USO DE CONCRETO EM PAVIMENTAÇÃO VIÁRIA PAVIMENTAÇÃO

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USO DE CONCRETO EM PAVIMENTAÇÃO VIÁRIA PAVIMENTAÇÃO
Pavimentar significa revestir um piso ou chão com uma cobertura. No âmbito da engenharia, pavimentação constitui uma base horizontal composta por uma ou mais camadas sobrepostas, elevando sua durabilidade e facilitando o fluxo de veículos e pessoas.
Como estrutura, o pavimento deve ser elaborado levando em conta variáveis como a base do terreno, fluxo esperado, clima e outras pertinentes. Devem ser considerados, ainda, possíveis impactos causados por intempéries e a natural deterioração da superfície.
TIPOS DE PAVIMENTAÇÃO EM VIA URBANA
São divididos basicamente em três tipos os pavimentos urbanos:
· Rígidos
· Semirrígidos
· Flexíveis
Pavimentos Rígidos
São aqueles cuja base é o concreto / cimento, e são indicados para vias em que haja tráfego pesado. Caracterizam-se por oferecer resistência às cargas empregadas, não cedendo a pressões externas, absorvendo quase toda a tensão. Apresentam pouca ou nenhuma deformação.
Pavimentos Semirrígidos
São uma modalidade intermediária entre pavimentos rígidos e flexíveis, já que sua base de cimento é recoberta de asfalto. Da mesma forma, apresenta propriedades intermediárias em relação à resistência, deformação e absorção das tensões.
Pavimentos Flexíveis
Diferenciam-se dos demais por não empregarem, nem na sua base, nem na superfície, concreto ou cimento, ou seja, o revestimento cobre uma base de brita, o próprio solo original terraplanado ou outros materiais. São indicados em vias de tráfego menos pesado, e são compostos de base, sub-base e revestimento.
A base para um pavimento flexível pode ser granular aditivada ou não, e coesiva, com ligante ativo ou asfáltico.
Diferentemente do pavimento rígido, o flexível apresenta menor resistência a impactos, moldando-se conforme a carga imposta.
Tipologia dos pavimentos
 Pavimentação Flexível ou asfáltica
A pavimentação flexível é pavimentação cuja as camadas sofrem algum tipo de deformação elástica quando recebem algum tipo de carregamento aplicado, sendo que a carga se distribui parcialmente equivalente entre as camadas. (DNIT, 2006).
Nas pavimentações flexíveis os materiais utilizados são: materiais asfálticos (Aglutinantes), agregados graúdos (pedras ou seixos rolados) e agregado miúdo (areia ou pó de pedra).
O processo executivo do pavimento flexível consiste em três etapas, sendo elas: imprimação, lançamento do CBUQ e compressão e compactação, conforme pode ser observado nas figuras 1,2 e 3 a seguir:
Pavimentação Rígida ou em concreto
A pavimentação rígida é toda pavimentação cuja rigidez é muito elevada em relação às camadas inferiores, absorvendo assim todas as tensões que advém do carregamento nela aplacada. (DNIT, 2006). Existe vários tipos de pavimentos rígido, dentre elas estão:
Pavimentação de concreto simples
Pavimento de concreto simples é o pavimento de concreto Portland em que as tensões solicitantes são combatidas somente pelo próprio concreto, não contendo nenhum tipo de armadura distribuída (não são consideradas armaduras eventuais sistemas de ligação de transferência de carga entre as placas formadas pelas juntas longitudinais e transversais).
Pavimentação do tipo whitetopping
Whitetopping é um pavimento de concreto sobreposto a um pavimento flexível já existente. Normalmente é usado para a recuperação de estradas que estejam em más condições. O pavimento flexível serve como sub-base para o concreto. Nesse tipo de pavimentação não são usadas armaduras distribuídas para suportar tensões solicitantes. As tensões são suportadas pelo próprio concreto e no máximo são usadas armaduras para eventuais sistemas de transmissão entre placas.
Pavimentação estruturalmente armada
A pavimentação estruturalmente armada tem armadura com a finalidade estrutural e tem a função de combater tensões de tração na flexão gerada na placa. Nesse tipo de pavimento normalmente a armação é colocada na parte inferior das placas, pois é nesta região a maior solicitação de esforços.
