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Projeto e Dimensionamento dos Pavimentos Introdução aos Pavimentos de Concreto Construção de Pavimentos Análise Técnica-Econômica P A V IM E N T O D E C O N C R E T O Eng. Abdo Hallack CPC-M1 / 2 O Setor de Transportes é um Capital Social Básico. Os Setores da Produção dependem dele para operar e desenvolver-se satisfatoriamente. INTRODUÇÃO CPC-M1 / 3 Não pavimentadas Federais 56.139 14.484 70.623 Estaduais 91.892 116.126 208.018 Municipais 16.994 1.429.296 1.446.290 TOTAL 165.025 1.559.906 1.724.931 Rodovias Pavimentadas Total Fonte: DNIT REDE RODOVIÁRIA NACIONAL (km) CPC-M1 / 4 43,9% 32,2% 19,8% 3,2% 0,9% Totalmente Perfeita Desgastada Com trinca em malha/remendos Com afundamentos/ondulações/buracos Totalmente Destruída Condição da Superfície do Pavimento - Extensão Total Segundo dados de 2005, o Brasil conta com cerca de 196.000 km de rodovias pavimentadas De 90.945 km avaliados: CPC-M1 / 5 DETERIORAÇÃO DA INFRA-ESTRUTURA RODOVIÁRIA Falta de recursos Precariedade da conservação Soluções tradicionais CPC-M1 / 6 PAVIMENTOS RÍGIDOS: POR QUÊ? Durabilidade Pequena manutenção Materiais abundantes na natureza Custo inicial competitivo CPC-M1 / 7 1893 - Court Avenue Bellefontaine, OH 1909 - Wayne County - “First mile” 1910 - Grand Forks, ND 1920 - Marcopa County, AZ- 255 Km 1925 - Ruas em Pelotas (RS) 1926 - Estrada do Caminho do Mar (SP) 1929 - Estrada de Itaipava (RJ) 1935 - Estrada rural na Bélgica Estrada Estadual em Pernambuco HISTÓRICO CPC-M1 / 8 PRIMEIRO PAVIMENTO DE CONCRETO Bellefontaine, Ohio: Court Ave. (1891) Construção em duas camadas: agregado mais duro na superior, “de modo a que as ferraduras não a desgastassem” Ranhuras a cada 10cm, “para impedir que os cavalos escorregassem” As outras ruas do quarteirão foram pavimentadas até 1893 CPC-M1 / 9 George Bartholomew EUA - 1893 Court Avenue 1º PAVIMENTO DE CONCRETO CPC-M1 / 10 Courthouse Square: - Court Avenue - Main Street - Columbus Avenue - Opera Street Cidade: Bellefontaine - EUA Construtor: William T. G. Snyder 1º PAVIMENTO DE CONCRETO Mais de 100 anos CPC-M1 / 11 PRIMEIROS PAVIMENTOS DE AEROPORTOS Primeira pista de concreto: Dearborn, Michigan (1928) Lunken Field, Cincinatti (1929) Espessuras de 20-15-20cm e 22,5-18-22,5cm CPC-M1 / 12 Lunken Field PRIMEIROS PAVIMENTOS DE AEROPORTOS CPC-M1 / 13 1940s - Aeroportos no NE, Aeroportos Santos Dumont (RJ) e Congonhas (SP), Av. Edson Passos (RJ), Rodovias Anchieta e Anhangüera (SP) 1950s - Vias urbanas no Rio de Janeiro, Estradas em PE e PB 1960s - Rio-Petrópolis (RJ), Rio-Teresópolis (RJ), Itaipava-Teresópolis (RJ), vias urbanas em Porto Alegre (RS) 1970s - Interligação Anchieta-Imigrantes (SP), Rodovia dos Imigrantes (SP), Rodovia Sapucaia- Gravataí (RS), Aeroporto do Galeão (RJ) HISTÓRICO NO BRASIL CPC-M1 / 14 HISTÓRICO Estrada de São Miguel Paulista (SP) CPC-M1 / 15 HISTÓRICO Rodovia Anchieta (SP) CPC-M1 / 16 HISTÓRICO Aeroporto de Congonhas – São Paulo (SP) CPC-M1 / 17 Av. Edson Passos - Rio de Janeiro (RJ) Mais de 1/2 século HISTÓRICO CPC-M1 / 18 Praia de Boa Viagem - Recife (PE) Mais de 50 anos HISTÓRICO CPC-M1 / 19 Rodovia Itaipava-Teresópolis Mais de 70 anos HISTÓRICO CPC-M1 / 20 Interligação Imigrantes-Anchieta (SP) Mais de 25 anos HISTÓRICO CPC-M1 / 21 Rodovia dos Imigrantes (SP) 25 anos HISTÓRICO CPC-M1 / 22 1980s - Serra do Rio do Rastro (SC), Rodovia Pedro Taques (SP), Via Expressa de Belo Horizonte (MG), Aeroportos de Cumbica (SP) e Confins (BH) 1990s - Expansão do uso no Brasil: Av. Assis Brasil (RS), Cont. Sul de Curitiba (PR), Marginal da Rodovia Pres. Dutra (SP), 3ª faixa Interligação Anchieta-Imigrantes (SP), Programa Favela-Bairro (RJ), Rodovia SP79 (SP), Pista Descendente Rod. dos Imigrantes (SP), III Perimetral de Porto Alegre (RS), BR290 - Freeway (RS), Marginal Rod. Castello Branco (SP), Rodovia BR232 - Recife/ Caruaru (PE), Rodoanel Metropolitano (SP) HISTÓRICO NO BRASIL CPC-M1 / 23 Serra do Rio do Rastro (SC) 16 anos HISTÓRICO CPC-M1 / 24 Via Expressa - Belo Horizonte (MG) mais de 20 anos HISTÓRICO CPC-M1 / 25 Rodovia Pedro Taques (SP) Mais de 13 anos HISTÓRICO CPC-M1 / 26 HISTÓRICO Marginal Rodovia Presidente Dutra (SP) 1999 CPC-M1 / 27 HISTÓRICO 3ª Faixa Interligação Imigrantes-Anchieta (SP) 2000 CPC-M1 / 28 HISTÓRICO Pista Descendente Rodovia dos Imigrantes (SP) 2000 CPC-M1 / 29 HISTÓRICO Rodovia SP103/79 (SP) 2000 CPC-M1 / 30 HISTÓRICO BR290 – Freeway Osório/Porto Alegre (RS) 2000 CPC-M1 / 31 HISTÓRICO III Perimetral (RS) 2000 CPC-M1 / 32 HISTÓRICO Marginais Rodovia Castello Branco (SP) 2001 CPC-M1 / 33 HISTÓRICO Rodovia BR232 – Recife/Caruaru (PE) 2001 CPC-M1 / 34 HISTÓRICO Rodoanel Mário Covas (SP) – Trecho Oeste 2002 CPC-M1 / 35 HISTÓRICO Rodovia dos Imigrantes – Pista Descendente 2002 CPC-M1 / 36 Cenário no mercado Situação inicial 1998 Inexistência de estrutura de custos Conforto de rolamento ruim Dificuldade de execução Inexistência de equipamentos Carência de bons exemplos Inexistência de projetistas Perda do referencial histórico Pouca manutenção Grande durabilidade Situação Atual 2005 Conceito de custos totais Excelente conforto de rolamento Execução simples Disponibilidade de equipamentos Existência de bons exemplos Formados 60 projetistas no Brasil Recuperado histórico brasileiro Competitivo no custo de construção Adoção de procedimentos e custos pelos órgãos de transportes Vantagens: não forma trilha de rodas nem buracos, melhor visibilidade, economia de combustíveis, economia de energia elétrica, não forma aquaplanagem e vantagens ambientais Adoção de engenharia de valor e econômica, na definição da tecnologia a ser adotada Asfaltar = Pavimentar CPC-M1 / 37 (Ruhl, R.L., Safety Considerations of Rutted and Washboarded Asphalt Road) Distância de Frenagem (m) Condição de Superfície Seca e Nivelada Úmida e Nivelada Úmida com Trilha de Roda Concreto Asfalto A/C % 50 58 96 109 96* 134 16 % 14 % 40 % * No caso da pista de concreto, sem trilha de roda. Obs.: Veículo usado - Chevy a 95km/h Distâncias comparadas MENOR DISTÂNCIA DE FREAGEM CPC-M1 / 38 Até 30% a mais de reflexão de luz (Stark, Road Surfaces Reflectance Influences Lighting Design, Lighting Design and Application) MELHOR VISIBILIDADE POR REFLEXÃO CPC-M1 / 39 Pace e Becker, Costo de Pavimentos a lo Largo de su Vida Útil, Buenos Aires, 1999 Situação – Quarteirões com 100m de lado – Ruas de 9m de largura – Iluminação 11 horas por dia – Custo de energia de US$ 0,20/kWh Asfalto 5,35 kWh/m2 US$ 1,07/m2 Concreto 3,35 kWh/m2 US$ 0,67/m2 Relação A/C > 60% ECONOMIA DE ENERGIA ELÉTRICA CPC-M1 / 40 AMBIENTALMENTE AMIGÁVEL Redução da temperatura ambiente de cerca de 5ºC Redução da temperatura próxima à superfície de cerca de 14ºC Redução no consumo energético dos aparelhos de ar condicionado “Cool Communities” Projeto e Dimensionamento dos Pavimentos P A V IM E N T O D E C O N C R E T O CPC-M1 / 42 FUNDAMENTO DA MECÂNICA DOS PAVIMENTOS E DA CIÊNCIA DOS PAVIMENTOS RÍGIDOS Projetar uma estrutura que dê conforto, segurança e economia ao usuário, durante um determinado período de tempo. CPC-M1 / 43 DIFERENÇAS BÁSICAS ENTRE PAVIMENTOS FlexíveisSub-base Reforço do subleito Base Revestimento Subleito Rígidos Sub-base Base e revestimento Subleito CPC-M1 / 44 COMPARAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA ENTRE PAVIMENTOS EQUIVALENTES HR grande área de distribuição de carga pequena pressão na fundação do pavimento Rígidos HF grande pressão na fundação do pavimento pequena área de distribuição de carga Flexíveis CPC-M1 / 45 CAPACIDADE DE ABSORÇÃO DE CARGA DE UMA PLACA DE CONCRETO (carga no interior, seg. PCA) qt = 1 qc = 35 20 cm 30,4 cm 88,7 cm CPC-M1 / 46 TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Concreto Simples Concreto Simples com Barras de Transferência Concreto com Armadura Distribuída Descontínua sem Função Estrutural Concreto com Armadura Contínua sem Função Estrutural Concreto Estruturalmente Armado Concreto Protendido CPC-M1 / 47 PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLES 3 a 4 m e tr o s 4 a 6 metros 4 a 6 metros Planta h Corte CPC-M1 / 48 PAVIMENTO DE CONCRETO SIMPLES COM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA Planta h Corte 3 a 4 m e tr o s 4 a 7 metros 4 a 7 metros Barras de transferência CPC-M1 / 49 PAVIMENTO COM ARMADURA DISTRIBUÍDA DESCONTÍNUA SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL Planta Até 30 metros Até 30 metros h 5 cm Corte . . . . . . . . . . . . . . 