Aula 4 - Generalidades sobre pavimentos

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Prof. Sandro Sanches 
Eng. Civil e Esp. Estruturas
Mestre em Eng. Estrutura
As primeiras estradas surgiram na mesma época
dos primeiros aglomerados humanos. Os homens,
naquela época, escolhiam os caminhos mais curtos e
mais seguros para chegar a seus locais de pesca ou
caca, estabelecendo trilhas, formadas por pontes de
troncos caídos. Com o uso de animais para o transporte
das cargas, as trilhas foram alargadas e, com isso, o
pavimento das primeiras estradas feitas em regiões
montanhosas e de floresta densa foi constituído por
troncos e galhos sobre terreno brejoso (COELHO, 1991
apud ODA, 2003).
Enquanto o tráfego de automóveis não era muito
grande, as estradas eram compartilhadas pelos veículos
motorizados e os de tração animal. No entanto, no
período anterior a Primeira Guerra Mundial, ocorreu um
aumento no volume de automóveis, deixando claro que
veículos de tração animal não poderiam trafegar na
mesma estrada em que os automóveis, fazendo com
que fossem construídas as primeiras rodovias de
concepção atual (COELHO, 1991 apud ODA, 2003).
Após a queda do Império Romano, por volta da
segunda metade do século XVIII teve início um novo
período de construção de estradas na Europa.
Nessa época, alguns métodos importantes foram
desenvolvidos e receberam o nome de seus inventores.
O sistema desenvolvido por John Loudon McAdam
consistia em construir uma camada de 25 cm de pedra
britada compactada com rolos pesados sobre o terreno
natural, sem nenhum tipo de material aglutinante. Esse
método recebeu o nome de macadame, foi o primeiro a
relacionar a capacidade de suporte do material com a
durabilidade do pavimento (COELHO, 1991) e foi
adotado por grande parte dos países da Europa, sendo
utilizado até os dias atuais.
No Brasil, a primeira estrada que se tem notícia foi
construída em 1560, conhecida como Caminho do Mar,
era o acesso entre as cidades de São Vicente e
Piratininga, que, em 1661, passou a ser conhecida como
Estrada do Mar.
Atualmente, a malha rodoviária brasileira e
composta por 1.720.700,3 km de estradas e rodovias,
sendo 213.452,8 km de rodovias são pavimentadas
(12,4%) e 1.507.499,4 km de rodovias não
pavimentadas (87,7%) (CONFEDERACAO NACIONAL
DE TRANSPORTES - CNT, 2018).
Tecnicamente, o pavimento é uma estrutura
composta por camadas construída sobre uma fundação
(terreno natural) denominada de subleito, que recebe em
sua superfície solicitações do tráfego de veículos com
rodas flexíveis (pneus) (YODER & WITCZAK, 1975).
As principais funções dos pavimentos são:
 Resistir aos esforços verticais provenientes do
trafego e distribui-los para camadas subjacentes.
 Resistir aos esforços horizontais (desgaste), a partir
de uma superfície de rolamento mais durável.
 Melhorar as condições de rolamento quanto ao
conforto e segurança.
 Resistir as ações das intempéries.
Estrutura do Pavimento:
Estrutura do Pavimento:
Estrutura do Pavimento:
Pavimentos são divididos em duas categorias:
Pavimento rígido: constituído por placa de concreto de
cimento Portland (que tem a função de revestimento e
base), podendo ter uma camada de sub-base entre a
placa e o subleito.
Pavimento flexível: constituído de uma camada de
rolamento (revestimento asfáltico) de pequena
espessura, aplicada sobre camadas de base e de sub-
base que são construídas sobre camada de reforço do
subleito ou diretamente sobre o subleito compactado.
A principal diferença entre os dois tipos de pavimentos
esta na forma como ocorre a distribuição das cargas
para o subleito (BALBO, 2007).
Pavimento rígido: tende a distribuir a carga sobre uma
area relativamente maior do subleito, devido ao elevado
modulo de elasticidade do concreto, sendo que a propria
placa de concreto fornece a maior parte da capacidade
estrutural.
