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UNIVERSIDADE PAULISTA DANILO BERNARDES LOURENÇO RELATÓRIO TÉCNICO SOBRE PAVIMENTAÇÃO EM RODOVIAS Assis/SP Maio, 2017 DANILO BERNARDES LOURENÇO RELATÓRIO TÉCNICO SOBRE PAVIMENTAÇÃO EM RODOVIAS Relatório apresentado ao curso de Engenharia Civil da Universidade Paulista, Campus de Assis/SP, com a finalidade de adquirir horas em Atividades Complementa- res. Assis/SP Maio, 2017 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................ 4 2. PAVIMENTAÇÃO ................................................................................... 4 3. DEFINIÇÃO, CONCEITOS E TIPOS DE PAVIMENTOS ......................... 5 3.1.1. Pavimento Flexível ................................................................................ 5 3.1.2. Pavimento Rígido .................................................................................. 6 3.1.3. Pavimento Semirrígido .......................................................................... 7 3.2. Materiais .................................................................................................... 8 3.3. Camadas ................................................................................................. 11 3.3.1. Regularização do subleito .................................................................. 12 3.3.2. Reforço do subleito ............................................................................. 12 3.3.3. Sub-base .............................................................................................. 13 3.3.4. Base ...................................................................................................... 13 3.3.5. Revestimento ....................................................................................... 14 3.4. Serviços .................................................................................................. 14 3.4.1. Pintura de ligação ................................................................................ 14 3.4.2. Imprimação .......................................................................................... 15 3.4.3. Fresagem ............................................................................................. 15 3.4.4. Dosagem .............................................................................................. 15 4. CONCLUSÃO ....................................................................................... 16 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................... 17 ANEXOS ......................................................................................................... 18 4 1. INTRODUÇÃO A pavimentação é de importância muito significativa para a população, em um mundo globalizado é impossível não necessitar de vias pavimentadas para se loco- mover. Obviamente que em alguns locais nem sempre há uma pavimentação ade- quada, ou nem mesmo qualquer pavimentação, mas é importante que se entenda que um projeto de um pavimento bem estruturado e bem executado pode trazer be- nefícios não só para motoristas e sim para a população como um todo. Muitos acidentes acontecem devido a uma má pavimentação, muitas vezes os motoristas não têm como escapar das falhas das vias por elas estarem espalha- das pelo trajeto todo, mas isso não é uma questão impossível de se solucionar. An- tes da execução de qualquer obra é necessário o seu planejamento para que o pro- jeto seja realizado de forma adequada para o local. Mas além do projeto para cons- truir o pavimento, após o uso a manutenção do pavimento é necessária para que se possa evitar uma grande obra para reconstruir o pavimento prematuramente. Os custos de uma obra de pavimentação podem ser bastante elevados, po- rém se forem feitos corretamente respeitando os parâmetros do projeto e etapas da construção haverá uma economia com futuros danos devido à má qualidade das vias, tanto para os usuários como para o governo. 