3 a 5 m e tr o s Barras de transferência Armadura CPC-M1 / 50 PAVIMENTO COM ARMADURA CONTÍNUA SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL Planta 3 a 5 m e tr o s Juntas de construção de fim de jornada h 5 cm Corte . . . . . . . . . . . . . . CPC-M1 / 51 PAVIMENTO DE CONCRETO ESTRUTURALMENTE ARMADO h Corte Planta . . . . . . . . . . . . . . . . 9 a 30 metros 9 a 30 metros 3 a 7 m e tr o s . . . . . . . . . . . . . . . . CPC-M1 / 52 MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO Portland Cement Association: PCA 1984 American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO 1993 AASHTO (suplemento 1998) CPC-M1 / 53 DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO CBR Fundação Contagem e Classificação Tráfego Resistência Concreto CPC-M1 / 54 MÉTODO PCA/84 Estudos teóricos Ensaios de laboratório Pistas experimentais Pavimentos em serviço CPC-M1 / 55 FUNDAÇÃO Westergaard (1925): Fundação winkleriana Teoria do Líquido Denso: deslocamento diretamente proporcional à pressão exercida pc = k x d k = pc d CPC-M1 / 56 FUNDAÇÃO k = coeficiente de recalque – provas de carga – define a capacidade de suporte do subleito Para efeito de projeto, relacionamos k com o CBR CPC-M1 / 57 FUNDAÇÃO pc d Ensaio de prova de carga CPC-M1 / 58 FUNDAÇÃO Ensaio de prova de carga CPC-M1 / 59 FUNDAÇÃO Correlação entre CBR e k CPC-M1 / 60 CBR k (%) (MPa/m) 4 30 5 34 6 38 8 44 10 49 SUBLEITO - RELAÇÃO k x CBR (camada de espessura semi-infinita) CPC-M1 / 61 SUB-BASES Dar suporte uniforme e constante Evitar bombeamento Controlar as variações volumétricas do subleito Aumentar o suporte da fundação CPC-M1 / 62 CBRsubl ksubl kBG 10 (%) (MPa/m) (MPa/m) 4 30 34 5 34 38 6 38 42 8 44 48 10 49 54 FUNDAÇÃO - AUMENTO DE k PROPORCIONADO POR SUB-BASE GRANULAR CPC-M1 / 63 CBRsubl ksubl k CR 10 (%) (MPa/m) (MPa/m) 4 30 101 5 34 111 6 38 120 8 44 133 10 49 144 FUNDAÇÃO - AUMENTO DE k PROPORCIONADO POR SUB-BASE DE CR CPC-M1 / 64 Caminhões médios Caminhões pesados Reboques e Semi-reboques Ônibus TRÁFEGO - VEÍCULOS DE LINHA CPC-M1 / 65 CONCRETO A resistência característica de projeto é a de tração na flexão (fctM,k). Geralmente adota-se: fctM,k = 4,5 MPa CPC-M1 / 66 MEDIDAS DE TRAÇÃO NA FLEXÃO Balanço Central Terço Médio (dois cutelos) CPC-M1 / 67 MEDIDAS DE TRAÇÃO NA FLEXÃO vão re s is tê n c ia Balanço Central Dois cutelos CPC-M1 / 68 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Modelos de Comportamento Fadiga Erosão Escalonamento CPC-M1 / 69 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Modelos de Comportamento Fadiga Erosão Escalonamento CPC-M1 / 70 Repetição de cargas Relação de tensões (S) Número limite ou admissível de repetições de carga FADIGA CPC-M1 / 71 FADIGA (relação de tensões) S = MR CPC-M1 / 72 RELAÇÃO DE TENSÕES E NÚMERO ADMISSÍVEL DE REPETIÇÕES DE CARGA - CURVA DE FADIGA (PCA-84) 1 101 102 103 104 105 106 107 108 109 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 Número de aplicações de carga até a ruptura R e la ç õ e s d e t e n s õ e s ( S ) PCA 66 Extensão (1984) CPC-M1 / 73 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) EQUAÇÕES DE FADIGA Relação de tensões (Rt) Equação menor que 0,45 de 0,45 a 0,55 maior que 0,55 N = ilimitado N = ( 4,2577 / Rt – 0,4325)3,268 N = (0,9718 – Rt)) / 0,0828 CPC-M1 / 74 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Acostamento Faixa de tráfego Borda livre Junta transversal Posição de carga crítica para as tensões de tração