Pavimentação em concreto rolado
O concreto rolado ou compactado com rolo é indicado para locais onde há circulação de veículos em baixa velocidade, independentemente de seu peso. Por exemplo, em estacionamentos, pátios de manobras, rodovias vicinais. O uso desse concreto com baixa quantidade de água também é utilizado para a execução de sub bases de pavimentos como no caso do Rodoanel Mário Covas, em São Paulo. Segundo Carvalho, da ABCP (Associação Brasileira de Concreto Portland), a aplicação do concreto rolado evita deformações excessivas e uniformiza o suporte.
Pavimentação com peças em concreto pré-moldados
As pavimentações constituídas por peças pré-moldadas são feitas em diversos formatos, junta postos com ou sem articulações e rejuntadas com asfalto. Essa pavimentação é adequada para estacionamentos, vias de acesso e desvio de trafego leve.
Vantagens da Pavimentação Rígida
Durabilidade da pavimentação
O pavimento de concreto possui uma elevada resistência mecânica e ao desgaste, não oxida, não deforma plasticamente, não forma buracos nem trilha de rodas, garantindo assim, elevada durabilidade da estrutura. Hoje em dia com o custo de construção competitivo, a pavimentação de concreto tem grande durabilidade, requerendo baixíssima manutenção e diminuindo significativamente o risco de acidentes relacionados à condição da rodovia. Estudos de viabilidade demonstram que a pavimentação em concreto é a solução ideal para vias públicas e rodovias submetidas a tráfego intenso e pesado de veículos comerciais. Alguns exemplos como: BR 101 NE, Rodoanel, Imigrantes, BR– 232, BR–290 e MT–130, sem contar a Rodovia Itaipava – Teresópolis, construída em 1928, ou seja, há mais de 70 anos, a qual encontra-se em operação até hoje, sem nenhum tipo de recapeamento.
Economia de energia elétrica em iluminação pública
A vantagem da coloração clara do concreto está no fato da maior capacidade de reflexão de luz, consequentemente uma grande melhora na visibilidade dos motoristas, principalmente em dias chuvosos e a noite. A grande capacidade de reflexão de luz de pavimentos em concreto transformasse em economia de iluminação pública. Conforme pesquisa feita na Argentina verifica-se uma redução de consumo energético de 5,35 kWh/m2 para 3,35 kWh/m2, como podemos ver na figura
Segurança nas estradas
Uma questão muito importante em relação ao uso da pavimentação em concreto vem do fato de que este tem uma resistência à derrapagem muito maior do que do pavimento asfáltico. Isso se deve a inclinação da secção transversal que é de 2 a 3 vezes menor do que o pavimento flexível, o que resulta em menor possibilidade de derrapagem e tombamento do veículo. Na pavimentação em concreto a velocidade de escoamento da água também é muito superior a da pavimentação asfáltica, resultando numa melhor resistência à derrapagem causada por hidroplanagem. Conforme mostra a figura 11.
Ainda, como benefício do pavimento de concreto, a aderência dos pneus à superfície de rolamento é bastante elevada, permitindo considerável redução na distância de frenagem. Um estudo realizado nos EUA, pelo americano Ruhl, R.L, mostrou que a distância de frenagem de um veículo, a 95 km por hora, em condição de pista molhada, foi reduzida de 134 m, na pista de asfalto com trilha de roda, para 96 m, na pista de concreto, correspondendo a significativos 40%. Essa diferença na frenagem pode causar uma grande diferença em uma situação de emergência, talvez até mesmo evitar ou diminuir o número de acidentes. Conforme ilustração abaixo, figura
Economia de Combustível
Quanto à economia de combustível, um estudo feito pelo Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá afirma que caminhões chegam a economizar cerca 11% de combustível trafegando em rodovias de concreto. A razão para essa economia, que pode chegar até 17%, está no fato da superfície em concreto ser rígida e não deformar. Isso cria menor resistência ao rolamento, exigindo menor esforço da parte mecânica dos veículos. Portanto, como é possível economizar combustível, a pavimentação de concretotambém contribui para o meio ambiente, diminuindo a emissão de gases poluentes na atmosfera, como por exemplo, o monóxido de carbono.
