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CONSTRUÇÃO CIVIL Alessandra Martins Cunha André Luís Abitante Caroline Schneider Lucio Lélis Espartel Ronei Tiago Stein Vinícius Simionato Pavimentação: técnicas construtivas Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: Descrever as etapas de execução de subleito e base. Entender o processo de usinagem de revestimento e sua implantação na via. Conhecer o principal maquinário utilizado na construção de um pavimento. Introdução Como você deve imaginar, disponibilizar estradas confiáveis para usufruto da população requer uma série de processos. Envolve, por exemplo, dimensionar corretamente o pavimento, conhecer os tipos de materiais que podem compor esse pavimento, escolher esses materiais devido às suas características e propriedades e executar esse pavimento de forma adequada. A construção de um pavimento é o que você irá estudar neste capítulo. Sua importância se dá porque é nessa fase que o pavimento vira algo real, físico e palpável. Erros no projeto podem ser facilmente corrigidos se identificados a tempo, enquanto que na execução não existe essa opção. Por isso é necessário executar um pavimento de forma minuciosa e atenta. Portanto, este texto aborda as técnicas construtivas de um pavimento. É nessa fase que o pavimento projetado vira realidade. Para uma implan- tação adequada, se deve atentar para a execução correta das camadas de subleito, reforço do subleito, sub-base e base. A última camada é o revestimento, que será de qualidade se sua usinagem e seu lançamento na via forem bem feitos. Como a pavimentação está no rol de grandes obras de infraestrutura, existe um maquinário próprio para execução dela, que você também vai conhecer aqui. Execução das camadas inferiores Um pavimento é composto por subleito, base e revestimento. O revestimento é a camada em contato com os veículos. Abaixo dele se encontram as camadas inferiores, que ainda podem contar com reforço do subleito e sub-base. Regularização e subleito A regularização pode ser feita após a terraplanagem do terreno que irá receber a via. Seu objetivo é corrigir as falhas da superfície terraplanada. Também existe o caso de a pavimentação ser executada sobre um leito antigo de estrada de terra, onde a regularização se faz ainda mais necessária. Isso ocorre pois uma superfície terraplanada tem menos irregularidades que uma superfície que antes servia de estrada. A preferência é que essa regularização seja feita na forma de pequenos aterros, dando condições geométricas defi nidas ao subleito. O material para os pequenos aterros pode ser obtido nos próprios taludes de corte, numa operação de importação local ou bota-dentro. O preparo do subleito depende do cuidado com eventuais recalques, po- dendo ter uma compactação de 100% em relação ao ensaio de Proctor Normal (três camadas, com 25 golpes por camada), ou 100% em relação ao Proctor Intermediário (35 golpes por camada) ou Proctor Modificado (55 golpes por camada). O acabamento deverá ser feito, preferencialmente, com máquina e controlado por meio de régua própria. Esta, ao ser colocada longitudinalmente sobre o subleito, não pode exceder além de 4 cm do perfil estabelecido. O equipamento utilizado consiste em compressores automotores, de três rodas de 8 a 12 toneladas. A aplicação dos rolos compactadores segue a norma geral: da borda para o centro, nos trechos retilíneos, e da borda interna para a externa nas curvas. O início do acabamento deve ser feito com motoniveladora e o final com rolos pneumáticos de rodas múltiplas, bamboleantes. 