na flexão (6% do tráfego tangenciando a borda) CPC-M1 / 75 FÓRMULA DE WESTERGAARD: CÁLCULO DA TENSÃO DE TRAÇÃO NA PARTE INFERIOR DA PLACA 12 1 1 1 4 1 1 2 2 2 2 2 2 2 4 0 P h x y y e y cos cos sen d Eq.41, “New Formulas for Stresses on Concrete Pavements”, ASCE, Proc., Jan. 1947, V.73 CPC-M1 / 76 200.000 A N Á L IS E D E F A D IG A CPC-M1 / 77 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Modelos de Comportamento Fadiga Erosão Escalonamento CPC-M1 / 78 EROSÃO Perda de material de camada de suporte sob as placas de concreto e nas laterais Efeito: deformações verticais críticas (cantos e bordas longitudinais livres) Novo conceito: Fator de Erosão - mede o poder que uma certa carga tem de produzir deformação vertical da placa CPC-M1 / 79 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Acostamento Faixa de tráfego Borda livre Junta transversal Posição de carga crítica para as deformações CPC-M1 / 80 2.000.000 A N Á L IS E D E E R O S Ã O CPC-M1 / 81 MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO (PCA/84) Modelos de Comportamento Fadiga Erosão Escalonamento CPC-M1 / 82 ESCALONAMENTO/EFICIÊNCIA DAS JUNTAS d = deslocamento vertical do lado carregado da junta d’= idem, do lado descarregado da junta ( ) e 2 100 d d d x ' ' % CPC-M1 / 83 Placas curtas Barras de transferência Sub-base estabilizada com cimento SISTEMAS ARTIFICIAIS DE MELHORIA DA EFICIÊNCIA DE JUNTAS CPC-M1 / 84 OS SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA 1. Diminuem Tensões e deformações nas placas de concreto Pressões e consolidação na fundação Manutenção 2. Aumentam Durabilidade Conforto e segurança de rolamento CPC-M1 / 85 OUTROS PARÂMETROS Empenamento do Concreto: não considerado no dimensionamento; analisado no projeto geométrico Período de projeto: mínimo de 20 anos. Fatores de segurança para carga: – Leve - 1,0 – Médio - 1,1 – Pesado - 1,2 – Condições especiais - 1,3 CPC-M1 / 86 PROJETO GEOMÉTRICO DE DISTRIBUIÇÃO DE PLACAS Combate: – Restrição à retração volumétrica do concreto – Empenamento restringido:fissuras longitudinais e transversais CPC-M1 / 87 ASPECTO SUPERFICIAL PROVÁVEL DE PAVIMENTO DE CONCRETO SEM JUNTAS TRANSVERSAIS DE CONTRAÇÃO Fissuras transversais de contração Planta CPC-M1 / 88 EMPENAMENTO TEÓRICO DIURNO E NOTURNO Compressão Tração Quente Frio Tração Compressão Quente Frio Compressão Tração Fissura Tração Compressão Fissura CPC-M1 / 89 ASPECTO SUPERFICIAL DE PAVIMENTO DE CONCRETO SEM JUNTAS Fissuras transversais de contração Fissura longitudinal devida ao empenamento restringido Fissuras transversais adicionais devidas ao empenamento restringido Planta CPC-M1 / 90 Junta longitudinal Junta transversal Juntas de expansão TIPOS DE JUNTAS CPC-M1 / 91 Junta de articulação Junta de construção TIPOS DE JUNTAS LONGITUDINAIS CPC-M1 / 92 JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, SEM BARRAS DE LIGAÇÃO Selante h 0,6 1,2 obs: cotas em cm h/4 + 1,5 CPC-M1 / 93 JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, COM BARRAS DE LIGAÇÃO Selante 0,6 1,2 obs: cotas em cm Barra de ligação h/2 h/2 h/4 +1,5 CPC-M1 / 94 JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO, DE ENCAIXE MACHO-FÊMEA, SEM BARRAS DE LIGAÇÃO h Selante 0,6 0,2h 0,1h obs: cotas em cm 0,4h 0,4h 1,2 CPC-M1 / 95 JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO, DE ENCAIXE MACHO-FÊMEA, COM BARRAS DE LIGAÇÃO h Selante 0,6 1,2 0,1h 0,1h obs: cotas em cm 0,4h 0,4h 0,05h 0,05h Barra de ligação CPC-M1 / 96 Junta de retração Junta de retração com barras de transferência Juntas de construção TIPOS DE JUNTAS TRANSVERSAIS CPC-M1 / 97 JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, SEM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA h Detalhe A obs: cotas em cm h/4 CPC-M1 / 98 JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO, DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA, COM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA h Detalhe A 0,5lb 0,5lb 0,5h obs: cotas em cm 0,5h