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FACULDADES METROPOLITANAS UNIDAS PATOLOGIAS DE PAVIMENTAÇÃO FLEXÍVEL César Augusto Delgado Medeiros Emely Rocha de Lima Fábio Wellington Cunha Silva Gecineide Maria Giorgi Silva Lígia Marques Conceição Jéssica Batista de Souza São Paulo – SP 2016 PATOLOGIAS DE PAVIMENTAÇÃO FLEXÍVEL Trabalho de Conclusão de Curso apresentado às Faculdades Metropolitanas Unidas como requisito básico para a conclusão do Curso de Engenharia Civil. Orientador (a): Luiz Dório Victor de Carvalho São Paulo – SP 2016 RESUMO Grande parte da malha rodoviária do Brasil é composta de pavimento predominantemente flexível e estes são os que apresentam maior ao aparecimento de patologias, sejam elas por má execução, qualidade e características dos materiais aplicados, os fatores ambientais ou até mesmo erros em projetos. O trabalho aborda as principais patologias, como se apresentam, como minimizar as ocorrências e a formas de reabilitar os pavimentos para que possam atender as exigências técnicas. As limitações locais e técnicas entre outros são fatores que contribuem para o aspecto visual que indica a necessidade de ações corretivas para promoção de segurança aos usuários da via. O estudo de caso vem enriquecer o conteúdo deste trabalho, apresentando uma visão de obra executada concomitantemente as pesquisas acadêmicas e de campo, onde foram vivenciadas as dificuldades enfrentadas, as mudanças de rotas para as correções assertiva dentro dos parâmetros e critérios técnicos exigidos pelas normas. Ainda nos tempos de hoje existem a necessidade de se discutir amplamente as razões e motivos pelos quais as vias em pouco tempo apresentam os defeitos e de que forma o envolvimento de diversos profissionais e técnicos, o poder público e fiscalizador, bem como os da área de materiais poderão contribuir e melhorar as metodologias e mitigar as ocorrências precoces das patologias. PALAVRAS CHAVE: pavimentação, pavimentação flexível, obras de arte corrente. ABSTRACT Most of the road network in Brazil is composed of predominantly flexible pavement and these are the ones that present the greatest appearance of pathologies, be they due to poor execution, quality and characteristics of applied materials, environmental factors or even errors in projects. The work addresses the main pathologies, how they are presented, how to minimize occurrences and ways of rehabilitating pavements so that they can meet the technical requirements. Local and technical limitations among others are factors that contribute to the visual aspect that indicates the need for corrective actions to promote safety to road users. The case study will enrich the content of this work, presenting a work vision carried out concomitantly the academic and field research, where the difficulties faced were experienced, the route changes to the assertive corrections within the parameters and technical criteria required by the standards. Even nowadays, there is a need to discuss broadly the reasons and reasons why roads soon present defects and how the involvement of various professionals and technicians, public and supervisory power, as well as those in the area of Materials can contribute and improve methodologies and mitigate the early occurrences of pathologies. KEYWORDS: flooring, flexible paving, current artwork. 1 SUMÁRIO 1- INTRODUÇÃO....................................................................................................................3 2 - OBJETIVOS........................................................................................................................4 2.1 - Geral...............................................................................................................................4 2.2 - Específicos.....................................................................................................................4 3 - JUSTIFICATIVA................................................................................................................4 4 – METODOLOGIA...............................................................................................................5 5 - HISTÓRICO........................................................................................................................6 5.1 - Histórico da pavimentação.............................................................................................6 6 - PAVIMENTAÇÃO.............................................................................................................6 6.1 - Definição........................................................................................................................6 6.2 - Classificação..................................................................................................................7 6.3 - Pavimentos flexíveis e sua composição.........................................................................8 7 - Patologias - Defeitos dos Pavimentos Flexíveis.................................................................8 7.1 - Fissuras..........................................................................................................................9 7.2 - Trincas........................................................................................................................ ...9 7.3 - Panela ou Buraco.........................................................................................................10 7.4 - Afundamento...............................................................................................................11 7.5 - Ondulação ou Corrugação............................................................................................12 7.6 - Escorregamento do Revestimento Betuminoso...........................................................13 7.7 - Exsudação....................................................................................................................13 8 - Formas de Manutenção, Conservação e Recuperação de pavimentos asfálticos Flexíveis...................................................................................................................................14 8.1. Avaliação dos Pavimentos Flexíveis..........................................................................16 8.2 Conservação dos Pavimentos......................................................................................16 8.3 - Serviços de reparos e manutenção............................................................................16 8.3.1 - Remendos......................................................................................................17 8.3.2 - Reparos de trincamento.................................................................................17 8.3.3 - Capas Selantes...............................................................................................18 8.3.4 - Lama Asfáltica...............................................................................................18 9 - Gerência de pavimentos asfálticos flexíveis...................................................................18 2 10 - ESTUDO DE CASO........................................................................................................20 10. 