A principal diferença entre os dois tipos de pavimentos
esta na forma como ocorre a distribuição das cargas
para o subleito (BALBO, 2007).
Pavimento flexível: distribui cargas para uma área
menor do subleito, apesar de apresentar um maior
numero de camadas.
No Brasil, a maioria dos pavimentos e do tipo
flexível (mais de 95%), composto por revestimento
asfáltico, base, sub-base e reforço do subleito. Somente
em alguns casos (locais com trafego pesado, corredores
de ônibus, pistas de aeroportos, etc.) são executados
pavimentos rígidos.
No pavimento flexível, as camadas de base, sub-
base e reforço do subleito podem ser compostas por
materiais granulares (solos, britas, etc.) puros ou com
aditivos (cimento, cal, etc.).
Já o revestimento asfáltico e constituído por uma
mistura de agregados (graúdos, miúdos e de
enchimento) e ligante, denominada de mistura asfáltica.
O ligante pode ser um asfalto puro ou um asfalto
modificado e suas principais funções são: colar as
partículas minerais e agir como um agente
impermeabilizante da mistura.
O tipo de pavimento, a quantidade de camadas e
suas espessuras variam:
 Com a qualidade do subleito,
 Com o tráfego que irá solicitar o pavimento
 e as características dos materiais que irão compor a
sua estrutura, sendo que as camadas mais próximas
da superfície devem apresentar melhores
características (maior resistência) e,
consequentemente, poderão apresentar custos mais
elevados.
A camada mais importante da estrutura do
pavimento e a base, sobre ela deve ser executado o
revestimento ou camada de rolamento, que tem como
função suportar os efeitos destrutivos do tráfego e das
intempéries.
Abaixo da base pode ser colocada uma sub-base
e/ou um reforco do subleito (BALBO, 2007).
O subleito, que é a fundação do pavimento,
geralmente, é formado por solo do terreno natural,
sendo essencial determinar as características (tipo de
solo, granulometria, resistência, etc.) desse material.
Além do trafego que irá solicitar o pavimento, um
dos parâmetros importantes na definição da estrutura do
pavimento é a capacidade de suporte do subleito e dos
materiais disponíveis para construção das camadas,
determinada a partir do ensaio de ISC (índice de suporte
Califórnia), mais conhecido como CBR (Califórnia
Bearing Rating) (classificação do rolamento na
Califórnia)
Segundo o DNIT (2006), os agregados para
pavimentação podem ser classificados em função da:
 sua natureza,
 do tamanho das partículas e
 da distribuição dos grãos.
Em função da sua natureza, os agregados podem ser
classificados como naturais ou artificiais.
Os agregados naturais são aqueles encontrados
em depósitos naturais superficiais e que são
submetidos, no máximo, ao processo de lavagem e/ou
peneiramento.
Os agregados naturais mais comuns são os
pedregulhos rolados (de cava ou de rio), as lateritas e as
areias.
Os artificiais são obtidos a partir do processo de
britagem da rocha (basalto, granito, etc.), de reciclagem
ou, ainda, resíduos especiais, como as escórias de alto
forno ou de aciaria.
Em relação ao tamanho das partículas de
agregados são classificados, segundo DNIT (2006), em:
 Agregado graúdo: é o material retido na peneira nº10 
(2,0 mm), como as britas, cascalhos, etc.
 Agregado miúdo: é o material que passa na peneira 
nº10 (2,0 mm) e fica retido na peneira nº 200 (0,075 
mm), como o pó de pedra, areia, etc.
 Material de enchimento ou fíler: é o que passa pelo 
menos 65% na peneira nº 200 (0,075 mm), como a 
cal, cimento Portland, etc.
Em relação a distribuição dos grãos, podem ser
classificados, segundo DNIT (2006), como:
 Graduação densa: apresenta uma curva
granulométrica bem graduada e contínua, com
quantidade de material fino suficiente para preencher
os vazios entre as partículas maiores.
