir organiza as principais diferenças entre ambos os pavimentos. 41 Figura 31 – Comparação entre pavimento rígido e flexível Fonte: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/metodos-de- pavimentacao A estruturação do pavimento rígido é mais simples em relação com o flexível e resiste a ataques químicos (óleos, graxas, combustíveis). No mais, o tipo de pavimento para a ser utilizado em uma obra de via é escolha do engenheiro/projetista e é essencial que ocorra uma comparação bem precisa e compreender e o se adapta melhor a obra (VOTORANTIM CIMENTOS, 2018). 42 7. DIMENSIONANDO PAVIMENTOS Para responder à questão: como o material pode reagir às variações climáticas, à temperatura e ao tráfego de veículos pesados? A única resposta é: dimensionar o pavimento. Isto é, “preparar o pavimento para suportar as cargas e oferecer desempenho satisfatório às empresas de transporte” (NEW ROADS, 2019), ocorre que o Brasil tem, ainda, uma das piores estradas para o tráfego do mundo. Aproximadamente, metade das rodovias brasileiras apresenta algum defeito que vão desde ondulações às trincas longitudinais e panelas (buracos), mesmo o rodoviarismo do país ser responsável pelo escoamento de 75% das nossas mercadorias através do modal (BBC, 2018; NEW ROADS, 2019). Destarte, medidas são necessárias para resolver o impasse, uma delas é o dimensionamento. Primeiro, considerar que a qualidade e as condições do asfalto estão intimamente ligadas ao desenvolvimento do país, logo todo preparo minucioso é imprescindível, para diminuir a quantidade de manutenções nele (NEW ROADS, 2019). Para isso, determina-se as espessuras essenciais para cada camada de um pavimento, todavia variam amplamente, dependendo da magnitude, materiais utilizados, condições ambientais, número de repetições de cargas de tráfego e vida útil desejada do pavimento. São fatores como esses que durante o processo de projeto, objetiva-se a vida útil planejada sem dificuldades excessivas (NEW ROADS, 2019). 7.1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS 7.1.1. Capacidade de Suporte A capacidade de suporte dos materiais constituintes dos pavimentos é medida por meio do Ensaio de Capacidade de Suporte Califórnia (CBR), em corpos de prova indeformados ou moldados em laboratório. 𝐼𝑆 = 𝐶𝐵𝑅 + 𝐶𝐵𝑅𝑖𝑔 2 Onde: • IS = índice de suporte, IS ≤ CBR • CBR = é a capacidade de suporte do solo; 43 • CBRIG = capacidade de suporte corrigira em função de IG (Figura 32); • IG = é o índice de grupo, que define a capacidade de suporte do terreno de fundação de um pavimento. Figura 32 – Valores de CBRIG Fonte: Viana, D. (2019, 2min 42s) 7.1.2. Tráfego O valor que representa o tráfego para o dimensionamento do pavimento é o número de operações de um eixo padrão, representado por N, durante um determinado intervalo de tempo e é calculado por: 𝑉𝑚 = 𝑉1 [2 + (𝑃 + 1) ( 𝑡 100 )] 2 A princípio, deve-se classificar a função do tráfego, que terá de apresentar no período mínimo, ou seja, no 10º ano, e após a sua abertura (ano-horizonte de projeto), sendo representado pelo Volume Médio Diário (VMD) ou pelo Volume Médio Horário (VMH) no ano-horizonte de projeto – 10º ano após sua abertura. (UEFS, apostila, p. 2). 44 Figura 33 – Classificação técnica da rodovia Fonte: Universidade Estadual de Feira de Santana (apostila, p. 2) 𝑉𝑡 = 365 ∗ 𝑃 ∗ 𝑉𝑚 𝑁 = 𝑉𝑡 ∗ 𝐹𝑉 Onde: • VM = é o volume médio de tráfego; • V1 = é o volume médio de tráfego no ano de abertura da via (veículos/h); • P = é o período de tempo (anos); • t = é a taxa de crescimento anual (%); • VT = é o volume de tráfego durante um período (veículos/h); • FV = é o fator de veículo, sendo FV = FE (fator de eixo) * FC (fator de carga); • N = é o número de operações de um eixo padrão; Por fim, consultar a tabela de espessura do revestimento em função do nº N que, conforme aumenta o valor do número de operações de um eixo padrão a espessura também aumenta, bem como a qualidade de tratamento e revestimento típicos necessários àquele pavimento. Após, verifica-se os valores de K, que representa a capacidade relativa de um material em distribuir pressões sobre as camadas inferiores, sendo ao revestimento o Kr, à base o Kb, à Sub-base o Ks e ao reforço do subleito o KREF (VIANA, 2019). 