2. PAVIMENTAÇÃO Pavimentar uma via de circulação de veículos é obra civil que enseja, antes de tudo, a melhoria operacional para o tráfego, na medida em que é criada uma su- perfície mais regular (garantia de melhor conforto no deslocamento do veículo), uma superfície mais aderente (garantia de mais segurança em condições de pista úmida de molhada), uma superfície menos ruidosa diante da ação dinâmica dos pneumáti- cos (garantia de melhor conforto ambiental em vias urbanas rurais), seja qual for a medida física adotada (BALBO, 2007). “Sem estradas adequadas não apenas continuaremos a ser uma região fora do espectro das nações desenvolvidas, como também continuaremos a ser um País que não oferece acesso adequado de bens para sua população. Não nos ufanemos, portanto, de nossa infraestrutura rodoviária, ainda bastante arcaica, que demonstra 5 baixa tecnologia a serviço, reflexo de nosso atraso como sociedade moderna” (BAL- BO, 2007). 3. DEFINIÇÃO, CONCEITOS E TIPOS DE PAVIMENTOS Pavimento é toda a estrutura existente nas ruas onde as pessoas se locomo- vem, seja de carro, ônibus, caminhão, bicicleta ou a pé. Em todos os locais de loco- moção de pessoas e veículos haverá esforço vertical realizado pelo peso dos mes- mos denominados de solicitação, em alguns locais mais e outros locais quase des- prezíveis, e essa solicitação será repassada para o pavimento que por sua vez deve- rá resistir e redistribuir esses esforços para a sua estrutura independente de sua in- tensidade. Além do esforço vertical, o pavimento deverá resistir aos esforços hori- zontais existentes no pavimento. Para isso, um estudo do solo e das solicitações deverá ser realizado para que o projeto e a obra de pavimentação resistam a todas essas solicitações e tenha uma maior durabilidade, afetando diretamente a socieda- de, que além de ter um maior conforto na sua locomoção também ficará sujeita a menos acidentes de transito devido à má qualidade das vias e seus pavimentos. A diferença essencial entre os tipos de pavimentos é basicamente como eles irão distribuir a carga recebida pelo volume do trafego para o subleito daquela estru- tura. 3.1.1. Pavimento Flexível O pavimento flexível pode ser definido como uma estrutura em camadas composta por uma fina camada de revestimento asfáltico, que, em função do tráfego e do terreno natural, denominado de subleito, pode ainda conter as camadas de ba- se, sub-base e reforço do subleito. É a pavimentação realizada essencialmente com material asfáltico na camada de revestimento, e por isso, pode ter sua resistência muito variável, visto que depen- dendo da espessura dessa camada a resistência pode aumentar ou diminuir. Segundo Balbo (2007), é o pavimento no qual a absorção de esforços dá-se de forma dividida entre várias camadas, encontrando-se as tensões verticais em camadas inferiores, concentradas em região próxima da área de aplicação da carga. 6 Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT, pavimento flexível é aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas. Figura 1- Estrutura de um pavimento flexível Fonte: http://www.sptsondagens.com.br/servicos?servico=dimensionamento 3.1.2. Pavimento Rígido É o revestimento realizado com cimento Portland e por ser bastante resisten- te, pode apresentar ou não uma camada de sub-base entre o revestimento e o sub- leito, pois vai depender da qualidade do material do subleito. Segundo Balbo (2007), é o pavimento no qual uma camada, absorvendo grande parcela de esforços horizontais solicitantes, acaba por gerar pressões verti- cais aliviadas e bem distribuídas sobre as camadas inferiores. Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT do ano de 2006, pavimento rí- gido é aquele em que o revestimento tem elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carre- gamento aplicado. 7 Figura 2 - Estrutura de pavimento rígido Fonte: http://www.sptsondagens.com.br/servicos?servico=dimensionamento 3.1.3. Pavimento Semirrígido Ainda temos o pavimento semirrígido que é um tipo de revestimento interme- diário, entre o flexível e o rígido. Segundo Balbo (2007), é composto por um revestimento asfáltico com base ou sub-base em material tratado com cimento de elevada rigidez, excluídos quais- quer tipos de concreto. Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT do ano de 2006, pavimento semirrígido caracteriza-se por uma base cimentada por algum aglutinante com pro- priedades cimentícias. Figura 3 - Estrutura de pavimento semirrígido Fonte: http://www.ecivilnet.com/dicionario/o-que-e-pavimento-semi-rigido.html 8 3.2. Materiais Os materiais utilizados na pavimentação podem variar conforme o tipo de pa- vimento ou tipo de camadas necessárias em cada obra. Os materiais utilizados para a base, sub-base e reforço do subleito são classi- ficados segundo sua natureza e comportamento. Existem muitos tipos de materiais utilizados nesse tipo de obra, a seguir serão apresentados os mais comuns. Brita Graduada Simples: é um material bem graduado com diâmetro nominal máximo de 38mm, porém é mais usual com diâmetros nominais menores, mais possui poucos finos passantes na peneira #200. Geralmente apresenta índice de suporte Califórnia (CBR) maior que 60% e expansão nula ou muito baixa. A distribuição do material deverá ser realizada preferencialmente com vibro acabadora e ser compactada logo após o espalhamento do material na pista (ODA, 2016). Figura 4 - Brita graduada simples Fonte: http://www.fontelimpa.com/produto-detalhe/brita-graduada-simples-bgs Macadame Hidráulico: é composto por agregado graúdo, agregado miúdo e água. Foi um material muito utilizado antigamente, antes do aparecimento da BGS, ainda é utilizado em locais que não apresentam usinas de BGS. Primei- ramente o agregado graúdo é distribuído na pista, devendo ser compactado. Após a realização dessa etapa, deverá ser adicionado o agregado miúdo que irá se localizar nos vazios existentes entre os agregados graúdos. Por fim, pa- ra preencher qualquer outro vazio são adicionados os agregados finos e a 9 água que irão se alojar nos vazios e formar uma estrutura firme da camada (ODA, 2016). Figura 5 - Macadame hidráulico Fonte: http://ptdocz.com/doc/1227322/sub-base--base--revestimento- econstru%C3%A7%C3%A3o-de-pavimentos Macadame Seco: é similar ao macadame hidráulico, porém a diferença é que nesse caso não há presença de água para realizar o preenchimento dos vazi- os na camada. (ODA, 2016). Figura 6 - Macadame seco Fonte: ODA, 2016. Solo Agregado: composto por agregados, solo e água. Esses materiais po- dem ser misturados em usinas e são aplicados diretamente no solo e com- pactados posteriormente por rolo liso ou pé de carneiro (ODA, 2016). 10 Figura 7 - Solo agregado Fonte: ODA, 2016. Rachão: o rachão é um material mais bruto e utilizado em camadas onde há a necessidade de aumentar a resistência, basicamente são pedregulhos de grandes dimensões que são aplicados no solo sem que sejam compactados. Normalmente utilizado para reforço do subleito ou sub-base. Figura 8 – Rachão Fonte: http://www.arealbozza.com.br/produto/18/rachao Os materiais para a camada de revestimento variam de acordo com o tipo de pavimento: flexível, rígido ou semirrígido. E para isso pode-se utilizar os seguintes materiais: Asfalto: bastante utilizado em pavimentação, pode ser apresentado em 3 ti- pos: cimentos asfálticos, asfaltos diluídos e emulsões asfálticas. o Cimento Asfáltico (CAP): segundo a definição de (PINTO E PINTO, 2015) o cimento asfáltico é o asfalto obtido especialmente para apre- 11 sentar características adequadas para o uso na construção de pavi- mentos, podendo ser resultado de destilação de petróleo em refinarias ou do asfalto natural encontrado em jazidas. o Asfalto diluído (AD): segundo a definição de (PINTO E PINTO, 2015) o asfalto diluído ou cut-backs são diluições de cimentos asfálticos em solventes derivados do petróleo de volatilidade adequada, quando há necessidade de eliminar o aquecimento do CAP ou utilizar um aqueci- mento moderado. o Emulsões asfálticas (EAP): segundo a definição de (PINTO E PINTO, 2015) emulsão asfáltica de petróleo é uma dispersão coloidal de uma fase asfáltica em uma fase aquosa (direta) ou, então, de uma fase aquosa dispersa em uma fase asfáltica (inversa), com a ajuda de um agente