 Graduação aberta: apresenta uma curva
granulométrica bem graduada e continua, com
pequena quantidade (insuficiente) de material fino
para preencher os vazios entre as partículas maiores.
Em relação a distribuição dos grãos, podem ser
classificados, segundo DNIT (2006), como:
Graduação uniforme: apresenta uma curva
granulométricacomposta por partículas de um único
tamanho.
Graduação descontínua: apresenta uma curva
granulométrica com uma grande quantidade de
agregados graúdos (mais de 70%), ausência de uma ou
mais frações, com quantidade de material fino suficiente
para preencher os vazios entre as partículas maiores.
Além de classificar os agregados em função da
natureza, do tamanho e da distribuição dos grãos, para
selecionar os agregados para uso em camadas do
pavimento, e essencial analisar as suas principais
características (DNIT, 2006):
Granulometria - ME 080 (DNER, 1994a) e ME
083 (DNER, 1998b): representada pela curva
granulométrica, é uma das características que assegura
estabilidade, em função do maior atrito interno obtido
pelo intertravamento das partículas sólidas do solo; além
de influenciar o teor de vazios da mistura compactada, a
sua trabalhabilidade, a tendência de segregação e a
compactação da camada.
Forma - ME 086 (DNER, 1994b): o formato
cúbico dos agregados é considerado o ideal, pois leva a
um maior entrosamento entre as partículas, produzindo
melhor intertravamento (maior resistência ao
cisalhamento).
Resistência ao choque - ME 399 (DNER, 1999) e
ao desgaste – ME 383 (DNER,1998c): os agregados
devem ser duros e resistentes e devem resistir ao
impacto e ao desgaste devido ao atrito entre as
partículas.
Durabilidade - ME 089 (DNER, 1994c): deve
apresentar resistência a deterioração ou desintegração
pela ação do tempo ou do tráfego.
Pureza: as partículas de agregado graúdo e fino
devem estar limpas, sem argila ou outro material
expansivo, evitando-se, também, o emprego do material
fino ou pó mineral que contenha argila.
Adesividade a produtos asfálticos - NBR 12583
(ABNT,1992a) e NBR 12584 (ABNT,1992b): é importante
em misturas asfálticas já que a função do asfalto e aderir
(ou ligar) as partículas do agregado.
Densidades aparente, real e absorção - ME 081
(DNER, 1998a).
O asfalto é um dos mais antigos materiais
utilizados na construção civil.
Pode ser encontrado na natureza, mas em geral e
proveniente do refino do petróleo (cimento asfáltico de
petróleo, CAP).
Atualmente, no Brasil, quase todo o asfalto é
obtido do processamento de petróleo bruto (ou cru).
Muitas refinarias estão localizadas próximas a locais
com transporte por agua, ou supridos por dutos a partir
de terminais marítimos (ODA, 2000).
O asfalto, também denominado de cimento
asfáltico, material asfáltico, ligante asfáltico, ligante
betuminoso ou material betuminoso, é definido como
material cimentante, preto, semissólido, que se liquefaz
quando aquecido, composto de betume (~99,5%) e
alguns outros componentes (ODA, 2000).
Os principais tipos de asfaltos são:
 cimento asfáltico de petróleo (CAP);
 emulsões asfálticas (EA),
 asfalto diluído de petróleo (ADP) e;
 Asfaltos modificados.
Os principais tipos de asfaltos são:
Cimento Asfáltico de Petróleo (CAP): é o asfalto puro.
É o produto básico da destilação do petróleo,
semissólido a temperatura ambiente, necessitando de
aquecimento para adquirir consistência adequada para
utilização. Os CAPs são classificados segundo sua
penetração em: CAP 30/45, CAP 50/70, CAP 85/100 e
CAP 150/200.
Sua composição varia com o petróleo e processo
de produção, sendo que, do seu peso molecular, mais
de 95% são hidrocarbonetos (ODA, 2000).
