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CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE SANTARÉM CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DIEGO QUEIROZ FONSECA KAIO VINICIUS DE OLIVEIRA SEMÕES MATHEUS DOS SANTOS OLIVEIRA MARCUS SÁ PAVIMENTO RIGIDO SANTARÉM 2017 CENTRO UNIVERSITÁRIO LUTERANO DE SANTARÉM CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DIEGO QUEIROZ FONSECA KAIO VINICIUS DE OLIVEIRA SEMÕES MATHEUS DOS SANTOS OLIVEIRA MARCUS SÁ PAVIMENTO RIGIDO Trabalho de pesquisa realizado para obtenção de nota parcial na Avaliação de Grau 2, na disciplina de Projeto de Pavimentação Rodoviária, do Centro Universitário Luterano de Santarém, Curso de Engenharia Civil, ministrada pelo Prof. Sérgio Melo. SANTARÉM 2017 Sumário 1- Introdução ............................................................................................................... 4 2. Aspectos Gerais ...................................................................................................... 5 3. Características ........................................................................................................ 5 3.1 Espessura .......................................................................................................... 5 3.2 Planicidade ........................................................................................................ 5 3.3 Junta Longitudinal .............................................................................................. 5 3.4 Textura Longitudinal ........................................................................................... 6 3.5 Barras de Ligação .............................................................................................. 6 3.6 Bases Subleito ................................................................................................... 6 4. Whitetopping ........................................................................................................... 6 5. Overlay .................................................................................................................... 7 6. Pavimentos Armados .............................................................................................. 8 7. Concreto Rolado ..................................................................................................... 8 8. Solo-cimento ........................................................................................................... 9 9. Fast-track ................................................................................................................ 9 10. Patologias no Pavimento Rígido ........................................................................... 9 10.1 Trincas Longitudinais ..................................................................................... 10 10.2 Trincas Transversais ...................................................................................... 10 11. Conclusão ........................................................................................................... 11 12. Referencias ......................................................................................................... 12 4 1- Introdução Pavimento é a estrutura construída sobre a terraplanagem de um terreno. Os pavimentos são classificados em dois tipos de acordo com a forma de distribuição de tensões: Pavimentos flexíveis e pavimentos rígidos. Pavimentos flexíveis: são compostos por várias camadas que devem trabalhar em conjunto, cada uma delas absorvendo parte das solicitações impostas e transmitindo o restante das camadas localizadas em níveis inferiores. Pavimentos rígidos: são constituídos basicamente por uma placa de concreto que praticamente absorve toda a solicitação, distribuindo-a em uma grande área. Ao chegar ao subleito, a carga encontra-se suficientemente amortecida. Os pavimentos rígidos de concreto há muito estudados e utilizados em outros países, vêm ganhando força no Brasil. Iremos nos aprofundar sobre esse tipo de pavimento no decorrer deste trabalho. 5 2. Aspectos Gerais Durabilidade e resistência são os principais trunfos dos pavimentos rígidos. Enquanto pavimentos flexíveis são projetados para ter uma vida útil de aproximadamente dez anos, os pavimentos de concreto são concebidos para operar por até 30 anos com intervenções de manutenção mínimas. Essa menor necessidade de manutenção pode, assim, diluir o ônus do maior investimento inicial que o pavimento rígido requer para a implantação. Uma das principais diferenças entre as tecnologias é a forma como as cargas são distribuídas no terreno. Enquanto os pavimentos flexíveis tendem a transmitir as cargas verticalmente, concentradas num único ponto, as placas de concreto atuam de forma semelhante a uma ponte sobre o subleito. Dessa maneira, o solo tem menor responsabilidade, pois as cargas são distribuídas por uma área maior. 3. Características 3.1 Espessura O concreto conta com uma espessura relativamente maior que o asfalto. Assim, distribui as cargas por uma área maior. 