emulsificante. É obtida pela combinação de água com asfalto aquecido, em um meio intensamente agitado e na presença dos emul- sificantes, cujo objetivo é oferecer certa estabilidade ao conjunto, favo- recer a dispersão e revestir os glóbulos de betume de uma película protetora, mantendo-os em suspensão. Cimento: em pavimentos rígidos será utilizado o cimento Portland como base para a produção dos elementos da camada de revestimento. Segundo a NORMA DNIT 059/2004 – ES, o cimento Portland poderá ser de qualquer ti- po, desde que satisfaça as exigências especificas da DNER-EM036, para o cimento a ser empregado. A seguir serão apresentadas as camadas da estrutura do pavimento. 3.3. Camadas A estrutura do pavimento é composta de algumas camadas que serão cons- truídas após a terraplenagem do local, acima do subleito e vão variar conforme a solicitação do trafego no local. Toda a estrutura do pavimento está acima do subleito 12 que funciona como a fundação do sistema que irá receber os esforços absorvidos pelo pavimento. Acima desse subleito basicamente a estrutura do pavimento é cons- tituído de uma regularização do subleito, um reforço de subleito, caso haja necessi- dade, uma sub-base acima desse reforço de subleito, seguido de uma base e por fim um revestimento. Quanto ao subleito, os esforços impostos sobre sua superfície serão aliviados em sua profundidade (normalmente se dispersam no primeiro metro). Deve-se, por- tanto, ter maior preocupação com seus estratos superiores, onde os esforços solici- tantes atuam com maior magnitude. O subleito será constituído de material natural consolidado e compactado, por exemplo, nos cortes do corpo estradal, ou por um material transportado e compactado, no caso dos aterros. Eventualmente, será tam- bém aterro sobre corte de características medíocres de subleito (BALBO, 2007). A camada de melhoria e preparo do subleito deve apresentar as seguintes característi- cas, segundo a INSTRUÇÃO DE PROJETO, do Departamento de Estradas de Ro- dagem. 3.3.1. Regularização do subleito A regularização não constitui propriamente uma camada de pavimento, sen- do, a rigor, uma operação que pode ser reduzida em corte do leito implantado ou em sobreposição a este, de camada com espessura variável (Manual de Pavimentação – DNIT, 2006). A regularização deve dar à superfície as características geométricas — incli- nação transversal — do pavimento acabado. Nos trechos em tangente, duas rampas opostas de 2% de inclinação — 3 a 4%, em regiões de alta precipitação pluviométri- ca — e, nas curvas, uma rampa com inclinação da superelevação (SENÇO, 2007). 3.3.2. Reforço do subleito Não é sempre necessário, e vai depender do solo do subleito e do esforço so- licitado do pavimento. É uma camada de espessura constante, construída, se necessário, acima da regularização, com características tecnológicas superiores às da regularização e 13 inferiores às da camada imediatamente superior, ou seja, a sub-base. Devido ao nome de reforço do subleito, essa camada é, às vezes, associada à fundação. No entanto, essa associação é meramente formal, pois o reforço do subleito é parte constituinte especificamente do pavimento e tem funções de complemento da sub- base que, por sua vez, tem funções de complemento da base. Assim, o reforço do subleito também resiste e distribui esforços verticais, não tendo as características de absorver definitivamente esses esforços, o que é característica específica do sublei- to (SENÇO, 2007). O emprego de camada de reforço de subleito não é obrigatório, pois espessu- ras maiores de camadas superiores poderiam, em tese, aliviar as pressões sobre um subleito medíocre. Contudo, procura-se utilizá-lo em tais circunstancias por razões econômicas, pois subleito de resistência baixa exigiriam, para alguns tipos de pavi- mentos (especialmente aos flexíveis), do ponto de vista de projeto, camadas mais espessas de base e sub-base. Logicamente, o reforço de subleito por sua vez resis- tirá a solicitações de maior ordem de grandeza, respondendo parcialmente pelas funções do subleito e exigindo menores espessuras de base e sub-base sobre si, sendo em geral menos custoso o emprego de solos de reforço, em vez de maiores espessuras de camadas granulares ou cimentadas quaisquer que sejam (BALBO, 2007). 