1 - Método de Estudo de Caso..............................................................................20 10.2 - Delimitação do Espaço.....................................................................................2010.3 - Descritivo e Cronologia da Obra – Estudo de Caso.........................................21 10.3.1 – Descritivo.................................................................................................21 10.3.2 - Cronologia e Fotos....................................................................................22 10.4 - Patologia do Estudo de Caso............................................................................28 11 - CONSIDERAÇÕES FINAIS..........................................................................................30 12 – REFERÊNCIAS..............................................................................................................31 3 1 - INTRODUÇÃO Patologia é uma palavra que vem do grego e largamente utilizada na área médica que se traduz em estudo das doenças. Na área de engenharia usualmente ela é usada em especial pelos peritos para indicar os estudos de danos e ou defeitos nas obras de engenharia civil. O pavimento das vias deve atender ao conforto e à conveniência do usuário, ou seja, um bom pavimento é aquele que é seguro e confortável ao rolamento. Para se atingir esse objetivo, deve ser projetada e construída de maneira que garanta, economicamente a qualidade do rolamento. Quando o pavimento deixa de atender satisfatoriamente a segurança e conforto, ou quando sua estrutura está de qualquer forma ameaçada, algum tipo de reparo ou reabilitação deve ser empreendido para que volte a sua funcionalidade esperada. (Domingues, 1993) De acordo com o DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, o Brasil tem quase 1,7 milhão de km de estradas que cortam o país com um volume de escoamento de 58% de cargas nacionais, no entanto, 80,3% não são estradas pavimentadas. Ao todo o país tem apenas 12,1% de rodovias pavimentadas, outros 7,6% são vias planejadas e que ainda não saíram do papel. (SVN-2014-Dnit) A crescente necessidade de ampliar a malha rodoviária para atender as demandas nacionais de transporte de seus produtos, as melhorias na eficiência da rodagem com as obras de pavimentação são muitas vezes executadas sem observar e ou aplicar as normas técnicas o que em sua maioria confrontam com as restrições ambientais locais provocando grandes transtornos e comprometendo a funcionalidade do pavimento. Algumas soluções de técnicas de obras e não práticas resultam em diferentes ajustes para corrigir os problemas que aparecem na execução, com isso acaba gerando uma grande variabilidade de correções informais para correção dos defeitos sem serem compatibilizados e ou submetidos às normas técnicas vigentes servindo muitas vezes de aprimoramento dos parâmetros técnicos usuais. Com o registro e a compilação dos dados auferidos na execução das obras de pavimento flexível é possível estabelecer critérios para execução das obras com baixo impacto e erros com aplicação de técnica economicamente viável. 4 Um pavimento ao ser executado tem como função oferecer e garantir uma superfície de rolagem livre e desempenada, destinada à circulação de veículos em adequada condições de segurança, impermeabilidade e acabamento final gerando conforto e economia para o usuário da via. 2 - OBJETIVOS 2.1 - Geral A finalidade deste trabalho é apresentar os dados técnicos já referenciados nas literaturas, observar suas aplicações, restrições, resultando em material de pesquisa para ser analisado, verificado, reconhecidos e comparados quando na necessidade de aprofundamento nos estudos. 2.2 – Específico É objetivo especifico apresentar as patologias sobre os pavimentos flexíveis para gerar um documento com conteúdo a ser apreciado por profissionais da área e os que de alguma forma os auxiliem em tomada de decisões. 3 - JUSTIFICATIVA A obra de pavimentação tem altos investimentos financeiros em sua execução, com a confecção de projetos de dimensionamento, licenciamentos e desapropriações, mobilização de equipamentos e equipe técnica especializada, material de alto custo, entre outros. Não observar os critérios ambientais e compatibilizá-los com os projetos tende a onerar e ou inviabilizar a execução da obra trazendo grandes prejuízos. A manutenção e reparos por sua vez merecem igualmente atenção devido aos altos custos já quando as vias estão em estados críticos (Balbo T. José, 2007). A falta de dimensionamento correto com previsão de uso eventual acima do dimensionado é observado em muitas rodovias e estradas, sobretudo as públicas, administradas pelo estado e prefeituras municipais onde os problemas são potencializados em zonas periféricas não observadas os riscos de acidentes, prejuízos financeiros e perda de produtividade e escoamento de produtos. 5 Justificam-se os estudos e a busca pela melhoria da eficiência das técnicas de execução para que sejam minimizadas e ou eliminadas o aparecimento das patologias tendo um efeito cíclico no processo com o intuito de diminuir os impactos desconfortáveis do processo operacional e financeiro De acordo com o levantamento estatístico apresentado pelo Anuário CNT do Transporte – 2016, conforme quadro abaixo houve pouca evolução na execução de novas obras de pavimentação o que justifica a necessidade de manter a manutenção constante das vias existentes executando os reparos e ações pontuais sempre que necessária para se evitar o aparecimento de patologias. Figura 1 – Evolução da malha rodoviária por ano segundo o tipo de jurisdição – 2001 – 2015 (MALHA... 