3.2 Planicidade Pavimentos rígidos apresentam um elevado nível de planicidade, cujos desvios são representados em mm/km. Para eliminar irregularidades relevantes desgasta-se com pontas diamantadas. 3.3 Junta Longitudinal Minijuntas de contração são necessárias para evitar o trincamento e as quebras ocasionadas pela movimentação térmica das placas. Aprofundam-se a 1/3 da espessura do revestimento e são cortadas 24 horas após a concretagem. Junta transversal: com função idêntica à da junta longitudinal, provocam preconceito de desconforto ao rolamento dos pavimentos rígidos. O corte ocorre de 6 a 12 horas após o lançamento do concreto. 6 3.4 Textura Longitudinal A finalidade de texturizar a superfície é reduzir a possibilidade de aquaplanagem e aumentar a aderência. Afetam, ainda, o nível de ruído. São divididas pelas categorias: texturas varridas, raspadas, agregado exposto e concreto endurecido. Barras de transferência: colocadas nas juntas transversais, são lisas e semi-engraxadas e realizam a conexão mecânica entre as placas. Assim, promovem a transferência de cargas no sentido do tráfego. A ausência pode provocar o surgimento de degraus nas juntas. 3.5 Barras de Ligação Compostas de aço liso e engraxado (de um lado), são colocadas nas juntas longitudinais e mantêm unidas as faixas de rolamento. São, em geral, inseridas automaticamente pelos equipamentos. 3.6 Bases Subleito Por serem não serem uniformes, os subleitos exigem bases e sub-bases. Essas são camadas dispostas sobre o subleito que, além de prevenir contra movimentações do terreno, atuam como dispersoras de água. 4. Whitetopping Para revestir um pavimento originalmente asfáltico em concreto foi desenvolvida uma técnica denominada whitetopping. Na tradução livre do inglês, significa "topo branco", numa referência à cor clara do concreto sobre o asfalto, escuro. Normalmente é adotada em casos em que o pavimento original está deteriorado, mas a mudança pode ser preventiva, em casos de alterações na tipologia do tráfego de determinada via. Consiste na aplicação de uma camada de concreto de, no mínimo, 10 cm de espessura diretamente sobre o asfalto, com ou sem camadas de nivelamento, a depender da situação do pavimento preexistente. A preparaçãoé, usualmente, mínima, limitando-se à fresagem para nivelamento de trilhas de rodas acentuadas acima de 5 cm ou à reestruturação em casos de problemas no projeto de drenagem ou de subleito. É o que explica Carvalho, da ABCP. De acordo com estudos grandes problemas do pavimento de asfalto são relativos à fadiga e não afetam o concreto. Nesse caso, o asfalto funciona como uma base betuminosa. 7 Na mesma categoria existem, ainda, o whitetopping ultradelgado e o delgado composto. No caso do primeiro, utilizado desde 1988 para tráfego leve, as espessuras ficam entre 5 e 10 cm e o objetivo é apenas reforçar o pavimento asfáltico, com este atuando como camada estrutural. A técnica exige a limpeza da superfície para melhorar a aderência da nova camada, mas dispensa a selagem das juntas. É uma tecnologia que precisa ser mais estudada e exige muito cuidado para a aplicação no Brasil, essa técnica verifica a perda progressiva de aderência por conta da ação da água em função da carga nas interfaces. O delgado composto nada mais é do que a combinação entre os dois anteriores, com especificação avaliada a cada trecho. 5. Overlay A técnica de aplicar uma nova camada de concreto sobre outra recebe o nome de overlay ou pavimento superposto de concreto. São três as possibilidades: não-aderente, semi-aderente e aderido. A primeira aplicação experimental no Brasil ocorreu em 2002, quando um trecho da BR 232, entre Recife e Caruaru, recebeu uma superposição não-aderida. A escolha pelo não-aderente acontece quando o pavimento antigo apresenta certo nível de degradação, com trincas e fissuramento. Assim, para que não ocorra reflexão das fissuras, uma camada de separação de CBUQ (Concreto Betuminoso Usinado a Quente), com cerca de 3 cm de espessura, é aplicada entre o concreto existente e o novo. A espessura do novo concreto é de, normalmente, 5 cm. O uso do overlay aderido ou do semi-aderente tem a ver com as condições do pavimento original. O primeiro caso é mais aplicado para aumentar a capacidade de carga, no caso de aumento do tráfego ou do peso dos veículos. É essencial, nessas situações, que o concreto antigo esteja em boas condições. Caso contrário, a movimentação natural dos materiais causará reflexão das trincas no novo revestimento. O mesmo problema ocorre quando um pavimento de concreto é recoberto com asfalto. A maior rigidez do concreto em relação ao asfalto ocasiona o surgimento de trincas no mesmo local onde havia anteriormente. Por esse motivo, ilustra Carvalho, pavimentos de concreto recobertos com asfalto apresentam trincas transversais em intervalos regulares. Surgem no mesmo local das juntas transversais, como pode ser observado na via Anchieta, que liga São Paulo ao litoral paulista. 