3.3.3. Sub-base É a camada complementar à base, quando, por circunstâncias técnicas e econômicas, não for aconselhável construir a base diretamente sobre a regulariza- ção ou reforço do subleito. Segundo a regra geral — com exceção dos pavimentos de estrutura invertida - o material constituinte da sub-base deverá ter características tecnológicas superiores às do material de reforço; por sua vez, o material da base deverá ser de melhor qualidade que o material da sub-base (BALBO, 2007). 3.3.4. Base É a camada mais importante da estrutura do pavimente, pois fica localizada logo abaixo do revestimento do pavimento, seja rígido, semirrígido ou flexível, pois 14 será responsável pelo suporte estrutural do pavimento tendo que dissipar as cargas para as próximas camadas, reduzindo sua intensidade. Caso a qualidade da base não seja boa será muito provável que aconteça algum dano a esse pavimento. É a camada destinada a resistir aos esforços verticais oriundos do tráfego e distribuí-los. Na verdade, o pavimento pode ser considerado composto de base e revestimento, sendo que a base poderá ou não ser complementada pela sub-base e pelo reforço do subleito (SENÇO, 2007). 3.3.5. Revestimento O revestimento do pavimento é a última camada existente na estrutura. Ela irá receber diretamente a ação do tráfego e será diretamente ligada a qualidade do sub- leito. Dependendo da resistência do subleito, a espessura será mais espessa ou não. Logicamente, o revestimento deverá ser de boa qualidade para além de resistir aos esforços solicitantes do tráfego, também proporcionar um bom rolamento da pis- ta, fornecendo maior conforto ao usuário. O revestimento é a camada que apresenta o material com o maior custo da estrutura, então deverá ter sua espessura respeita- da para que não haja a redução da resistência daquele pavimento. Vale ressaltar que a espessura da camada de revestimento, independente- mente do tipo de pavimento, vai estar diretamente ligada a qualidade do subleito, visto que quanto melhor a qualidade do subleito, menor a necessidade de grandes espessuras para o revestimento e as outras camadas da estrutura do pavimento. É a camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do tráfego e destinada a melhorar a superfície de rolamento quanto às condi- ções de conforto e segurança, além de resistir ao desgaste, ou seja, aumentando a durabilidade da estrutura (SENÇO, 2007). 3.4. Serviços 3.4.1. Pintura de ligação Segundo definição, pintura de ligação consiste na aplicação de ligante asfálti- co do tipo RR-1C sobre superfície de base ou revestimento asfáltico anteriormente à 15 execução de uma camada asfáltica, objetivando promover condições de aderência entre está e o revestimento a ser executado. Na norma citada anteriormente também são descritas as diretrizes para a rea- lização do processo da pintura de ligação, inclusive os equipamentos necessários. 3.4.2. Imprimação Segundo definição do, imprimação consiste na aplicação de asfalto diluído do tipo CM-30 ou emulsão asfáltica do tipo EAI sobre superfície da base concluída, an- tes da execução do revestimento asfáltico, objetivando conferir coesão superficial, impermeabilização e permitir condições de aderência entre está e o revestimento a ser executado. Na norma citada anteriormente também são descritas as diretrizes para a rea- lização do processo de imprimação, inclusive os equipamentos necessários. 3.4.3. Fresagem Não é necessária em todas as obras de pavimentação, somente quando há um pavimento pré-existente e se faz necessário fresar a pista para construção de uma nova camada ou de um pavimento novo. Segundo definição, é a operação em que é realizado o corte ou desbaste de uma ou mais camada(s) do pavimento asfáltico, por processo mecânico a frio. Na norma citada anteriormente também são descritas as diretrizes para a rea- lização do processo de fresagem a frio, inclusive os equipamentos necessários. 