Barra de transferência (com sua metade mais 2 cm pintada e engraxada) h/4 CPC-M1 / 99 JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO PLANEJADA, DE TOPO, COM BARRAS DE TRANSFERÊNCIA Detalhe A Barra de transferência h/2 h/2 CPC-M1 / 100 DETALHE A - PROFUNDIDADE DE CORTE E SELAGEM DE JUNTAS 5 10 Selante 0,25h obs: cotas em mm Corpo de apoio CPC-M1 / 101 JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO, SERRADA, COM BARRAS DE LIGAÇÃO CPC-M1 / 102 JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO E LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO CPC-M1 / 103 JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO, DE ENCAIXE MACHO-FÊMEA, COM BARRAS DE LIGAÇÃO Porto de Paranaguá CPC-M1 / 104 E X E R C ÍC IO P R O J E T O G E O M É T R IC O placa com armadura distribuída descontínua, de malha quadrada J1 J1 J1 JL com bl J1 J1 J1 J1 J1 J1 6 ,0 0 6 ,0 0 6 ,0 0 6 ,0 0 6 ,0 0 J2 J2 J2 J2 J2 J2 J2 J2 J2 J2 JT com bt J3 J3 J3 JE com bt CPC-M1 / 105 PAVIMENTO COM ARMADURA DISTRIBUÍDA DESCONTÍNUA SEM FUNÇÃO ESTRUTURAL 5 cm 5 cm 5 cm 21 cm 5 cm . . . . . . . Tela soldada de malha quadrada, = 3,4 mm Construção de Pavimentos P A V IM E N T O D E C O N C R E T O CPC-M1 / 107 OPERAÇÕES Preparo do subleito e da sub-base Produção do concreto Transporte Lançamento e distribuição Adensamento Nivelamento Acabamento Texturização Cura Corte e selagem de juntas CPC-M1 / 108 EQUIPAMENTO DE GRANDE PORTE Usinas dosadoras e misturadoras Caminhões – basculantes Distribuidoras (opcional) Vibroacabadoras de fôrmas deslizantes Desempenadeiras mecânicas acopladas à vibroacabadora (opcional) Desempenadeiras manuais metálicas, de cabo longo CPC-M1 / 109 EQUIPAMENTO DE GRANDE PORTE Texturizadoras e aplicadoras de curas (opcional) Vassouras de piaçava ou náilon Serras de disco Compressores de ar Seladoras (opcional) CPC-M1 / 110 Gomaco GP-2600 Wirtgen SP 500 Bid Well CMI SF 3004 Pavimentadoras Disponibilidade de equipamentos CPC-M1 / 111 Erie Strayer MG11C Arcen Arcmov - 100 Schwing Stetter M2 CMI TC 2604 (Produzida no Brasil) Usinas de concreto e texturizadora Disponibilidade de equipamentos CPC-M1 / 112 Máquina de corte de juntas (motor a gasolina) SERRA DE DISCO CPC-M1 / 113 CONSTRUÇÃO COM EQUIPAMENTO DE FÔRMAS DESLIZANTES CPC-M1 / 114 EQUIPAMENTO NECESSÁRIO Para o transporte, espalhamento, adensamento e acabamento Caminhões basculantes Vibroacabadora de fôrmas deslizantes Texturizadora e aplicadora de produto de cura Conjunto de serras de disco CPC-M1 / 115 EQUIPAMENTOS COMPLEMENTARES Desempenadeira metálica manual, com 3m de comprimento e cabo longo (float) Desempenadeira de borda Régua de alumínio de 3m de comprimento Passarelas de serviço Pente ou vassoura de cabo longo para ranhuramento Compressores de ar CPC-M1 / 116 ACEITAÇÃO DA SUB-BASE Verificação da compactação Rigoroso controle topográfico, de modo que as cotas da camada final acabada sejam aquelas definidas no projeto Verificação da espessura da sub-base CPC-M1 / 117 ACEITAÇÃO DA SUB-BASE Qualidade da imprimação betuminosa. CPC-M1 / 118 COLOCAÇÃO DE BARRAS DE TRANSFERÊNCIA CPC-M1 / 119 BARRAS DE TRANSFERÊNCIA Recomendação: as barras de transferência não devem ser cortadas na guilhotina, para evitar rebarbas CPC-M1 / 120 BARRAS DE TRANSFERÊNCIA A metade livre da barra de transferência deverá estar pintada ou engraxada CPC-M1 / 121 CPC-M1 / 122 CPC-M1 / 123 CPC-M1 / 124 CPC-M1 / 125 LANÇAMENTO DO CONCRETO CPC-M1 / 126 LANÇAMENTO Somente deverá ser lançado o concreto liberado pelo controle tecnológico O tempo permitido entre a adição de água e o lançamento será de 1 hora para concretos confeccionados sem acelerador de pega O concreto recusado pelo controle tecnológico deverá ser encaminhado ao bota-fora A fixação das barras de transferência deverá ser feita uma a uma e de forma a não causar atrasos no lançamento do concreto CPC-M1 / 127 LANÇAMENTO Alimentação da vibroacabadora de forma contínua, evitando paradas do equipamento CPC-M1 / 