8 6. Pavimentos Armados Uma das alternativas para aumentar a capacidade de carga ou diminuir as espessuras é adotar o uso de armaduras estruturais. A função é combater as tensões de tração na flexão. Então, o aço é disposto na parte inferior das placas, onde ocorre a manifestação da maioria das tensões. Uma das vantagens da tecnologia, mais comum nos Estados Unidos, é a possibilidade de, por simulação de manifestação de tensões, armar o concreto de modo que a capacidade estrutural não se altere em nenhum ponto do pavimento. A extensão das placas também pode ser aumentada para até 30 m. No entanto, faz-se necessário uma dose extra de armação, dessa vez na superfície, a fim de absorver as movimentações por variação térmica. Nos casos em que a armação é descontínua, as juntas, apesar de aparecerem a intervalos maiores - 8 a 15 m -, não são eliminadas. Entre uma e outra, no centro da placa, surge uma trinca. A função da armadura é, portanto, impedir a evolução da fissura. Esse tipo de projeto recebe o nome de descontinuamente armado. Quando o pavimento é continuamente armado, não existem juntas transversais de retração. O resultado é o aparecimento - previsto - de pequenas trincas transversais a cada 1,2 m. Comum na Bélgica, esses projetos preveem a distância entre as trincas. O custo é superior aos demais, mas o desempenho é maior e a vida útil mais longa. O uso de concreto protendido é adotado quando se deseja aumentar a distância entre as juntas. Por isso, é mais comumente empregado em pisos industriais de grande porte, pistas de pouso e pátios de estacionamento de aeronaves. As juntas a cada 100 m, apenas, beneficiam o conforto ao rolamento. Outra vantagem é a redução no consumo de material devido à diminuição na espessura do pavimento. 7. Concreto Rolado De custo inicial mais baixo que o do concreto convencional, o concreto rolado - ou compactado com rolo - é indicado para revestimento de locais em que há circulação de veículos em baixa velocidade, mesmo que pesados. Exemplos são rodovias vicinais, pavimentos urbanos, pátios de manobras e armazéns. O uso desse concreto - com baixa quantidade de água - também é adequado para sub-base de pavimentos, como é o caso do Rodoanel Mário Covas, em São Paulo. Nessa aplicação o concreto rolado evita deformações excessivas e uniformiza o suporte. "É uma plataforma de trabalho excelente", comenta Marcos Dutra de Carvalho, da ABCP. 9 8. Solo-cimento Já o solo-cimento é adequado apenas para uso em bases ou sub-bases e caracteriza, quando revestido com asfalto, um pavimento semi-rígido. Apresenta custo inicial baixo e boa durabilidade. É uma mistura de solo, água e cimento, realizada no local, que pode lançar mão de solo regional. 9. Fast-track Com a combinação correta dos componentes do concreto é possível obter a chamada fast-track. Com o objetivo de liberar o uso da pista o mais rápido possível, o traço do concreto é dimensionado para alcançar altas resistências iniciais num curto período de tempo. O meio para obter isso é utilizar maiores quantidades de cimento por metro cúbico. Pode-se, eventualmente, lançar mão do uso de superplastificantes para melhorar a trabalhabilidade do concreto durante a aplicação e reduzir-se a quantidade de aglomerantes e, consequentemente, minimizar a liberação de calor. Para rodovias novas que não necessitem liberação rápida, não faz sentido o uso. 10. Patologias no Pavimento Rígido Erros em projeto ou execução pouco cuidadosa acarretam em patologias, cujas soluções podem encarecer consideravelmente a obra. Uma vez que a competitividade desse tipo de pavimento está muito mais relacionada à durabilidade e resistência do que aos custos, qualquer incremento financeiro é substancial. A ABCP recomenda algumas práticas para evitar o surgimento de defeitos em pavimentos rígidos. Dentre elas temos a necessidade de controlar o fornecimento de concreto, manter o slump constante e o volume adequado, domar a trabalhabilidade do concreto e controlar a dosagem e a qualidade dos agregados, realizar a vibração para o acabamento fino da superfície, planejar o processo de obtenção da textura para conforto e segurança e manter o equipamento limpo e com as manutenções em dia. 10 10.1 Trincas Longitudinais Possível causa é a profundidade de corte inadequada ou recalque de fundação, pode ser evitada seguindo a profundidade de compactação adequada da base. 10.2 Trincas Transversais Possível causa é o atraso de corte ou desalinhamento das barras de transferência, pode ser evitado prevendo o corte em função do tipo de cimento e da temperatura, alinhar as barras de transferência e isolar as trincas das camadas inferiores. 11 11. Conclusão Portanto, com esse trabalho podemos conclui que o pavimentorígido vem ganhando espaço no mercado, porém no Brasil ele vem sendo muito utilizado onde há o fluxo de carros pesados, como caminhões e ônibus, e pouco usado como pavimento efetivo. Podemos observar também que com o avanço da tecnologia ele pode ser sobrepor o pavimento flexível o que viabiliza ainda mais o seu uso. 12 12. Referencias www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/normas/DNIT049_2004_ES.pdf www.ufjf.br/pavimentacao/files/2012/10/Aula-Pav.-Rígido.pdf www.ibracon.org.br/eventos/50cbc/pav_apresentacoes/ISIS_RAQUEL.pdf www.portaldoconcreto.com.br/cimento/concreto/pavimentos.html www.abcp.org.br/cms/tag/pavimento-rigido
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