3.4.4. Dosagem Na dosagem de uma mistura asfáltica, o conhecimento dos materiais, através da sua caracterização e avaliação, é fundamental para que se possa determinar a combinação de materiais (agregado e material asfáltico) e obter uma mistura que garanta um bom desempenho do pavimento. Muitos insucessos ocorrem em função de uma dosagem inadequada, em decorrência da falta de conhecimento das carac- terísticas dos materiais e das propriedades das misturas. 16 A dosagem irá determinar a proporção de cada material que será colocado nas camadas, de modo que resulte em uma estrutura de pavimento com boa resis- tência e bom desempenho. As dosagens, tanto de mistura asfáltica, quanto o de ma- teriais, possuem métodos específicos. 4. CONCLUSÃO Pavimentar uma via de circulação é, portanto, uma obra civil que enseja antes de tudo, a melhoria operacional para o tráfego, na medida em que é criada uma super- fície mais regular (garantia de melhor conforto no deslocamento do veículo), mais aderente (garantia de segurança em condições climáticas adversas) e uma superfí- cie menos ruidosa diante da ação dinâmica dos pneumáticos (garantia de melhor conforto ambiental), seja qual for a melhoria física oferecida (Balbo, 2007). Conforme já explicitado anteriormente, as estruturas do pavimento têm a função principal de suportar os esforços oriundos de cargas e de ações climáticas, sem que apresentem processos de deterioração de modo prematuro. Assim, o desempenho adequado do conjunto de camadas e do subleito relaciona-se à capacidade de su- porte e à durabilidade compatível com o padrão da obra e as especificidades do trá- fego, bem como o conforto ao rolamento e a segurança dos usuários (Bernucci t. al., 2006). No entanto, como toda estrutura, o pavimento também está sujeito a deforma- ções decorrentes de diversos fatores tais como tempo de uso, uso inadequado, erros de execução ou até mesmo erros de projeto (concepção e dimensionamento). A grande malha de pavimentos sejam eles rígidos ou flexíveis constituem-se, in- discutivelmente, como o principal fator que possibilita a movimentação de aeronaves e, consequentemente, o transporte aéreo. É de responsabilidade da administração aeroportuária a manutenção da segurança e a qualidade dessa grande malha de pavimentos aeroportuários, estabelecendo prioridades para as obras de manutenção e modernização de pátios e pistas e atenuando patologias decorrentes da intensa utilização desses pavimentos. 17 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AASHTO T19-09. Standard Method of Test for Bulk Density ("Unit Weight") and Voids in Aggregate. American Association of State Highway and Transportation Offi- cials, AASHTO T 19M, Washington, D.C., 2002. ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas – Terminologia e Classificação de Pavimentação – NBR 7207, 1982. BALBO, J. T. Pavimentação Asfáltica: materiais, projetos e restauração. São Paulo: Oficina de Textos, 2007. BERNUCCI, L. B., MOTTA, L. M. G., CERATTI, J. A. P., SOARES, J. B. Pavimenta- ção Asfáltica – Formação Básica para Engenheiros, Rio de Janeiro, PETROBRÁS: ADEBA, 2006. CUNHA, M. B. Avaliação do Método de Bailey de seleção granulométrica de agrega- dos para misturas asfálticas. Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo - EESC, São Carlos, SP, 2004. ODA, Sandra. Notas de aula de Pavimentação A, cursada na Universidade Federal do Rio de Janeiro no segundo semestre de 2016. PINTO, S; PINTO, I. E. Pavimentação Asfáltica: Conceitos Fundamentais sobre Ma- teriais e Revestimentos Asfálticos. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2015. SENÇO, W. de. Manual de Técnicas de Projetos Rodoviários. 1. ed. São Paulo: Pini, 2007. SENÇO, Wlastermiler de. Manual de Técnicas de Pavimentação: volume 1. 2. ed. São Paulo, Pini, 2007. 18 ANEXOS Foto 01 - Camadas de pavimento na rodovia. Foto 02 – Pavimentação asfáltica. 19 Foto 03 - Camadas de pavimento na rodovia. Foto 04 – Pavimentação asfáltica.
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