257Pavimentação: técnicas construtivas O ensaio de compactação Proctor é um método de laboratório para determinar experimentalmente a densidade máxima do maciço terroso e conhecido. Para isso, a umidade varia de forma a chegar ao ponto de compactação máxima no qual se obtém a umidade ótima de compactação. O ensaio pode ser realizado em três níveis de energia de compactação, conforme as especificações da obra: normal, intermediária e modificada. Reforço do subleito O reforço do subleito é executado sobre subleitos de má qualidade ou tráfego de cargas muito pesadas. Ele deve possuir material de mais qualidade, com Índice de Suporte Califórnia acima de 10%. Isso geralmente implica importa- ção do solo e, antes de importar, é necessário balizar os alinhamentos laterais colocando os piquetes devidamente espaçados e afastados. Esse procedimento serve para evitar o deslocamento prematuro pela passagem das máquinas. Antes da compactação, se deve verificar o teor de umidade, procu- rando, se houver excesso, reduzir o teor por tombamentos sucessivos com motoniveladoras. Base e sub-base A base e a sub-base têm funções parecidas dentro da estrutura de um pavi- mento. A função da base é receber os esforços da camada de revestimento e passar para o subleito. Porém, pode se tornar custoso executar uma base de camada muito espessa. Com o fi m de diminuir a espessura da camada de base, é executada a sub-base, que fi ca entre o subleito e a base. A sub-base é de um material de menor qualidade. Base de macadame hidráulico Essa é uma camada de pedra britada, de fragmentos entrosados entre si e material de enchimento, aglutinados pela água. É fundamental que os agre- gados graúdos, elementos resistentes, formem uma estrutura o mais travada e indeformável possível. O processo construtivo inicia com o preparo da Construção civil 258 caixa de base, com as paredes laterais cortadas verticalmente, na altura pre- vista para a espessura da base. É possível executar formas de madeira nas laterais, para melhor condição da caixa. O agregado graúdo é espalhado de forma a resultar em uma espessura uniforme. Depois ele é comprimido por meio do compressor de três rodas. A compressão deve prosseguir até que os fragmentos de agregados se entrosem uns aos outros e mantenham a camada com espessura uniforme. Após a primeira compressão, se distribui o material de enchimento sobre a superfície do agregado graúdo, procurando introduzir o material pelas frestas existentes no vazio dos agregados. A operação estará completa quando o material não penetrar mais nos vazios das camadas. Em seguida, é feita a irrigação da superfície, que caracteriza o nome “hidráulico” dado a essa composição. A água conduz o material de enchimento para o inferior da camada, deixando novamente aparente as frestas oriundas do intertravamento do agregado graúdo. Essa operação é seguida de uma nova compressão, e o processo ocorre sucessivamente até a composição não se deslocar com a compressão e o material de enchimento preencher completamente os vazios, mesmo com adição de água. Base de brita graduada Considerada como a sucessora do macadame hidráulico, possui o mesmo objetivo de um material graúdo intertravado e preenchido por fi nos e água. A vantagem é que o material é misturado em usina e deve respeitar parâmetros impostos por normas. Observe: Resistência > 78 ou CBR > 90 Equivalente de areia > 30 Durabilidade > 35 Abrasão Los Angeles < 40% Tenacidade < 10% Forma < 10% O procedimento de execução é similar ao do macadame hidráulico. A diferença é que o material é misturado e umedecido em usina e distribuído em camadas uniformes (menores que 15 cm) na pista. Após a distribuição das camadas, vem o processo de compactação, das bordas em direção ao centro. Por fim, há o acabamento, feito com motoniveladora, admitindo um umedecimento da superfície para facilitar a operação. 