2016) 4 - METODOLOGIA Este estudo foi desenvolvido em duas etapas principais: apreciação das obras da literatura específica cujas pesquisas transpuseram os meios acadêmicos físicos e adentraram pelas bibliotecas virtuais de universidades, sites de empresas com renomado know how na execução de obras de pavimentação asfáltica e que puderam agregar conhecimento empírico a ser apreciado neste trabalho. 6 Igualmente interessantes são os assuntos da cronologia histórica das necessidades que geraram as aberturas de vias de circulação com revestimentos de solos, seus tipos e funcionalidade. A segunda etapa consistiu a fase de estudo sobre os métodos de correção, habilitação, prevenção e as patologias não relacionadas às estruturas, mas que sua observância pode garantir um aproveitamento do dispositivo dentro dos limites e restrições previstas na execução. O objetivo é compatibilizar e compilar as informações obtidas nesse tópico e demonstrar que a normatização confere ao projeto maior segurança e exequibilidade. 5- HISTÓRICO 5.1 - História da pavimentação Segundo Balbo (2007), a pavimentação está intrica à história da humanidade, com relatos arqueólogos que levam ao antigo Egito para acesso as pirâmides. No Brasil os primeiros registros são da época do descobrimento onde as estradas eram usadas para escoamento do ouro Brasil x Portugal, alimentos e para as correspondências. As características dos pavimentos antigos são totalmente diferentes das realizadas nos tempos de hoje que com as novas técnicas levam em consideração o dimensionamento, a resistência do solo, o uso contínuo, a sustentabilidade e a preservação do meio ambiente (Balbo, 2007). 6 – PAVIMENTAÇÃO 6.1 - Definição A pavimentação é uma estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas, construídas sobre a superfície final de terraplenagem, com execução a ser econômica e resistir aos esforços de rolamento oriundos do tráfego de veículos e do clima, e a proporcionar aos usuários melhorias nas condições de rolamento,com conforto, economia e segurança. (Bernucci, 2006). A melhoria nas condições de rolamento com superfícies mais regulares, proporciona, segundo Balbo (2007) melhores condições de deslocamento com maiores velocidades gerando economia de tempo. 7 Para as empresas onde o fator tempo gera receita ou despesas, a melhoria das vias compõe suas planilhas de custos levando em conta além do tempo as manutenções de suas frotas, muitas vezes danificadas pelas péssimas condições de rodagens das pistas gerando prejuízos. 6.2 - Classificação Hoje há diversas formas de pavimentação, muitas com apelo ecológico para garantir a sustentabilidade do meio ambiente, porém as grandes obras são classificadas em apenas dois grupos básicos de pavimentos: Rígidos Camadas com inclusão de concreto, simples, armado ou protendido, podendo ser ainda semirrígido (Paulo F.S.A.Silva 2008). Ainda segundo o DNIT é aquele revestimento que tem elevada rigidez em relação às camadas inferiores, absorvendo as tensões. Figura 2 – Pavimentos rígido e flexível (MOURA, 2011) Flexíveis Usualmente executado, é composto por diversas camadas com materiais derivados do próprio local de execução sendo melhorada sua resistência com asfalto (CA), material granular (BG) e sub-base de material granular ou solo. (Paulo F.A..Silva, 2008). Segundo o DNIT é aquele pavimento que sobre considerável deformação elástica em suas camadas distribuindo as tensões. Figura 3 – Pavimento flexível (MOURA, 2011) Apesar de existir os dois grandes grupos básicos e suas particularidades, este trabalho direcionou as pesquisas exclusivamente para os pavimentos flexíveis pois, estes são largamente executados tendendo a expor mais o aparecimento dos defeitos. 8 6.3 – Pavimentos flexíveis e sua composição Segundo o Manual DNIT, 2003 os pavimentos flexíveis dividem-se em camadas sobrepostas compostas por materiais diferentes ou não com a finalidade de receber e transmitir os esforços para as camadas. Suas composições tipicamente são compostas por base solo – base brita e ou pedregulho e revestida em sua última camada com capa asfáltica conforme demonstrado abaixo: Figura 4: Camadas do Pavimento Flexível (Hermes, 2013) 7 – Patologias – Defeitos dos Pavimentos Flexíveis O estudo dos danos e ou defeitos das obras de engenharia faz-se necessários para corrigir e melhorar as atividades na execução de diversas obras. De acordo com Domingues (1993) o conhecimento das condições do revestimento de um pavimento é fundamental para promover a sua reabilitação, permitindo selecionar a melhor técnica a ser aplicada. Segundo Domingues os defeitos são determinados, principalmente por similaridades no mecanismo de ocorrência e aparência visual e os classifica como: Classe Estrutural: quando o defeito é associado à habilidade que o pavimento tem de transportar a carga determinada em projeto, ou seja responder ao seu dimensionamento. Por exemplo: o aparecimento de trincas por fadiga, de alto nível de severidade. Classe Funcional: quando o defeito é associado às qualidades do rolamento e da segurança do pavimento. Exemplo: rolamento suave e confortável, ou a condição a resistência à derrapagem. 9 Para entender a magnitude de cada defeito do pavimento, sua descrição, causas, mecanismos de ocorrência, localização e entender o nível de severidade que pode ser de não aplicável, baixo, médio e alto grau e de acordo com o comprometimento do pavimento, observados nas normas técnicas do DNIT o que deu base para descrever principais patologias conforme segue: 7.1 - Fissuras São fendas capilares perceptíveis visualmente. Podem ser longitudinal ou transversal, retilíneas ou curvilíneas e extensão inferior a 30 cm em estágio inicial. Ocorrem em qualquer parte do pavimento e não tem nível de severidade ou não aplicável, pois não comprometem o pavimento nem funcional, estrutural. Causas Possíveis: má dosagem da capa asfáltica ou por excesso dos agregados finos, ou por má compactação ou o excesso desta (DNIT, 2003). Figura 5 – Fissura (Arquivo pessoal) 7.2 - Trincas São causadas pela diminuição gradual de resistência do pavimento devido a carga do trafego. Tem início na superfície interior da capa asfáltica e se propagam em várias trincas que se conectam formando peças únicas. As condições ambientais (temperatura e umidade) podem acelerar o início e a propagação delas (DNIT, 2003). A água penetrando pelas trincas enfraquece as camadas inferiores, bem como o solo. As ocorrências podem ser na direção do eixo da via e têm severidade de baixa, média e até alta dependendo do tipo de comprometimento e estágio do dano podendo ser de classe funcional e ou estrutural (DNIT, 2003). 