Outro estudo realizado nos EUA, pelo Prof. Zaniewski, J. P., da Arizona State University, mostra em seu trabalho “Effect of pavement surface type on fuel consumption”, a significativa redução no consumo de combustível de caminhões quando trafegando sobre pavimentos de concreto, podendo essa redução chegar a 20%, para o caso de veículos pesados. Conforme figura 13
Meio Ambiente
Com a superfície clara do concreto a temperatura do ambiente torna-se mais baixa do que a temperatura no asfalto, minimizando os gastos com ar condicionado e reduzindo a poluição ambiental nas cidades, conforme demonstram os estudos desenvolvidos e publicados pelo “Heat Island Group”, dos EUA, relacionados às “Cool Communities”. O beneficio do concreto é relatado ainda no artigo “Concrete roads may help cities reduce the heat”, publicado pelo “The Salt Lake Tribune”, dos EUA, em que mostra uma redução de até 14ºC na temperatura medida na superfície do pavimento de concreto em relação àquelas medidas na superfície de pavimentos de cor mais escura, valor esse parecido aos resultados obtidos aqui no Brasil. Enfim, a inexistência do fenômeno de lixiviação no concreto aumenta a sua condição de ambientalmente amigável, pois não promove a ocorrência de águas percoladas capazes de contaminar o lençol freático ou de águas superficiais capazes de contaminar cursos d’água.
Custo Inicial e Final
O custo inicial de construção da pavimentação de concreto está cada vez mais competitivo fazendo com que custo final da pavimentação em concreto seja muito inferior ao custo da pavimentação asfáltica com introdução de novas tecnologias, equipamentos de ponta. Por exemplo, as vibro acabadoras de formas deslizantes de alta produtividade e usinas dosadoras e misturadoras transportáveis de concreto. A produção é capaz de executar 1,5 km de estrada por dia. Essa tecnologia está cada vez mais avançada, sendo que ainda pode melhorar muito. Vale lembrar que cada tipo de material tem sua aplicação específica na pavimentação, de acordo com a comprovação técnica.
O custo do pavimento não inclui apenas sua colocação no leito da estrada, mas também o que se gastará no futuro para mantê-lo, conservá-lo e, eventualmente, reconstruí-lo. Calculando-se o valor do investimento, considerando o custo de construção e o de manutenção, vê-se que o custo final do pavimento de concreto é 61% inferior ao de alternativa.
No caso da aplicação do pavimento de concreto no trecho de Assis a Presidente Prudente da Raposo Tavares (SP-270), no interior paulista, o custo de construção com pavimento de concreto mostrou também ser 3,98% menor do que se o mesmo serviço tivesse sido feito com asfalto convencional, afirma o engenheiro especialista em pavimentação Abdo Hallack, da Associação Brasileira de Cimento Portland (ABCP).
Observamos ainda algumas obras onde o custo inicial na construção do pavimento de concreto mostrou-se ser menor em relação ao pavimento asfáltico. No caso de vias urbanas, a competitividade do pavimento rígido em custo inicial ou de construção é uma realidade já há algum tempo, conforme mostra a obra da Av. Presidente Faria, em Curitiba, executada em 1995. Naquela época, o custo de construção do pavimento de concreto ficou 40% mais barato do que a alternativa inicialmente prevista.
Custo Social
É importante salientar o valor total investido na malha rodoviária, ou seja, o custo não é somente o custo de construção, manutenção e operação da rodovia, mas também o custo social, aqueles que correspondem aos custos do usuário, relacionados a acidentes, tempo de viagem, poluição e custo operacional dos veículos.
A condição das rodovias influi muito no custo operacional dos veículos, ou seja, no custo de manutenção. O índice de irregularidade promoverá o aumento de manutenções nos veículos que circularem nela.
A pavimentação rígida tem uma variação muito pequena no decorrer de sua utilização, portanto os custos para manutenções dos veículos cairiam bastante se só trafegassem em rodovias executadas em concreto. Essa redução no custo operacional dos veículos é claramente mostrada pelo Prof. Elippe A. A. Domingues, da USP, em seu trabalho “O pavimento de concreto na redução do Custo Brasil”. Segundo Domingues, “o Custo Operacional dos Veículos (COV) pode atingir até 8 a10 vezes o custo suportado pela Agência (Órgãos Públicos e Concessionários)”.
O Brasil é um país rodoviário, pois o transporte rodoviário compreende a movimentação de 95% dos passageiros e 60% das cargas transportadas. É importante se atentar para redução desse custo. A nossa malha viária tem aproximadamente 1.700.000 km de extensão, sendo que somente cerca de 165.000 km são pavimentados, isso significa, menos de 10%. Do total pavimentado, o pavimento de concreto corresponde a 2,4% (DNIT, 2011)
De acordo com Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada, IPEA, as más condições das nossas vias geram grade custo social, o que pode ser visto pelos seguintes números:
a) elevam em até 38% os custos dos fretes.
b) para cada R$ 1,00 investido em rodovias há uma redução de R$ 3,00 no custo operacional dos veículos;
c) Elevação de 38% nos custos operacionais dos veículos;
d) Aumento de até 58% no consumo de combustíveis;
e) Incremento de até 50% no índice de acidentes;
f) Aumento de até 100% nos tempos de viagem.