7.2. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO FLEXÍVEL Obtido o valor de N, é necessário determinar o CBR. Segundo a engenheira Viana (2019), ao consultar a tabela granulométrica(Figura 34) leva-se em consideração que o CBR ou IS do subleito não deve ser menor que 2% e o seu reforço deve ser maior que ele, já para a sub-base vê-se que o CBR deve ser maior que 20% 45 e a base maior que 80%, exceto em casos com tráfego baixo onde pode-se adotar mínimo 60%, afirma. Todos os materiais granulares empregados no pavimento devem se enquadrar em uma das seguintes faixas granulométricas conforme a figura. Figura 34 – Faixas Granulométricas dos materiais Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=YPB-QjiMgyE&t=197s Entretanto, a engenheira reforça dois pontos: a disponibilidade e o custo do material, é imprescindível analisar isso, pois não é viável considerar um material de elevada resistividade de suporte, se não há viabilidade econômica. O terceiro passo é determinar a espessura total do pavimento através do ábaco (Gráfico 1) que nos fornece a espessura total do pavimento, sendo H20 a espessura de proteção da sub-base, Hn a espessura de proteção do reforço do subleito e Hm ou H a espessura de proteção do subleito, ou espessura total. Viana (2019) fixa que quando o trafego é muito alto, ou seja, aqueles em que o número N for superior a 107 deve-se, necessariamente, multiplicar a camada de proteção da sub-base por um coeficiente de 1,2. A espessura mínima a adotar na compactação de camadas granulares é de 10cm, a espessura total mínima para estas camadas, quando utilizadas, é de 15cm e a espessura máxima para compactação é de 20cm, além disso quando obtido os valores, mas se estes não atenderem aos mínimos seria, simplesmente, aumentar a espessura do revestimento e, por conseguinte, refazer os cálculos até que atendam ao recomendado, ou seja, entre 15 a 20cm, não mais, pois espessuras maiores podem prejudicar a compactação adequada dessas camadas, nem menos, exceto o revestimento, a única camada que pode ser inferior a 15cm, conclui. 46 Gráfico 1 - Ábaco espessura x operações de eixo Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=YPB-QjiMgyE&t=197s 7.2.1. Exemplo Prático Dimensione o pavimento de uma estrada, sabendo que: Volume médio = 1600 veículos/dia, Período = 20 anos, Fator de Veículo = 1,8, Subleito existente: CBR= 4%; Material disponível para o reforço do subleito: CBR=10%; Material disponível para a sub-base: CBR= 25%; Material disponível para a base: CBR= 90%. Resolução: VT = 365 * P * VDM ou VTI = VDM * 365 * D * FP VT = 365 * (20) * (1600) VT = 11.680.000 veículos 7.2.2. Passo 01: Calcular o valor de N 47 Para Viana (2019) o cálculo do número de operações de um eixo padrão (N), durante um determinado intervalo de tempo, precisa-se do valor de volume de tráfego na via, conforme abaixo: N = VT * FV (Brasil), pois N = VTI * FV * FR N = 116.800.000 * 1,8 N = 2,1*107 7.2.3. Passo 02: Determinar a espessura mínima do revestimento Calculado o valor de N, segundo ela, deve-se agora determinar a espessura mínima para o revestimento e seu tipo indicado, por meio da tabela abaixo (VIANA, 2019). Tabela 1 – Espessura do revestimento em função de N N Espessura mínima de revestimento betuminoso N ≤ 106 Tratamentos superficiais betuminosos 106 < N ≤ 5×106 Revestimentos betuminosos com 5,0 cm de espessura 5×106 < N ≤ 107 Concreto betuminoso com 7,5 cm de espessura 107 < N ≤ 2,5×107 Concreto betuminoso com 10,0 cm de espessura 2,5×107 < N < 5×107 Concreto betuminoso com 12,5 cm de espessura N > 5×107 Concreto betuminoso com 15 cm de espessura Fonte: Adaptado de Viana (2019) O revestimento será, portanto, do tipo concreto betuminoso com espessura mínima (R) de 10,0 cm (VIANA, 2019). 