10 Causas Possíveis: colapso do revestimento por carga, sub dimensionamento de projeto, solo com baixa capacidade de suporte de carga, envelhecimento (vida útil do pavimento), capa asfáltica com baixa elasticidade, dura e ou quebradiça ou mesmo quando aplicada com temperatura irregular. De acordo o DNIT, 2003 são observadas diversos tipos de trincas podendo ocorrer de forma transversal, longitudinal, em borda do pavimento, em blocos de trancamentos, com formatos de meia lua, podendo ser isoladas, por retração térmica ou pela retração por secagem da base B.G.T.C ou solo-cimento, ou do revestimento, fadigas do uso, interligadas assemelhando-se ao aspecto de couro de jacaré, representando estágio avançado, podendo ser observadas abaixo: Figura 6 - Trincamento por fadiga com baixa severidade (Domingues, 1993) Figura 7 - Trincamento por fadiga de média severidade com afundamento (Domingues, 1993) Figura 8 - Trincamento por fadiga de alta severidade já causando erosão (Domingues, 1993) Figura 9 - Bloco de trincamento de alta severidade (Domingues, 1993) Figura 10 - Trincamento de bordas de alta severidade (Domingues, 1993) Figura 11 - Trincamento para bordas de alta severidade, caracterizada pelo formato de meia lua(Domingues, 1993). 7.3 – Panela ou Buraco Igualmente as trincas as patologias chamadas panelas ou buracos são comuns com classificações de severidade semelhante às das trincas. Tem cavidade que se forma no revestimento por diversas causas, podendo atingir a base. Os buracos são evoluções das trincas, afundamentos ou desgastes. O acúmulo de água nas trincas leva a uma degradação 11 mais rápida do revestimento, a qual é conhecida como “stripping”. Por isso, durante os meses mais chuvosos, há uma tendência de se formar mais buracos nas ruas e rodovias (DNIT, 2003). Figura 12 - Buraco ou panela de baixa severidade o que representa uma profundidade de 2,5 cm com um diâmetro de área coberta em torno de 60 cm de diâmetro (Domingues, 1993) Figura 13 - Buraco ou panela de média severidade o que representa uma profundidade entre 2,5 cm a 5 cm e um diâmetro de área coberta em torno de 60 cm de diâmetro (Domingues, 1993) Figura 14 - Buraco ou panela de alta severidade o que representa uma profundidade entre 2,5 cm a 5 cm e um diâmetro de área coberta em torno de 10 m² (Domingues, 1993) 7.4 – Afundamento Os afundamentos são deformações permanentes caracterizadas por depressões da superfície do pavimento, acompanhada, ou não, de levantamento do solo. Podem ser classificadas em: afundamento plástico ou afundamento de consolidação. A característica desse defeito é uma leve depressão,com percepção após a chuva com o aparecimento de poças d´água. São causadas por defeitos de construção, ou recalque do terreno (afundamento), causando desigualdade na superfície das camadas (DNIT, 2003). Os afundamentos plásticos são causados pela fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito e apresentam elevações ao longo dos lados e ocorre em extensão de até 6m é denominada afundamento plástico local. Quando a extensão for superior a 6m e 12 estiver localizado ao longo da trilha de roda é denominado afundamento plástico da trilha de roda. Os afundamentos de consolidação são causados pela consolidação diferencial de uma ou mais camadas do pavimento ou subleito sem estar acompanhado de levantamento do solo e ocorre em extensão de até 6m é denominado afundamento de consolidação local. Quando a extensão for superior a 6m e estiver localizada ao longo da trilha da roda é denominado afundamento de consolidação de trilha de roda. Também tem graus de severidade de acordo com o seu formato como verificado abaixo: Figura 15 - Afundamento de baixa severidade, caracterizada quando causa agitação no veículo, mas não cria grande desconforto (Domingues, 1993) Figura 16 - Afundamento de média severidade, causa agitação significativa e desconforto (Domingues, 1993) Figura 17 - Afundamento de alta severidade, causa excessiva agitação no veículo e substancial desconforto, risco a segurança ou danos ao veículo forçando o condutor a reduzir a velocidade. (Domingues, 1993) 7.5 – Ondulação ou Corrugação Deformação caracterizada por ondulação ou corrugação transversais na superfície do pavimento (várias ondulações em intervalos de menos de 3m). Ocorre pela falta de estabilidade da mistura asfáltica, excesso de umidade no solo subleito, contaminação da mistura de asfalto, ou ainda falta de aeração da massa asfáltica. São geradas pela carga de tráfego dos veículos em áreas submetidas à aceleração ou frenagem. É comum em subidas, 13 rampas, curvas e intersecções e classificada como um defeito funcional e tem característica de cisalhamento das tensões, podendo ser observada abaixo seu grau de severidade (DNIT, 2003). Figura 18 - Ondulação de baixa severidade, caracterizada quando causa agitação no veículo, mas não cria grande desconforto (Domingues, 1993) Figura 19 - Ondulação de média severidade, causa agitação significativa e desconforto (Domingues, 1993) Figura 20 – Ondulação (DNIT, 1993) Ondulação de alta severidade, causa excessiva agitação no veículo e substancial desconforto, risco a segurança ou danos ao veiculo forçando o condutor a reduzir a velocidade. 