128 LANÇAMENTO O concreto lançado na frente da vibroacabadora não deverá ter altura superior a rosca sem-fim do equipamento. Não deverá ser lançada quantidade superior a duas viagens CPC-M1 / 129 CPC-M1 / 130 LANÇAMENTO CPC-M1 / 131 ESPALHAMENTO Deve garantir a espessura mínima de projeto em todos os seus pontos CPC-M1 / 132 ESPALHAMENTO Do espalhamento deve resultar uma camada de concreto solta, contínua, homogênea e de altura constante. O concreto deve ser distribuído por toda a largura da faixa. CPC-M1 / 133 ESPALHAMENTO DO CONCRETO CPC-M1 / 134 ADENSAMENTO CPC-M1 / 135 CPC-M1 / 136 CPC-M1 / 137 CPC-M1 / 138 CPC-M1 / 139 CPC-M1 / 140 ACABAMENTO FINAL Depressões no concreto fresco deverão ser verificadas com uma régua de alumínio de 3m de comprimento, colocada transversalmente ao eixo longitudinal da pista e ao longo do pavimento recém-concretado Serão imediatamente preenchidas com concreto fresco, jamais com argamassa ou pasta de cimento, e o pavimento novamente acabado com as desempenadeiras metálicas CPC-M1 / 141 CPC-M1 / 142 CPC-M1 / 143 ACABAMENTO FINAL Deverá ser empregada desempenadeira metálica de cabo longo com 3m de comprimento na direção transversal à pista; se necessário, desempenadeiras metálicas de borda e as de cabo curto para acabamentos localizados. CPC-M1 / 144 CPC-M1 / 145 PONTE DE SERVIÇO CPC-M1 / 146 TEXTURIZAÇÃO Consiste de prover de ranhuras a superfície do pavimento, aumentando o atrito entreele e os pneumáticos. Serve também como uma espécie de microdrenagem, que evite a formação de lâminas d’água capazes de produzir a hidroplanagem CPC-M1 / 147 TEXTURIZAÇÃO A texturização deverá ser executada imediatamente após a fase do acabamento final do concreto. CPC-M1 / 148 TEXTURIZAÇÃO Processo mecânico ou manual Processo manual : pode ser executada com a utilização de uma vassoura de piaçava ou de fios de náilon ou metálicos, no sentido transversal à pista, com auxilio de uma passarela de serviço. Admite-se a texturização longitudinal. CPC-M1 / 149 CPC-M1 / 150 TEXTURIZAÇÃO Processo mecânico : executada com um pente de fios duros. Trabalha com o mesmo principio eletrônico da vibroacabadora (sensores para nivelamento) executando as ranhuras no sentido transversal à pista. CPC-M1 / 151 CPC-M1 / 152 CURA O processo mais utilizado é o de cura com aplicação de produto químico capaz de, em contato com a umidade superficial do concreto, formar película plástica. A taxa mínima de aspersão é de 0,25l/m2, podendo chegar a 0,50l/m², inclusive nas faces laterais (bordas). Executada após a texturização através de equipamento autopropelido, constituído de bomba e barra espargidora em toda a largura das placas concretadas . CPC-M1 / 153 CPC-M1 / 154 CPC-M1 / 155 CURA QUÍMICA Detalhe do produto aplicado após 2 minutos CPC-M1 / 156 CUIDADOS COM A EXECUÇÃO DA CURA QUÍMICA A área concretada deverá ser sinalizada de modo a proteger o pavimento recém-concretado da passagem de veículos, pessoas e animais CPC-M1 / 157 PROTEÇÃO DO PAVIMENTO ACABADO CPC-M1 / 158 ABERTURA E SELAGEM DE JUNTAS CPC-M1 / 159 EXECUÇÃO DAS JUNTAS Deve-se estabelecer um plano de corte, no qual se determine o momento adequado e a ordem de abertura das juntas transversais. O primeiro corte é executado com 3mm de largura com o concreto semi-endurecido, no sentido transversal à pista. A profundidade de corte deverá ser aquela especificada em projeto. A execução das juntas deverá ser feita com o emprego de serra de disco diamantado, na largura e profundidade de projeto. O número de serras de disco disponíveis na obra deve ser suficiente para atender ao plano de corte. CPC-M1 / 160 EXECUÇÃO DAS JUNTAS O momento correto para o primeiro corte é função da resistência do concreto nas primeiras idades e das condições climáticas do dia. CPC-M1 / 161 JUNTAS TRANSVERSAIS CPC-M1 / 162 EXECUÇÃO DAS JUNTAS O corte longitudinal será o último a ser executado. CPC-M1 / 163 SERRAGEM DAS JUNTAS TRANSVERSAIS Cuidados: – Iniciar na hora certa