Ainda segundo a ABRAMET (Associação Brasileira de Medicina de Tráfego) os acidentes de trânsito no Brasil geram as seguintes estatísticas:
a) causam 45 mil mortes por ano, aproximadamente, com cerca de 500.000 feridos, dos quais se estima que 100.000 fiquem com lesões permanentes;
b) é o 2º maior problema de saúde pública do país, só perdendo para os homicídios
c) representam a 6ª causa de internações hospitalares (ocupam cerca de 70%dos leitos de traumatologia dos hospitais, segundo o NHTRANS), sendo que o tratamento dos feridos consome cerca de 13% do orçamento do Sistema Único de Saúde;
d) O Custo Brasil estimado dos acidentes de trânsito é de cerca de US$ 15 bilhões por ano.
Método Construtivo
Pavimentação em concreto armado
O processo executivo da pavimentação rígida basicamente compreende quatro etapas: lançamento do concreto, distribuição e adensamento; nivelamento e acabamento; corte das juntas e cura e secagens como podem ver nas ilustrações a seguir:
Base
A pavimentação em concreto armado deverá ser executada após uma sub-base dimensionada para suportar o carregamento transferidos pelas placas de concreto do pavimento.
Forma do Pavimento
Sob a sub-base será executada a forma do pavimento, em forma de quadros, tipo xadrez, as dimensões podem variar de acordo com cada projeto. Conforme figura14.
Juntas de dilatação
Um fator muito importante na execução da pavimentação em concreto é a execução de juntas de dilatação, essas juntas servem para permitir dilatação ou retração do concreto, tanto em relação à variação de temperatura quanto em relação à incidência de cargas. De todo sistema construtivo, certamente, os maiores problemas ocorrem nessas juntas, onde quase sempre aparecem patologias. Portanto, é uma etapa que merece muita atenção na hora da execução.
Essas juntas deverão ser previstas na execução da forma, que poderão ser de dois tipos: juntas de retração ou dilatação, que ocorrem nas ligações entre as placas ou juntas de encontro, que ocorrem sempre que uma placa encontra pilares ou paredes. Podemos observar o detalhe da execução das juntas na figura 15.
Armadura
Armação do pavimento poderá ser feita com malha de aço ou barras soltas, caso necessite de barras de transferência a formas deverão ter furos previstos para a passagem das barras, conforme mostra a figura 16 abaixo:
Concretagem
Na concretagem deverão ser previstas mestras em pontos intermediários para Orientação do espalhamento do concreto e deverá ser executada em quadros alternados, conforme figura 17 e 18.
A distribuição do concreto é feita com rolos de alumínio ou enxadas, dependendoda espessura do concreto. O espalhamento é feito com réguas vibratórias deslizantes apoiadas nas mestras ou nas formas laterais. O adensamento e feito com as próprias réguas ou se necessário com vibradores de imersão. O acamamento final é feito com uma acabadora de superfície em madeira ou alumino em movimento de vai e vem para ser removidos excessos de água e argamassa da superfície. Conforme figuras 19 e 20.
Cura
A cura se inicia em poucas horas após a concretagem, após aplicação de produto químico especifico, deve-se proteger o pavimento contra ação do tempo por no mínimo sete dias.
Análise de Custos: Pavimento Rígido x Pavimento Flexível
A análise de custo entre o pavimento rígido e flexível será feito mediante as Planilhas orçamentárias dos preços unitários.
Diferença de espessuras entre as duas pavimentações
Composição de Custo Pavimentação Asfáltica
Composição de Custo Pavimentação Rígida
Resultados
Apesar de inicialmente a pavimentação flexível se mostrar mais econômica, a mesma acaba sendo mais cara que a rígida, pois a durabilidade do asfalto é de no máximo 10 anos, enquanto a de concreto é de no mínimo 20 anos.
REFERENCIAS
1. https://www.betuseal.com.br/entenda-significa-pavimentacao/
2. http://asfaltodequalidade.blogspot.com/2013/01/concreto-x-asfalto.html
3. http://viasconcretas.com.br/tecnologia/pavimento-de-concreto/
4. https://www.nucleodoconhecimento.com.br/engenharia-civil/pavimento-de-concreto
5. MEAN,Angélica; ANANIAS,Renata; e OLIVEIRA,Viviane ; Artigo cientifico ; PAVIMENTAÇÃO RÍGIDA ; Universidade São Francisco ; 2011.