259Pavimentação: técnicas construtivas Estabilização do solo A estabilização do solo consiste em dotá-lo de condições de resistir a deforma- ções e ruptura. A estabilização do solo consiste em misturar solos arenosos, que apresentam índice de rolamento razoável durante a chuva, mas muita poeira na estiagem, com solos argilosos, melhores nos períodos de estiagem, mas lamacentos em períodos chuvosos. Combinando as características desses dois solos, é possívelchegar num produto que não oferece poeira nem lama. A mistura desses dois solos confere uma estabilização granulométrica. Assim, os grãos menores preenchem os vazios gerado pelo intertravamento dos grãos maiores. O processo construtivo se dá na distribuição desse material em leiras uni- formes, sendo em seguida distribuído em camadas uniformes. A compactação segue os processos habituais. Com rolo pé-de-cabra, se inicia a compactação, em faixas longitudinais da borda para o centro. Ela também pode ser feita com rolos pneumáticos. No fim da operação, é necessário verificar se as massas específicas atingiram as especificações previstas em projeto. Existem diversos outros tipos de bases e sub-bases. Neste texto, você conheceu os mais usuais ou mais significativos na pavimentação brasileira. Outros exemplos de base e sub-base são: brita graduada tratada com cimento; macadame betuminoso; solo arenoso fino laterítico (SAFL); solo-cimento; solo-asfalto; entre outros. Técnicas executivas de revestimentos Neste item, você vai conhecer melhor os métodos de execução do revesti- mento do pavimento. O foco aqui é o revestimento asfáltico, mais comumente utilizado. Construção civil 260 Usinas A obtenção de uma mistura asfáltica envolve a associação do agregado com o ligante asfáltico em proporções predeterminadas no projeto. Essa associação é feita em uma instalação apropriada, conhecida como usina de asfalto. Se a mistura do agregado é com cimento asfáltico de petróleo (CAP), o agregado deve ser aquecido previamente para remoção de umidade. Além disso, se deve elevar sua temperatura para o envolvimento com o ligante asfáltico. Esse tipo de mistura é conhecido como usinado a quente. A seguir, você pode observar as operações básicas para a produção de misturas asfálticas a quente: Estocagem e manuseio dos materiais. Proporcionamento e alimentação do agregado frio no secador. Secagem e aquecimento eficientes do agregado à temperatura apropriada. Controle e coleta do pó no secador. Proporcionamento, alimentação e mistura do ligante asfáltico com o agregado aquecido. Estocagem, distribuição, pesagem e manuseio das misturas asfálticas produzidas. Caso o ligante seja emulsão asfáltica, a usina é usada para mistura a frio. Como não é necessário o aquecimento do agregado e do ligante, as usinas para mistura a frio também são utilizadas para misturas de solos, britas, solo-cimento, etc. Ainda se pode utilizar usinas do tipo móvel. Transporte e lançamento O transporte é feito, geralmente, por caminhões com báscula traseira. A logística desse transporte é importante, pois a carga é rejeitada se a mistura chegar na obra com temperatura excessiva ou baixa. As variáveis que envolvem o transporte são a velocidade de produção da mistura, a distância da obra, o tipo de tráfego no percurso e o tempo de descarregamento. 261Pavimentação: técnicas construtivas A mistura asfáltica deve ser lançada em camada uniforme de espessura e seção transversal defi nida, pronta para a compactação. O lançamento é realizado por vibroacabadoras. Você deve planejar o lançamento de uma mistura asfáltica considerando os seguintes processos: Continuidade e sequência de operações. Número de vibroacabadoras necessário. Número e tipos de rolos compactadores. Número de caminhões transportadores. Cadeia de comando para dar e receber instruções. Razões para possíveis rejeições da mistura asfáltica. Condições climáticas. Controle de tráfego. Vibroacabadoras são compostas por duas unidades: tratora e de nivelamento. A tratora contém o motor, transmissões e controles, além de silo de carga, barras alimentadoras, roscas distribuidoras e posto de condução. A unidade de nivelamento é formada por uma mesa flutuante e vibratória ligada à unidade tratora por braços de nivelamento fixados por meio de articulações. Suas funções são nivelar e pré-compactar a mistura. Compactação A compactação de uma camada asfáltica de revestimento aumenta a estabi- lidade, reduz o índice de vazios, proporciona uma superfície suave e desem- penada, além de aumentar sua vida útil. A espessura máxima