7.6 – Escorregamento do Revestimento Betuminoso O escorregamento do betuminoso tem como característica o deslocamento do revestimento em relação à base, ocorre o aparecimento de trincas em forma de meia lua devido à falta de aderência entre a camada de revestimento e a camada subjacente, ou ainda a massa asfáltica tem baixa resistência. Ocorre principalmente em áreas de frenagem e de interseções (DNIT, 2003). Figura 21 – Escorregamento (DNIT, 2003) 14 7.7 – Exsudação Quando tem um excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento observa-se a migração do ligante através do revestimento devido a dilatação do asfalto com o calor, não havendo espaços para ele ocupar (DNIT, 2003). Figura 22 – Exsudação (DNIT, 2003) 8 - Formas de Manutenção, Conservação e Recuperação de pavimentos asfálticos Flexíveis. Objetivando a reabilitação dos pavimentos flexíveis por meio de técnicas usuais na engenharia civil é possível através de monitoramento constante e verificação visual passando posteriormente para os ensaios e análises técnicas e mecânicas como as de sondagem, é possível manter a funcionalidade da via sem grandes intervenções. As técnicas ou terminologia técnica mais usuais são descritas conforme o método de aplicação e severidade do dano no pavimento flexível que depende de uma análise rigorosa (DNIT, 2006). As técnicas mais usuais são: Conservação Corretiva Rotineira Conjunto de operações de conservação que tem como objetivo reparar ou sanar um defeito e restabelecer o funcionamento dos componentes da Rodovia com ganhos no aumento da vida útil (DNIT, 2006). Conservação Preventiva Periódica Conjunto de operações de conservação realizadas periodicamente com o objetivo de evitar o surgimento ou agravamento de defeitos e são realizadas levando em consideração a topografia e os efeitos climáticos (DNIT, 2006). 15 Na compreensão dos tipos de deformações dos pavimentos é possível estabelecer uma associação clara das causas e classificá-las além de identificar seus efeitos na via conforme demonstrado no quadro abaixo extraído: Figura 23 – Resumo das causas e tipos de deformação permanente (DNIT, 2006) A partir do levantamento e identificação é possível sequenciar os trabalhos de recuperação e restauração levando em consideração sempre dados e indicações levantados nas normas técnicas da engenharia civil que indica diversas atividades que compõem o pacote de serviços para a reabilitação da pavimentação tais como a fresagem, a reciclagem, o recapeamento estrutural, reconstrução, reconformação ou reparos localizados, melhoria das características de drenagem e de atrito do revestimento e prevenção do desgaste e da oxidação do pavimento (DNIT, 2006). De acordo com o Manual de Pavimentação do Dnit (2006) recomenda-se em especial para as Rodovias com acentuado volume de tráfego que leve em consideração os índices indicativos nas normas técnicas brasileiras para promover a restauração do pavimento flexível. Conservação de Emergência Conjunto de operações a serem eventualmente realizadas com o objetivo de recompor, reconstruir ou restaurar trechos que levam a riscos aos usuários com sua interrupção (DNIT, 2006). 16 Os defeitos e danos dos pavimentos flexíveis de acordo com o seu grau de severidade levam a intervenções significativas da via e sua interrupção, visto que geram desde desconforto ao usuário, elevação de custo operacional e manutenção veicular, além de acidentes. Sejam os defeitos de ordem estrutural ou funcional tudo deve ser levado em consideração para a tomada de decisão no conjunto de ações a serem implantadas (DNIT, 2006). 8.1. Avaliação dos Pavimentos Flexíveis De acordo o Manual do DNIT, 2006 a condição de um pavimento representa o nível de degradação resultante dos processos associados ao meio ambiente e ao seu uso continuado pelo tráfego. Na avaliação desta condição é possível por meio do conhecimento de diversos parâmetros de referência, já normalizados, determinar: a) condições de superfície; b) condições estruturais; c) condições de rugosidade longitudinais; d) avaliação das solicitações do tráfego; e) condições de aderência pneu/pavimento. 8.2 Conservação dos Pavimentos Segundo o Manual DNIT, 2006 a conservação dos pavimentos pode ser definida como sendo um conjunto de serviços destinados à preservação do pavimento nas condições em que ele foi originalmente construído ou no estado em que foi posteriormente restaurado. A infraestrutura rodoviária, se conservada nas condições em que foi construída, duraria, teoricamente, para sempre. Na prática, porém, a conservação apenas ajuda a rodovia a desempenhar, de maneira satisfatória, o seu papel durante a vida para a qual ela foi projetada. A conservação tem a finalidade de prolongar a vida útil das rodovias, reduzir o custode operação dos veículos, contribuir para que as vias se mantenham permanentemente abertas ao tráfego e permitir uma maior regularidade, pontualidade e segurança aos serviços de transporte. 17 Os principais serviços rotineiros para os pavimentos asfálticos são as atividades de remendos e selagem de trincas, além destes há outros serviços como a reperfilagem e o reparo de panelas. A detecção e o reparo dos defeitos nas fases iniciais representam o trabalho mais importante desempenhado pela equipe de manutenção, ou seja, aquele que resulta na melhor utilização dos recursos disponíveis (DNIT, 2006). 8.3 - Serviços de reparos e manutenção 8.3.1 - Remendos Segundo o Manual do DNIT, 2006 os remendos são geralmente realizados por meio da colocação ou preenchimento com misturas betuminosas à quente ou à frio, em buracos produzidos naturalmente pela deterioração ou em escavações preparadas antecipadamente pelos trabalhadores. Quando superficiais podem ser realizados com aplicação de capa selante ou uma fina camada de mistura betuminosa, quando profundos deverão ser executados no pavimento já em carácter permanente onde a área a ser reparada deverá ser retirada até a profundidade necessária para estabelecer uma fundação firme muitas vezes com a remoção de parte do subleito. O remendo vem atender à necessidade das categorias de defeitos como as panelas ou buracos, trincamento por fadiga, reperfilamento ou ainda a regularização prévia de superfície ou ainda como recapeamento asfáltico (DNIT, 2006). 8.3.2 – Reparos de trincamento Quando os pavimentos flexíveis apresentam e ou se desenvolvem para trincas de fadiga ou couro de jacaré com agressividade relativamente média para alta já comprometendo a estrutura do pavimento e comprometendo de forma sensível o uso da via pelo tráfego há necessidade do uso de técnicas de reforço ou a recapeamento espesso. Entretanto, se as áreas mais defeituosas não forem apropriadamente reparadas, o recapeamento pode deteriorar-se mais rapidamente nos locais com trincas de fadiga. A correção prévia destes locais pode ser chamada de reconstrução localizada. A seleção das áreas que serão reparadas antes da 18 aplicação do recapeamento é parcialmente influenciada por considerações econômicas (DNIT, 2006). 