o corte. – Não esborcinar a junta. – Mão de obra bem treinada. – Alinhamento da junta. – Espessura do corte - atender as especificações. – Duplo corte - 3mm e 6mm. – Local correto da junta - o aço já está embutido no concreto CPC-M1 / 164 LIMPEZA DAS JUNTAS Após o corte das juntas, procede-se à limpeza com ferramentas com ponta cinzelada, que penetre na ranhura das juntas, e jateamento de ar comprimido. CPC-M1 / 165 SELAGEM DAS JUNTAS Tipos de sistemas de selagem: a frio a quente pré-moldados CPC-M1 / 166 Colocação do material de enchimento SELAGEM DAS JUNTAS CPC-M1 / 167 Aplicação do selante Selante pré-moldado SELAGEM DAS JUNTAS CPC-M1 / 168 SELAGEM A QUENTE CPC-M1 / 169 CONTROLE DE IRREGULARIDADE LONGITUDINAL CPC-M1 / 170 Equipamento que serve para medir a irregularidade longitudinal de pavimentos de concreto em fase de construção, sendo também o equipamento empregado pela maioria dos Departamentos Estaduais de Transporte (DOT) americanos. PERFILÓGRAFO CALIFÓRNIA CPC-M1 / 171 Índice Internacional para Rodovias de Alto tráfego <47 47 - 63 63 - 79 79 - 95 95 - 110 110 - 158 158 - 174 174 - 190 190 - 205 205 - 221 221 - 237 >237 105 104 103 102 101 100 98 96 94 92 90 Correção 110 108 106 104 102 100 98 96 94 92 90 Correção % DE PAGAMENTO VALORES mm/km AASHTO ACPA Tabela que normalmente faz parte dos contratos de obras nos Estados Unidos e países da Europa. Índice aceito mundialmente como normal – a empresa simplesmente cumpriu o contrato. CONFORTO DE ROLAMENTO CPC-M1 / 172 Terraplenagem, subleito e sub-base SEQUÊNCIA DE EXECUÇÃO CPC-M1 / 173 Colocação de linha sensoras e barras de transferência SEQUÊNCIA DE EXECUÇÃO CPC-M1 / 174 Lançamento do concreto com caminhões basculantes SEQUÊNCIA DE EXECUÇÃO CPC-M1 / 175 Espalhamento, vibração, adensamento e acabamento do concreto com pavimentadora de fôrmas deslizantes SEQUÊNCIA DE EXECUÇÃO CPC-M1 / 176 Texturizadora e aplicadora de cura Texturização transversal com pente metálico Aplicação de cura química SEQUÊNCIA DE EXECUÇÃO CPC-M1 / 177 Corte de juntas transversais e longitudinais SEQUÊNCIA DE EXECUÇÃO CPC-M1 / 178 Limpeza, colocação de corpo de apoio e selagem de juntas SEQUÊNCIA DE EXECUÇÃO CPC-M1 / 179 CONTROLE TECNOLÓGICO DO CONCRETO CPC-M1 / 180 CPC-M1 / 181 CPC-M1 / 182 CPC-M1 / 183 CPC-M1 / 184 Imigrantes – Planalto - SP Interligação Anchieta / Imigrantes - SP Nova Dutra - SP SP 79 Castello Branco - SP Resultados CPC-M1 / 185 Canaleta Leste-oeste / PR Bento Gonçalves - RS III Perimetral - Porto Alegre/RS MT-130 Aeroporto de Brasília - DF Porto de Paranaguá - PR Resultados CPC-M1 / 186 Linhão do Emprego - PR Imigrantes Serra - SP Rodoanel Mário Covas - SP BR 290 - RS Resultados CPC-M1 / 187 Marginais Av. Castelo Branco - Gomaco GP - 2600 SÃO PAULO CPC-M1 / 188 Rodovia SP 79/103 Gomaco GP 2600 SÃO PAULO CPC-M1 / 189 Rodoanel Metropolitano de São Paulo - Gomaco GP2600 / CMI SF3004 SÃO PAULO CPC-M1 / 190 Rodovia dos Imigrantes – Planalto - Gomaco GP2600 SÃO PAULO CPC-M1 / 191 Rodovia dos Imigrantes – Serra – Bidwell - 5000 SÃO PAULO CPC-M1 / 192 BR232 - Recife-Caruaru - CMI 3002 e Gomaco GP-2600 PERNAMBUCO CPC-M1 / 193 MT130 – Primavera do Oeste-Paranatinga – CMI SF-3004 MATO GROSSO CPC-M1 / 194 Contorno Sul de Curitiba Wirtgen SP500 CURITIBA - PR CPC-M1 / 195 Av. Affonso Camargo – Wirtgen SP500 CURITIBA - PR CPC-M1 / 196 Porto de Paranaguá – Wirtgen SP500 PARANAGUÁ - PR CPC-M1 / 197 BR 290 - Free Way – Porto Alegre-Osório – Wirtgen SP500 19cm 19cm 24cm leve leve +30% pesado pesado RIO GRANDE DO SUL CPC-M1 / 198 BR 290 - Free Way – Porto Alegre-Osório – 1ª Fase– Wirtgen SP500 RIO GRANDE DO SUL CPC-M1 / 199 CORREDOR DE ÔNIBUS Corredor Roque Petroni – São Paulo/SP CPC-M1 / 200 CORREDOR DE ÔNIBUS Terminal de Ônibus Parobé / RS CPC-M1 / 201 AVENIDA XAVIER DE TOLEDO - SP Recuperação do pavimento existente – “Overlay “ AVENIDAS CPC-M1 / 202 AVENIDA III PERIMETRAL Análise Técnica-econômica P A V IM E N T O D E C O N C R E T O CPC-M1 / 204 COMPETITIVIDADE DOS PAVIMENTOS DE CONCRETO COMPETITIVIDADE AVANÇOS TECNOLÓGICOS CUSTOS Via Dutra / Marginal Guarulhos (SP) - 1999 CPC-M1 / 205 COMPETITIVIDADE CUSTO ACUMULADO TOTAL DAS ALTERNATIVAS DE PAVIMENTAÇÃO (R$/km) (construção e manutenção) R$605.145 R$954.971 R$ 300.000 R$ 400.000 R$ 500.000 R$ 600.000 R$ 700.000 R$ 800.000 R$ 900.000 R$ 1.000.