7.2.4. Passo 03: Determinar a espessura total do pavimento Após, deve-se determinar a espessura total do pavimento (HX) – figura 35, por meio do ábaco da figura 35, em função de N e de IS ou CBR da camada a ser protegida por ele. 48 Figura 35 – Elementos e Nomenclaturas do pavimento Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=YPB-QjiMgyE&t=197s Conforme a figura 36, precisa-se determinar, através do ábaco abaixo, os valores de Hm, sendo m= 4% (CBR do subleito), Hn, sendo m= 10% (CBR do reforço do subleito), e H20 (CBR da sub-base) justifica-se, pois, pela observação que este último CBR da sub-base por estar com 25 e não 20%, mistifica-se a espessura do pavimento necessário para protegê-la determinando-a como se esse valor fosse 20 e, por esta razão, usa-se sempre a simbologia H20 (VIANA, 2019). Fonte: Adaptado de Viana, D. (2019) Figura 36 – Resultado das espessuras adotadas https://www.guiadaengenharia.com/wp-content/uploads/2019/05/abaco-exemplo-2.jpg 49 Na espessura total do pavimento, para determinar as espessuras acima basta traçar uma reta vertical a partir do valor de N da estrada até cruzar a reta com o valor do CBR da camada a ser protegida (ou um valor aproximado). Por fim, basta apenas traçar uma outra reta horizontal em direção ao valor da espessura (VIANA, 2019). Os valores resultantes foram: H4= 78 cm, H10= 46 cm, H20= 27 cm. 7.2.5. Passo 04: Determinar os valores de K Um passo muito importante no dimensionamento é a escolha do coeficiente de equivalência estrutural, pois a espessura fornecida pelo ábaco acima é dada em termos de material com K = 1,00 (VIANA, 2019) Em razão disso, sempre deve-se multiplicar o coeficiente de equivalência estrutural (K) da camada pela sua respectiva espessura (VIANA, 2019). Para determinar o valor de K de cada camada, basta observar a tabela 2 (VIANA, 2019). Tabela 2 - Valores de K Componentes do pavimento Coeficiente K Base ou revestimento de concreto betuminoso 2,0 Base ou revestimento pré-misturado a quente, de graduação densa 1,7 Base ou revestimento pré-misturado a frio, de graduação densa 1,4 Base ou revestimento betuminoso por penetração 1,2 Camadas granulares 1,0 Solo cimento com resistência à compressão a 7 dias, superior a 45 kg/cm² 1,7 Solo cimento com resistência à compressão a 7 dias, entre 45 kg/cm² e 28 kg/cm² 1,4 Solo cimento com resistência à compressão a 7 dias, entre 28 kg/cm² e 21 kg/cm² 1,2 Fonte: Adaptado de Viana, D. (2019) Obtida a informação acerca do tipo de revestimento que, de acordo com a tabela acima, o K do revestimento será 2,0 (VIANA, 2019). No entanto, ainda faltam 50 informações a respeito da natureza dos materiais das camadas de base, sub-base e reforço do subleito, neste caso considerá-las como sendo de material granular, com K=1,0 (VIANA, 2019). Logo, KR=2,0, KB=1,0, KS=1,0, KREF=1,0. 7.2.6. Passo 05: Cálculo da espessura das camadas O cálculo da espessura das camadas é feito de maneira bem simples por meio das inequações abaixo. Deve-se começar pela ordem que as equações estão colocadas, usando a espessura mínima de revestimento encontrada no passo 02. A engenheira reforça que, como nesta situação N > 107, ao se utilizar a inequação, deve-se usar um fator de segurança de 1,2 multiplicando-o à espessura de proteção da sub-base (H20). Logo: R.KR+B.KB≥H20.1,2 10.2,0+B.1,0≥27.1,2 B≥12,4cm Portanto, adota-se o valor de 15cm para a base. R.KR+B.KB+h20≥H9 10.2,0+15.1,0+h20≥46 h20≥11cm De acordo com BALBO, (2007) “quando o CBR da sub-base for maior ou igual a 40% e N ≤ 106, admite-se substituir na primeira inequação H20, por 0,8 * H20. Já para N > 107, recomenda-se substituir, H20 por 1,2 * H20” (apud VIANA, 2019). Assim, adota- se o valor de 15cm para a sub-base. R.KR+B.KB+h20.KS+h9.Kref≥H3 10.2,0+15.1,0+15.1,0+h9.1,0≥78 h9≥28cm Como mencionado, a espessura máxima para compactação é de 20cm. Portanto, não se pode adotar esta configuração. Neste caso, uma das várias alternativas possíveis será aumentar a espessura da base e sub-base para 20cm. Veja: R.KR+B.KB+h20.KS+h9.Kref≥H3 10.2,0+20.1,0+20.1,0+h9.1,0≥78 h9≥18cm Portanto, adota-se o valor de 20cm para o reforço do subleito. 