de uma mistura asfáltica compactada é de 10 cm. Para uma boa compactação, dois fatores são essenciais: confi namento e temperatura. No campo, o confi namento adequado não é simples de conseguir. A parte de baixo é confi nada por uma camada de base já estável. Já as laterais são confi nadas pela própria mistura, que deve ser resistente à fl uência e ao escorregamento. Misturas asfálticas com temperaturas elevadas tendem a fluir e se deformar. Já em temperaturas baixas, tendem a enrijecer, se tornando plásticas e pegajo- Construção civil 262 sas. Cada mistura asfáltica tem uma faixa de temperatura para compactação própria, relacionada ao tipo de ligante utilizado. O processo de execução é compreendido por duas fases: rolagem de compactação e rolagem de acabamento. A primeira alcança a densidade, a impermeabilidade e a suavidade superficial. A segunda corrige as marcas deixadas na superfície pela fase de rolagem de compactação. Tratamento superficial As principais funções dos tratamentos superfi ciais são: proporcionar uma camada de rolamento de pequena espessura, porém de alta resistência contra o desgaste; impermeabilizar o pavimento; proteger a infraestrutura; e pro- porcionar um pavimento com revestimento antiderrapante. Neste item, se aborda o tratamento superfi cial por penetração. Ele é realizado por meio de um caminhão espargidor, responsável pela distribuição do ligante asfáltico combinado com um distribuidor de agregados. É necessário um ajuste prévio nos equipamentos, a fi m de que apliquem o ligante e o agregado nas proporções defi nidas em projeto. A compressão do agregado é realizada imediatamente após o seu lançamento na pista. 263Pavimentação: técnicas construtivas Observe a listagem de normas para execução de pavimento: DNIT 031/2006 – ES – Pavimentos Flexíveis – Concreto asfáltico DNIT 032/2005 – ES – Pavimentos Flexíveis – Areia asfalto a quente DNIT 033/2005 – ES – Pavimentos Flexíveis – Concreto asfáltico reciclado a quente na usina DNIT 034/2005 – ES – Pavimentos Flexíveis – Concreto asfáltico reciclado a quente no local DNIT 035/2005 – ES – Pavimentos Flexíveis – Microrrevestimento asfáltico a frio com emulsão modificada por polímero DNIT 047/2004 – ES – Pavimento Rígido – Execução de pavimento rígido com equipamento de pequeno porte DNIT 048/2004 – ES – Pavimento Rígido – Execução de pavimento rígido com equipamento de fôrma-trilho DNIT 049/2013 – ES – Pavimento Rígido – Execução de pavimento rígido com equipamento de fôrma-deslizante DNIT 056/2013 – ES – Pavimento Rígido – Sub-base de cimento de concreto Por- tland compactada com rolo DNIT 057/2004 – ES – Pavimento Rígido – Execução de sub-base melhorada com cimento DNIT 058/2004 – ES – Pavimento Rígido – Execução de sub-base de solo-cimento DNIT 059/2004 – ES – Pavimento Rígido – Pavimento de concreto de cimento Portland, compactado com rolo DNIT 065/2004 – ES – Pavimento Rígido – Sub-base de concreto de cimento Por- tland adensado por vibração DNIT 066/2004 – ES – Pavimento Rígido – Construção com peças pré-moldadas de concreto de cimento Portland DNIT 067/2004 – ES – Pavimento Rígido – Reabilitação DNIT 068/2004 – ES – Pavimento Rígido – Execução de camada superposta de concreto do tipo Whitetopping por meio mecânico DNIT 098/2007 – ES – Pavimentação – Base estabilizada granulometricamente com utilização de solo laterítico DNIT 112/2009 – ES – Pavimentos Flexíveis – Concreto asfáltico com asfalto-borracha, via úmida, do tipo “Terminal Blending” DNIT 114/2009 – ES – Pavimentação Rodoviária – Sub-base estabilizada granulo- metricamente com escória de aciaria – ACERITA DNIT 115/2009 – ES – Pavimentação Rodoviária – Base estabilizada granulometri- camente com escória de aciaria – ACERITA DNIT 137/2010– ES – Pavimentação – Regularização do subleito DNIT 138/2010 – ES – Pavimentação – Reforço do subleito DNIT 139/2010 – ES – Pavimentação – Sub-base estabilizada granulometricamente DNIT 140/2010 – ES – Pavimentação – Sub-base de solo melhorado com cimento