8.3.3 – Capas Selantes Ainda há uma outra técnica para reabilitar o pavimento flexível que é a capa selante, esta é executada por penetração invertida, envolvendo uma aplicação de ligante asfáltico e uma aplicação de agregado miúdo e tem a finalidade principal de incrementar as condições de impermeabilização, geralmente executada com cobertura por agregado miúdo (areia ou pó de pedra). A capa selante influencia a macrotextura dos revestimentos, melhorando as condições de segurança. O ligante que geralmente empregado é a emulsão asfáltica, que pode ser aplicada em taxas reduzidas diluídas com água (DNIT, 2006). 8.3.4. Lama Asfáltica A lama asfáltica é a mistura asfáltica resultante da associação, em consistência fluida, de agregados ou mistura de agregados miúdos, material de enchimento ("filler"), água e emulsão asfáltica podendo ter uma composição de mistura com materiais de granulometria especificada, associados a cimento Portland, beneficiado ainda com material betuminoso tais como emulsões catiônicas ou lama asfáltica e água (DNIT, 2006). 9 – Gerência de pavimentos asfálticos flexíveis Segundo Hindermann (2001) a definição para conservação e gerência é um conjunto de operações destinadas a dar aos usuários as condições de conforto e segurança de circulação, previstas no projeto. Todos os elementos que se deterioram, que são destruídos e mesmo subtraídos, devem ser repostos, e essa reposição implica em trabalho rotineiro; todos os elementos que, de alguma forma, podem afetar as condições de circulação, devem ser retirados ou eliminados rotineiramente. (Hindermann, 2001). 19 As atividades de manutenção, conservação e recuperação dos pavimentos asfálticos flexíveis, compreende um processo sistemático que de forma contínua deve ser implementado para manter a conformidade de acordo com suas funções e magnitude de tráfego e oferecer ao usuário, permanentemente, um tráfego econômico, confortável e seguro e a garantia da trafegabilidade em qualquer época do ano e em condições climáticas (Yang, 1972). A manutenção se consubstancia através de ações sistemáticas e programadas que devem ter lugar diante de condicionamentos cronológicos e/ou da ocorrência de eventos supervenientes com a finalidade de: Prolongar a vida útil das vias; Reduzir o custo de operações dos veículos; Contribuir para que as vias se mantenham permanentemente abertas ao tráfego e permitir uma maior regularidade, pontualidade e segurança no uso das vias. Além de promover um conjunto de operações de manutenção deve-se pensar nas melhorias constantes que visam ampliar os serviços oferecidos onde se contempla: O atendimento a demandas operacionais especificamente a geometria da via e/ou o sistema de sinalização e de segurança do tráfego. A adequação ou incorporação, face à ocorrência de eventos supervenientes, de elementos ou componentes integrantes de drenagem e de proteção da infraestrutura e/ou de obras complementares. De acordo com o Instituto de Engenharia do Paraná, a correta avaliação dos pavimentos flexíveis, tipo de defeitos, causas, métodos de avaliação e sua conservação, auxiliam na hierarquização de prioridades e alternativa de intervenção. Nesse sentido, é objetivo de um sistema de gerência de pavimento proporcionar pavimentos com desempenho adequado, ou seja, com superfícies de rolamento em condições estruturais e adequadas a circulação dos veículos em velocidade determinada e confortável (Yang, 1972). 20 10 - ESTUDO DE CASO 10. 1 - Método de Estudo de Caso Para o desenvolvimento do presente trabalho, foi realizado um estudo de caso em uma obra executada com acesso à faixa de domínio do D.E.R. (Departamento de Estradas e Rodagem) com acesso ao município de Rio das Pedras – SP, especificamente no km 02 + 140 m lado esquerdo. O estudo de caso vem enriquecer esse trabalho de conclusão de curso porque reproduz o fenômeno da patologia de pavimentação flexível inserida no contexto real onde se fundamenta nas evidências técnicas abordadas aqui. Para dar base a sequência do estudo aplica-se a cronologia da execução da obra, as ocorrências apontadas dentro do cronograma desse cenário, os fatos, as identificações, as ações e correções e a finalização e o monitoramento. 10.2 - Delimitação do Espaço A escolha dessa obra foi feita pela apresentação de ocorrências que pré-dispõem as patologias futuras como as descritas anteriormente, o espaço compreende uma faixa de 500 metros de diâmetros, onde foi confeccionado um projeto com os parâmetros exigidos pelo órgão fiscalizador D.E.R. que emitiu um Termo de Compromisso com readequação em 2016. As características locais, o meio ambiente, relevo, a funcionalidade do uso da via, estudos esses que evidenciaram os fatores que colaborariam para o aparecimento das patologias caso fossem descartadas as análises técnicas do projeto. Apesar de feitas todas as recomendações, dimensionamentos e ações com os cuidados técnicos indicados, esta obra apresentou patologias meses após a entrega. O fator ambiental e a característica do solo apesar do tratamento aplicado visando eliminar o aparecimento dos problemas e mesmo com o aparecimento, as técnicas de construção foram determinantespara observar que não ocorreu grande comprometimento da estrutura implantada sendo possível o seu reparo de forma rápida e pontual sem grandes interdições e ou demolições. 21 Para o entendimento da obra este estudo apresenta à cronologia dos fatos, as identificações, as ações e correções e a finalização que será apresentada em forma de evidências fotográficas material do gerenciamento e auditoria de obra para comprovação da execução dentro dos parâmetros do projeto e memorial descritivo ajustado com o executor. O gerenciamento e acompanhamento com auditoria da obra teve grande relevância quando da necessidade de mudança de rota para que fossem corrigidas as ações ambientais que apresentassem comprometimento a exequibilidade da obra bem como atingir o cumprimento do cronograma físico e financeiro com garantias em seguro de obra garantindo tranquilidade aos envolvidos e ao setor público que concedeu autorização para a execução. 