51 7.2.7.Resultado final do dimensionamento Este foi o resultado final do dimensionamento da estrada. Figura 37 - Resultado do dimensionamento Fonte: Viana, D. (2019) 7.3. DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO RÍGIDO 7.3.1. Exemplo Prático Dimensione um pavimento de concreto destinado a uma rodovia de pista simples, com 2 faixas de tráfego, para um tráfego iniciai médio diário (no 1º ano de vida do pavimento), em um sentido (ou seja, na faixa de projeto), igual a 972 veículos comerciais; a taxa aritmética de crescimento do tráfego será de 5% ao ano, durante o de projeto de 20 anos. A distribuição percentual do tráfego comercial, por classe de veículo, está registrada na (Figura ); as colunas 2 das (Figuras ) trazem a mesma distribuição, relacionadas também as cargas por eixo de cada categoria de veículo (PITTA, 1998, p. 27). A região é chuvosa e tem solos de subleito predominantemente argilosos e, moderadamente, com índice de Califórnia característico igual a 6%. Há ocorrência de solo propício técnica e economicamente à estabilização com cimento, além de e areia de qualidade adequada tanto para a confecção de concreto de pavimento como para construção de sub-base de brita graduada (PITTA, 1998, p. 27). https://www.guiadaengenharia.com/wp-content/uploads/2019/05/camadas-1.jpg 52 Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 27) Figura 39 – Frequência de cargas por eixo de caminhões médios Fonte: PITTA, M. R. (ABPC, 1998, p. 28) Desenvolvimento: a) Cálculos de tráfego médio diário no ano P (PITTA, 1998, p. 29): VP = 1972 * {1 + (20- 1) * 0,05} VP = 3846 veículos comerciais/dia Tráfego médio diário durante o período de projeto (PITTA, 1998, p. 29): 𝑉𝑚 = 1972 + 3846 2 VM = 2909 veículos comerciais/dia Figura 38 – Distribuição porcentual do tráfego comercial e frequência de carga 53 Figura 40 – Frequência de cargas por eixo dos caminhões pesados Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 28) Figura 41 – Frequência de cargas por eixo dos reboques e semirreboques Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 29) Número total de veículos comerciais no final do período de projeto (PITTA, 1998, p. 30): V1 = 365 * 20 * 2909 V1 = 21.235.700 veículos comerciais A frequência de cargas por eixo, por categoria de veículo; Ônibus (FE = 2) (PITTA, 1998, p. 30): NO = 0,267 x (21.235.700) x (2) = 11.339.864 eixos Caminhões médios (FE = 2) (PITTA, 1998, p. 30): 54 NCM= (0,333) x (21.235.700) x (2) = 14.142.976 eixos Caminhões pesados (FE = 2) (PITTA, 1998, p. 30): NCP = 0,333 x 21.235.700 x 2 = 14.142.976 eixos Reboques e semirreboques (FE = 3) (PITTA, 1998, p. 30): NR = 0,067x 21.235.700 x 3 = 4.268.376 eixos As Figuras 39, 40, 41 e 42 mostram os números completos (PITTA, 1998, p. 30). Quanto à frequência total no período de projeto, por carga e tipo de eixo solicitante, a figura 43 registra o resumo da frequência ou número previsto de repetições das cargas por eixo (PITTA, 1998, p. 30). b) Fundação do pavimento O tráfego pesado, a presença de argila com certa expansibilidade no subleito e a pluviosidade da região sugerem a construção de uma sub-base, que pode ser de solo-cimento ou granular, tendo em vista a existência de materiais viáveis para uma ou outra solução (PITTA, 1998, p. 30). Figura 42 – Resumo do tráfego ao final do período de projeto Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 31) As opções a analisar são: 55 • Solo-cimento, com 10cm de espessura; • Brita graduada, com 15cm de espessura Para o CBR de projeto igual a 6%, tem-se figura 44 o correspondente coeficiente de recalque do subleito: k = 38 MPa/m (PITTA, 1998, p. 