Os principais tipos de asfaltos são:
Emulsões asfálticas (EA): são suspensões de asfaltos
finamente divididos em pequenos glóbulos dispersos em
uma fase continua que é a agua. As emulsões são
obtidas em meio intensamente agitado, combinando-se
asfalto aquecido com água e um agente emulsificante,
que tem finalidade de favorecer a dispersão e revestir os
glóbulos de asfalto com uma película protetora,
mantendo-se em suspensão. Quando a emulsão é
aplicada sobre os agregados, o asfalto nela contido
tende a se coagular e a agua evapora deixando sobre o
agregado uma película de asfalto, ocorrendo a ruptura
da emulsao.
Os principais tipos de asfaltos são:
Não deve ser aquecida para sua aplicação. As
emulsões são classificadas em: ruptura rápida (RR),
ruptura média (RM) e ruptura lenta (RL).
As emulsões são aplicadas em pintura de ligação
(RR-1C e RR-2C) e na produção de misturas asfálticas
tipo pré-misturado a frio (RM-1C, RM-2C e RL-1C), lama
asfáltica (LA-1C e LA-2C) e microrrevestimentos
(emulsões modificadas por polímeros) (ODA, 2000).
Os principais tipos de asfaltos são:
Asfalto Diluído de Petróleo (ADP): é o produto da
diluição do asfalto puro em diluentes, como querosene e
gasolina. Os diluentes proporcionam produtos menos
viscosos e devem evaporar completamente deixando
como resíduo o CAP, não necessitando de aquecimento
para sua aplicação. De acordo com o tempo de cura
(fenômeno de evaporação do diluente), os ADPs são
classificados em: Cura Rápida (CR); Cura Media (CM) e
Cura Lenta (CL). Os asfaltos diluídos de cura media são
utilizados nos serviços de imprimação (ODA, 2000).
Os principais tipos de asfaltos são:
Asfaltos modificados: A importância dos asfaltos para
o desempenho dos pavimentos flexíveis tem levado ao
uso de aditivos para melhorar suas propriedades físicas
e químicas, aumentando a resistência a formação de
defeitos.
Os principais aditivos utilizados são os polímeros
(SBS, SBR e EVA) e a borracha de pneus moída,
produzindo os asfaltos polímeros e o asfalto borracha.
Os principais vantagens dos Asfaltos
modificados tipos de asfaltos são:
 Redução da susceptibilidade térmica e aumento da
resistência a flexão de revestimentos de pontes e em
pavimentos de rodovias com alto volume de tráfego
(ex.: corredores de ônibus).
 Aumento da adesividade, da resistência a formação
de trilhas de roda, ao trincamento por fadiga, ao
envelhecimento, a oxidação e a abrasão de misturas.
 Redução de custos de manutenção de pavimentos.
A seleção de um tipo de asfalto envolve a análise
das suas características reológicas, físicas e químicas.
O parâmetro mais utilizado para classificar asfaltos é a
sua consistência, que pode ser determinada por meio de
ensaios de penetração; viscosidade e ponto de
amolecimento (ODA, 2000).
Os principais ensaios utilizados para
caracterização dos asfaltos são:
 Penetração - NBR 6576 (ABNT, 2007): serve para
determinar a consistência dos asfaltos.
Os principais ensaios utilizados para
caracterização dos asfaltos são:
 Viscosidade: é usada para garantir um asfalto fluido
o suficiente para ser bombeado e misturado com o
agregado. Pode ser determinada viscosidade Saybolt
Furol, NBR 14950 (ABNT,2003), viscosidade
aparente ou viscosidade Brookfield, NBR 15184
(ABNT, 2004).
 Ponto de amolecimento - NBR 6560 (ABNT,2008):
valor de temperatura na qual a consistência de um
asfalto passa do estado plástico ou semissólido para
o estado líquido.
Os principais ensaios utilizados para
caracterização dos asfaltos são:
 Ponto de fulgor - NBR 11341 (ABNT, 2005):
temperatura na qual existe uma liberação de vapores
do produto suficiente para, em mistura com ar e na
presença de uma chama, provocar uma centelha. É
um ensaio de segurança.
 Ductilidade - NBR 6293 (ABNT, 2015): capacidade
do asfalto sofrer deformações de sua massa.