10.3 - Descritivo e Cronologia da Obra – Estudo de Caso 10.3.1 - Descritivo As atividades dessa obra iniciaram na segunda quinzena de março de 2016 com previsão de término no mês de agosto do mesmo ano conforme seguro de garantia execução de obra e cronograma físico financeiro. A implantação do canteiro de obras, limpeza do local e demarcação topográfica foram atividades iniciadas. O acompanhado do clima local para identificar a sequência de atividades que poderiam ser executadas sem comprometer o cronograma foi diário e nesta fase a precipitação de chuvas torrenciais ajudou a identificar os problemas que seriam enfrentados neste início. O executor da obra em conjunto com o contratante beneficiado abriram mão de uma técnica de engenharia que poderia ter minimizado ainda mais os problemas que sucederam a implantação, não houve entre as reuniões para conhecimento do campo de trabalho a exigência de fazer uma sondagem do solo para em suas etapas usar técnicas distintas para minimizar os problemas, com isso apesar de um atraso inicial com relação ao cronograma, o acompanhamento e auditoria de obra conseguiu corrigir via planejamento esse desvio e ao longo atingir a meta do Planejamento e Controle de Produção (PCP) e antecipar a data prevista para término em agosto/2016 finalizando a mesma em julho/2016, garantindo economia com equipe de obra, exposição de funcionários nas pistas e a liberação do tráfego para os fins do projeto. Toda obra foi executada seguindo os protocolos e padrões do DER desde sinalização, equipe de obra especializada, controles tecnológicos do solo, agregados, massa asfáltica, ensaios de 22 concreto de guia, exigências de documentação técnica dos testes de resistências dos materiais utilizados como tubo de concreto e caixas de captação, qualidade do binder. 10.3.2 - Cronologia e Fotos Março 2016 Figura 24 – Cronologia e Fotos (Arquivo Pessoal) Fotos da limpeza e demarcação topográfica Figura 25 – Cronologia e Fotos (Arquivo Pessoal) Observação de solo em banhado com afloramento do lençol freático o que dificultou a execução das camadas dimensionadas em projeto. Figura 26 – Cronologia e Fotos (Arquivo Pessoal) Escavação do solo para preparo das camadas de asfalto. Figura 27 – Cronologia e Fotos (Arquivo Pessoal) Escavação e lançamento do macadame seco para compor as camadas. 23 Figura 28 – Cronologia e Fotos (Arquivo Pessoal) Com a grande estabilidade do solo observa-se a necessidade de correção, no lançamento do macadame seco previsto camada menor houve a necessidade do aumento dessa camada ficando a mesma com 1 metro de macadame seco e rachão o que também não surtiu o efeito necessário. Figura 29 – Cronologia e Fotos (Arquivo Pessoal) Observa-se que o afloramento da água deixou o macadame e rachão solto mesmo com a compactação não houve sucesso na execução dessa camada. Com a identificação das problemáticas e o envolvimento das equipes houve a necessidade de promover as correções usando duas técnicas distintas em trechos diferentes da obra. Foi observada a necessidade de aplicação de drenagem com manta têxtil e tubo dreno com composição em polímeros e a outra parte em outra parte da obra usar obras de arte corrente com implantação de obra de captação e lançamento de águas pluviais para a estabilização do solo e andamento dos trabalhos de conclusão das camadas de pavimentação. 24 Abril -2016 Técnica de manta geotêxtil e tubo dreno Figura 30 – Técnica de manta geotêxtil e tubo dreno (Arquivo Pessoal) Abertura de canal para condução da água, facilitando a execução das obras de estabilização do solo. Figura 31 – Técnica de manta geotêxtil e tubo dreno (Arquivo Pessoal) Aplicação de manta geotêxtil com tubulação para drenagem e condução das águas, nessa técnica a água segue pelo canal envolto em manta até o ponto de lançamento, deixando a parte de cima do solo seco e instável. Há uma compactação com macadame e rachão, antes do lançamento das demais camadas. Figura 32 – Técnica de manta geotêxtil e tubo dreno (Arquivo Pessoal) Observa-se a água saindo pelo tubo de drenagem sendo conduzida para o ponto de lançamento final. Figura 33 – Técnica de manta geotêxtil e tubo dreno (Arquivo Pessoal) Fechamento do canal sendo compactado com macadame seco. 25 Abril -2016 Obra de arte corrente – drenagem de águas pluviais Figura 34 – Obra de arte corrente – drenagem de águas pluviais (Arquivo Pessoal) Abertura de vala para implantação de tubo de concreto com caixa de captação das águas e condução por tubo de concreto. Figura 35 – Obra de arte corrente – drenagem de águas pluviais (Arquivo Pessoal) Implantação da tubulação padrão CA2 – Concreto Armado 2 – conforme exigências do órgão fiscalizador DER. Figura 36 – Obra de arte corrente – drenagem de águas pluviais (Arquivo Pessoal) Caixas de captação para compor o sistema de drenagem de águas pluviais Figura 37 – Obra de arte corrente – drenagem de águas pluviais (Arquivo Pessoal) Final do trecho com o lançamento no canal que também receberá a tubulação Figura 38 – Obra de arte corrente – drenagem de águas pluviais (Arquivo Pessoal) Dissipador de águas pluviais – final tubulação evitando erosão Figura 39 – Obra de arte corrente – drenagem de águas pluviais (Arquivo Pessoal) Fechamento das valas de tubulação drenagem com lançamento de bica corrida e compactação. 26 Maio – Julho -2016 Obras sequenciais de lançamento das camadas e compactação para pavimentação Figura 40 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Execução das guias e lançamento da bica corrida. Figura 41 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Lançamento da bica corrida que compões uma das camadas para recebimento do CBUQ. Figura 42 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Abertura de vala para execução de canaleta para escoamento das águas pluviais pela lateral da pista Figura 43 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Execução da guia Figura 44 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Forração de grama para contenção de erosão. Figura 45 – Obras sequenciais(Arquivo Pessoal) Aplicação do CM30 – líquido para expulsar os vazios e agregar as partículas de BGS. 27 Maio – Julho -2016 Obras sequenciais execução de guias – lançamento a massa asfáltica e compactação Figura 46 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Execução de guias. Figura 47 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Corpo de prova do concreto de guia. Figura 48 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Lançamento da massa asfáltica pela acabadora já nivelada para atender a capa de 3cm de projeto. Figura 49 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Compactação da massa asfáltica com rolo pneumático Figura 50 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Guia, aplicação do cm 30 e paisagismo Figura 51 – Obras sequenciais (Arquivo Pessoal) Execução da sinalização horizontal e vertical. Essa aplicação horizontal deverá ser executada 5 dias após o lançamento da massa asfáltica para que o material não seja sugado pela massa ainda em cura – agregando as partículas. 