31). Figura 43 - Correspondência entre valores de suporte do subleito(*) Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 13) Os valores de coeficiente de recalque no topo do sistema subleito-sub-base serão: na Figura 45, com 15 cm de espessura de material granular: kG15 = 46 Mpa/m. na Figura 46, com 10 cm de espessura de solo-cimento: kSC10 = 98 MPa/m. Figura 44 - Aumento de k devido à presença de sub-base granular Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 14) 56 Figura 45 – Aumento de k devido à presença de sub-base de solo-cimento Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 14) c) Concreto Os agregados pétreos e a areia disponíveis são de boa qualidade para confeccionar concreto de o que sugere escolher a resistência característica à na flexão de aos 28 dias, valor típico para casos como o em estudo (PITTA, 1998, p. 32). Ao usar a sub-base granular o que resultou em coeficiente de do sistema menor do que a metade do ao emprego do solo-cimento—pode ser de custos iniciais, resistência de e corno opção no o que fará com que a espessura de concreto inferior à com a menor resistência (PITTA, 1998, p. 32). • fct M, k= 4,5MPa (nos dois casos de sub-base) (PITTA, 1998, p. 32); • fct M, k= 5,0MPa caso da sub-base de brita graduada) (PITTA, 1998, p. 32). d) Fator de segurança de carga Tratando-se de rodovia com significativo tráfego de caminhões além de conter cargas com excesso de até 30% em relação às máximas o fator de segurança de cargas deve ser (PITTA, 1998, p. 32): FSC= 1,2 Os ábacos a utilizar na determinação gráfica das tensões de flexão correspondem às figuras 2 (para eixos simples), 3 (eixos tandens 4 57 (eixos tandem triplos). Resultaram do dimensionamento três alternativas de estruturas para a pavimentação (PITTA, 1998, p. 32). A figura 5 (Figura ) ilustra o cálculo da solução A-1, com sub-base granular de 15 cm de espessura e concreto cuja resistência característica à tração na flexão é de 4,5 MPa, considerada a espessura tentativa de placa igual a 22 cm: como se observa, o Consumo Total de Resistência à Fadiga (CRF) ultrapassa de muito (*) o limite preconizado nesta publicação (331,5% > 100%), o que inviabiliza a adoção da espessura experimentada; aumentando-a de 1cm para 23cm, então o cálculo (não mostrado aqui) indica 93,1% de CRF, o que deixa margem de 7 pontos porcentuais como reserva de resistência e configura um dimensionamento econômico (PITTA, 1998, p. 33). A opção A-2, com a mesma condição de sub-base e concreto de resistência característica à tração na flexão igual a 5,0 MPa, traz valores de CRF de 105% e 0% para, respectivamente, espessuras tentativas de concreto simples iguais a 21cm e 22 cm, o que recomenda adotar este último valor como o de projeto (PITTA, 1998, p. 33). O estudo da com 10cm de solo-cimento como sub-base e resistência característica à na flexão do concreto simples fixada em 4,5 MPa levou a consumos totais de resistência à fadiga de 541, 89% e 0% se consideradas as espessuras de 19cm, 20cm e 21cm, pela ordem é automática a escolha da espessura de 20cm, que deixa folga de 11 pontos porcentuais para ocasionais aumentos de carga ou número de veículos, estando o cálculo com essa espessura demonstrado na figura 6 (PITTA, 1998, p. 33). A Tabela 14 resume o dimensionamento. Figura 46 – Resumo do dimensionamento (Projeto A) Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 33) 58 Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 34) Figura 47 - Cálculo da espessura de pavimentos de concreto Método PCA 1966: Folha de cálculo da alternativa A 1, para 22 cm de espessura de concreto igual a 22 cm e resistência característica à tração na flexão de 4,5 MPa 59 Figura 48 - Folha de cálculo da alternativa A3, para 20 cm de espessura de concreto Fonte: PITTA, M. R. (ABCP, 1998, p. 35). 60 8. DRENAGEM URBANA Segundo pesquisas, mesmo que a obra de uma rodovia seja
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