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ano V a lo r p re s e n te a c u m u la d o d o i n v e s ti m e n to Pavimento de concreto Pavimento asfáltico Diferença inicial: % 4,29 "Payback": no ano 3 Diferença final: % 58,55 A N Á L IS E E C O N Ô M IC A D E I N V E S T IM E N T O E M P A V IM E N T A Ç Ã O - P R O G R AM A A H A L L A C K v .0 4 0 4 PROJETO: Novembro / 2004Rodovia BR-xxx DATA: CPC-M1 / 206 COMPETITIVIDADE CUSTO ACUMULADO TOTAL DE MANUTENÇÃO (R$/km) 24.207 397.922 R$ 0 R$ 50.000 R$ 100.000 R$ 150.000 R$ 200.000 R$ 250.000 R$ 300.000 R$ 350.000 R$ 400.000 R$ 450.000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ano V a lo r p re s e n te a c u m u la d o d e m a n u te n ç ã o Pavimento de concreto Pavimento asfáltico O VP do custo total de manutenção do pavimento asfáltico é 1543,83% maior do que o do pavimento de concreto. Ou seja, o custo total de manutenção do pavimento de concreto corresponde a 6,08% do custo do pavimento asfáltico. A N Á L IS E E C O N Ô M IC A D E I N V E S T IM E N T O E M P A V IM E N T A Ç Ã O - P R O G R A M A A H A L L A C K v .0 4 0 4 PROJETO: Novembro / 2004Rodovia BR-xxx DATA: CPC-M1 / 207 HISTÓRIA DE DOIS PAVIMENTOS Rodovia dos Imigrantes (SP-160) Trechos construídos em 1974 Tráfego médio diário de 20.235 veículos (14% caminhões e ônibus) ESTRUTURA DOS PAVIMENTOS ASFÁLTICO CONCRETO Concreto betuminoso: 10 cm Concreto simples: 22 cm Pré-misturado a quente: 5 cm Brita tratada com cimento: 10 cm Brita tratada com cimento: 24 cm Brita graduada: 10 cm Brita graduada: 13 cm TOTAL: 52 cm TOTAL: 42 cm CPC-M1 / 208 HISTÓRIA DE DOIS PAVIMENTOS SITUAÇÃO APÓS 21 ANOS ASFÁLTICO CONCRETO MANUTENÇÃO ANULA Contínua Desprezível MANUTENÇÃO PESADA Duas (1981 e 1989) Desnecessária CONCEITO RUIM MUITO BOM ÍNDICES DE CUSTOS POR km (em valor presente, 12% aa) Custo de construção 1,009 1o ano 1,014 5o ano 1,045 Índice: Asfalto / concreto 10o ano 1,176 15o ano 1,308 20o ano 1,310 21o ano 1,367 Fonte: 30a RAPav – Salvador (BA) 1996. Anais. Vol. 4 pag.1840 CPC-M1 / 209 BRASIL: AME-O OU DEIXE-O Ao projetar e construir um pavimento, é preciso refletir também sobre o quanto estarão sendo onerados os orçamentos futuros em decorrência das manutenções e recuperações que o pavimento necessitará. CPC-M1 / 210 CICLO PERVERSO: CONSTRUIR RODOVIAS E NÃO CONSERVÁ-LAS Não tem sentido a discussão quanto a conservar ou não um pavimento. Um pavimento em degradação primeiro gera enormes prejuízos e depois desaparece. Então, se ele pode deixar de existir, não deveria ter sido construído. CPC-M1 / 211 CONCLUSÕES A tecnologia dos concretos de pavimento é atual, conhecida e praticada no Brasil. Os métodos de projeto são praticamente infensos à subjetividade, dado seu caráter mecanístico. Permitem estruturas seguras e econômicas. Mencionem-se, ainda, os avanços quanto às juntas, à fundação do pavimento e à qualidade de rolamento. A evolução técnica possibilitou desenvolver equipamentos eficazes, produtivos e de relação custo/benefício atraente. CPC-M1 / 212 CONCLUSÕES O custo de construção é competitivo, desde que se comparem estruturas equivalentes. O custo anual equivalente do pavimento de concreto é, indubitavelmente, o mais atraente. O pavimento de concreto agrega valor quanto a aspectos especiais de segurança de rolamento, consumo de energia e combustível e gestão ambiental. . CPC-M1 / 213 NÃO É POSSÍVEL CONTINUAR FAZENDO AS COISAS SEMPRE DA MESMA MANEIRA É PRECISO E É MELHOR MUDAR E ESPERAR QUE OS RESULTADOS SEJAM DIFERENTES. CPC-M1 / 214 Pavimento de Concreto Feito para durar
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