28 ENSAIOS E CONTROLE TECNOLÓGICO E LABORATÓRIO Figura 52 – Ensaios (Arquivo Pessoal) Testes de laboratório para verificar a flexão do pavimento. Figura 53 – Ensaios (Arquivo Pessoal) Ensaios de peneiras para verificar a qualidade do material granulado aplicado. Figura 54 – Ensaios (Arquivo Pessoal) Ensaio de Viga Benkelman para medir a flexão do pavimento. Figura 55 – Ensaios (Arquivo Pessoal) Medição da deflexão do pavimento. Figura 56 – Ensaios (Arquivo Pessoal) Sondagem do pavimento para conferir se a capa asfáltica foi executada dentro da exigência do projeto com 3 cm. Sondagem do pavimento para conferir se a capa asfáltica foi executada dentro da exigência do projeto com 3cm. Figura 57 – Ensaios (Arquivo Pessoal) Material da sondagem conferindo a capa asfáltica de exigência do projeto com 3 cm. 10.4 - Patologia do Estudo de Caso Com a entrega da obra e alguns meses depois se observou o aparecimento de patologia padrão panelas em um único trecho do pavimento. Foi realizada a manutenção com abertura do trecho e verificação do comprometimento das camadas. A patologia estava superficial sem comprometer as camadas inferiores, provavelmente um erro de execução na compactação da 29 massa asfáltica contribuiu para uma fissura por onde entrou agua de chuva o que provocou essa deformidade. Outubro -2016 Deformidades patológicas após entrega de obra onde foi feita a manutenção pontual. Figura 58 – Deformidades (Arquivo Pessoal) Aparecimento de panela – patologia. Figura 59 – Deformidades (Arquivo Pessoal) Reparo e identificação de infiltração de água entre a camada do pavimento e a primeira camada subsequente Figura 60 – Deformidades (Arquivo Pessoal) Retirada da camada asfáltica e a análise identificou infiltração superficial o que não atingiu as demais camadas. Provavelmente falha na compactação. Figura 61 – Deformidades (Arquivo Pessoal) Reparo realizado e segue sendo monitorado 30 11 – CONSIDERAÇÕES FINAIS Pavimentar uma via de circulação é uma obra civil que enseja a melhoria operacional para a via, na medida em que é criada uma superfície mais regular, mais aderente e uma superfície menos ruidosa. Conforme mencionado acima, as estruturas do pavimento têm a função principal de suport0061r 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 suporte e à durabilidade compatível com o padrão da obra e as especificidades do tráfego, bem como o conforto ao rolamento e a segurança dos usuários. No entanto, como toda estrutura, o pavimento também está sujeito a deformações decorrentes de diversos fatores tais como tempo de uso, uso inadequado, erros de execução ou até mesmo erros de projeto. Portanto, o bom desempenho de revestimentos e de tratamentos superficiais asfált icos depende, entre outros aspectos, do uso de técnicas adequadas de produção, distribuição, execução e controle de execução das camadas asfálticas na pista. São imensos os gastos com manutenção e reconstrução precoce de nossos pavimentos. Esses gastos são inaceitáveis uma vez que podemos dispor de equipamentos de laboratório e de campo que permitam um melhor entendimento dos materiais e de métodos de projeto teórico- empíricos. A existência de uma infraestrutura laboratorial e a formação de recursos humanos de alto nível na área torna possível a investigação de materiais alternativos e novas tecnologias para as camadas do pavimento. 31 12 – REFERÊNCIAS BERNUCCI, Liedi Bariani et al. PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA: FORMAÇÃO BÁSICA PARA ENGENHEIROS. Rio de Janeiro: Gráfica Imprinta, 2008. 504 p. Disponível em: <https://drive.google.com/a/acazia.com.br/file/d/0B- N4KRfcaClCbm1peko3WUkybFk/view>. Acesso em: 12 maio 2016. BALBO, José Tadeu. Pavimentação Asfáltica, materiais, projeto e restauração. São Paulo: Oficina de São Paulo: Oficina de Texto, 2007. 560 p. MALHA rodoviária total: Evolução da malha rodoviária total por ano segundo o tipo de jurisdição - 2001 - 2015. Evolução da malha rodoviária total por ano segundo o tipo de jurisdição - 2001 - 2015. 2016. Disponível em: <http://anuariodotransporte.cnt.org.br/Rodoviario/1-3-1-1-1-/Malha-rodoviária-total>. Acesso em: 05 nov. 2016. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTES. NORMA DNIT 005/2003 - TER: Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos Terminologia. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas RodoviÁrias, 2003. 12 p. DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte - Manual de conservação rodoviária DNIT - Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte - MANUAL DE PAVIMENTAÇÃO. 3. ed. Vigario Geral - Rio de Janeiro: Dnit - Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte, 2006. 274 p. Disponível em: <www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr_new/Manual_de_PAvimentacao_Versao_Final.pdf >. Acesso em: 12 maio 2016. DOMINGUES, F.A. A., MID – MANUAL PARA IDENTIFICAÇÃO DE DEFEITOS DE REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS DE PAVIMENTOS. São Paulo, s.n., 1993. HERMES, Thiago Breunig. IMPACTO DO ALTO TRÁFEGO EM PAVIMENTO DIMENSIONADO PARA BAIXO TRÁFEGO –ESTUDO DE CASO:CORONEL BARROS –RS. 2013. 73 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Civil, Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, Ijuí, 2013. 32 MOURA, Edson de (Org.). Transporte e Obras de Terra: São Paulo: Slid, 2011. 02 slides, color. Disponível em: <http://www.professoredmoura.com.br/download/Aula- 4_Classificacao_de_ pavimentos.pdf>. Acesso em: 16 out. 2016. SENÇO, Wlastermiler de. MANUAL DE TÉCNICAS DE PAVIMENTAÇÃO. São Paulo - Sp: Pini, 2001. 688 p. SILVA, Paulo Fernando A.. MANUAL DE PATOLOGIA E MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS. 2. ed. Sao Paulo - Sp: Pini, 2008. 128 p. Disponível em: <www.docslide.com.br/documents/manual-de-patologia-e-manutencao-de-pavimentos.html>. Acesso em: 12 de maio 2016. Yang, N. C. (1972). Design of Functional Pavements. McGraw Hill Book Company. New York, NY HINDERMANN, W.l..Maintenance of Asphalt Pavements. Minnesota: Asphalt Institute, 2001. 23 p
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