Construção civil 264 Maquinário Você pode utilizar este item como um glossário das máquinas citadas ao longo deste texto. Aqui, você também vai conhecer outros equipamentos não expostos neste texto, mas de uso corrente na execução de pavimentos. DNIT 141/2010 – ES – Pavimentação – Base estabilizada granulometricamente DNIT 142/2010 – ES – Pavimentação – Base de solo melhorado com cimento DNIT 143/2010 – ES – Pavimentação – Base de solo-cimento DNIT 144/2014 – ES – Pavimentação Asfáltica – Imprimação com ligante asfáltico convencional DNIT 145/2012 – ES – Pavimentação – Pintura de ligação com ligante asfáltico convencional DNIT 146/2012 – ES – Pavimentação Asfáltica – Tratamento superficial simples com ligante asfáltico convencional DNIT 147/2012 – ES – Pavimentação Asfáltica – Tratamento superficial duplo com ligante asfáltico convencional DNIT 148/2012 – ES – Pavimentação Asfáltica – Tratamento superficial triplo com ligante asfáltico convencional DNIT 149/2010 – ES – Pavimentação Asfáltica – Macadame betuminoso com ligante asfáltico convencional por penetração DNIT 150/2010 – ES – Pavimentação asfáltica – Lama asfáltica DNIT 151/2010 – ES – Pavimentação – Acostamentos DNIT 152/2010 – ES – Pavimentação – Macadame hidráulico DNIT 153/2010 – ES – Pavimentação Asfáltica – Pré-misturado a frio com emulsão catiônica convencional DNIT 154/2010 – ES – Pavimentação Asfáltica – Recuperação de defeitos em pa- vimentos asfálticos DNIT 159/2011 – ES – Pavimentos Asfálticos – Fresagem a frio DNIT 166/2013 – ES – Pavimentação – Reciclagem de pavimento a frio “in situ” com adição de espuma de asfalto DNIT 167/2013 – ES – Pavimentação – Reciclagem profunda de pavimentos “in situ” com adição de cimento Portland DNIT 169/2014 – ES – Pavimentação – Reciclagem de pavimento em usina com espuma de asfalto 265Pavimentação: técnicas construtivas Figura 1. Caminhão com báscula traseira, seguida de vibroacabadora e rolo compactador. Fonte: L., Peurifoy et al. (2016) Rolos compactadores Estáticos: compactam a camada devido ao seu peso próprio, que pode ser aumentado pela utilização de lastros. Você deve saber que existem três tipos de compactadores estáticos: os pneumáticos, em tandem liso ou três rodas lisas. Figura 2. Rolo compactor de pneus. Fonte: L., Peurifoy et al. (2016) Construção civil 266 Vibratórios: compostos por um ou mais tambores de aço com pesos girató- rios, criando forças dinâmicas que, somadas com seu próprio peso, aumentam o esforço de compactação. Figura 3. Rolo compactor vibratório com dois tambores de aço. Fonte: L., Peurifoy et al. (2016) Pé-de-carneiro: utilizado para compactação de camadas inferiores e terraplanagem. É dotado de rolos com pequenos degraus em sua estrutura, que garantem uma precisa compactação. Pode ser vibratório ou não. O pé-de- -carneiro compacta de baixo para cima. As suas patas penetram a camada solta superior e compactam a camada inferior. Quando o pé sai do solo, ele joga para cima o material. O resultado é uma camada de material solto em cima. Espalhando mais material, este permanecerá solto e a máquina compactará a camada anterior. Motoniveladoras Consistem em veículos em geral com seis rodas, das quais quatro se localizam na traseira para que possam garantir uma força maior sustentando o peso do motor e aumentar o torque para a laminação do solo. As outras duas fi cam na dianteira do veículo para controle de direção. Sua lâmina se encontra na horizontal e é ajustável (horizontal, vertical e ângulo) por meio de braços mecânicos e/ou pistões hidráulicos e engrenagens. 267Pavimentação: técnicas construtivas Vibroacabadoras A vibroacabadora (também chamada de pavimentadora de asfalto) é o equi- pamento que executa a aplicação, o nivelamento e a pré-compactação do concreto asfáltico em obras de pavimentação. Construção civil 268 PEURIFOY, R. L. et al. Planejamento, equipamentos e métodos para a construção civil. 8. ed. Porto Alegre: AMGH, 2015. Leitura recomendada 271Pavimentação: técnicas construtivas