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Planejamento e Execução de Obras Viárias Histórico da Pavimentação Situação Atual Pavimentos: Rígidos e Flexíveis Estruturas dos Pavimentos Profa Me. Cíntia C. Schultz, março de 2019. Planejamento e Execução de Obras Viárias Histórico da Pavimentação Breve Histórico da Pavimentação ➢ Percorrer a história da pavimentação nos remete à própria história da humanidade, passando pelo povoamento dos continentes, conquistas territoriais, intercâmbio comercial, cultural e religioso, urbanização e desenvolvimento. ➢ As técnicas de pavimentação evoluíram e sempre evoluirão com os meios de transporte terrestre. Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). Os veículos com rodas de madeira necessitavam de superfícies revestidas. Civilizações: - Mesopotâmia - Egito - Babilônia - China - Índia - Incas, Maias e Astecas Antigüidade Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). Uma das mais antigas estradas pavimentadas implantadas não se destinou a veículos com rodas, mas a pesados trenós destinados ao transporte de cargas elevadas. EGITO Para construção das pirâmides (2600-2400 aC), vias com lajões justapostos em base com boa capacidade de suporte. Atrito era amenizado com umedecimento constante (água, azeite, musgo molhado). Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). ÁSIA - Estrada de Semíramis (600a.C.) – entre as cidades da Babilônia e Ecbatana; cruzava o Rio Tigre; transformou-se hoje em estrada asfaltada. - Estrada Real (500a.C.) – na Ásia Menor ligando Iônia (Éfeso) do Império Grego ao centro do Império Persa, Susa; concluída em 323 a.C (400 anos para concluir); 2840 km de extensão; 93 dias de percurso (30 km por dia). - À época de Alexandre, o Grande (anos 300a.C.), havia a estrada de Susa até Persépolis, passando por um posto de pedágio, as Portas Persas, possibilitando o tráfego de veículos com rodas desde o nível do mar até 1.800m de altitude. - Velhos caminhos da China (200a.C.) e Índia. - Destaque: Estrada da Seda, uma das rotas de comércio mais antigas e historicamente importantes devido a sua grande influência nas culturas da China, Índia, Ásia e também do Ocidente. Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). Antigüidade Os veículos com rodas de aço necessitavam de estruturas mais resistentes. Civilizações: –Grécia –Império Romano Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 IDADE MÉDIA ◼ A partir da queda do Império Romano (476d.C.), e durante os séculos seguintes, as novas nações européias fundadas perderam de vista a construção e a conservação das estradas. ◼ A França foi a primeira, desde os romanos, a reconhecer o efeito do transporte no comércio, dando importância à velocidade de viagem. Carlos Magno, no final dos anos 700 e início dos anos 800, modernizou a França e também no que diz respeito ao progresso do comércio por meio de boas estradas. ◼ Séculos X a XII de pouco cuidado com os Caminhos Reais da França; este descuido é uma das causas da decadência da Europa civilizada. Mudança significativa no reinado de Felipe Augusto (1180-1223), a partir do qual a França passa a ter novamente a preocupação de construir novas estradas e conservá-las. Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 AMÉRICA Império Inca (1400’s), Peru (Equador, Argentina, Bolívia, Chile) - O alemão Alexander Von Humboldt, combinação de cientista e viajante que durante os anos de 1799 e 1804 realizou expedições científicas por várias partes da América do Sul, qualifica as estradas dos incas como “os mais úteis e estupendos trabalhos realizados pelo homem” - Sistema viário avançado (pedestres e animais de carga); 30 a 40.000km; definiram a rede peruana de estradas. - A estrada do sol: Trechos de 1m até 16m de largura, presença de armazéns e refúgios espaçados ao longo da estrada, pontes, túneis, contenções, drenos, etc. - Império Maia (300’s AC), México – ligando centros, povoados e portos do mar; sacbeob – estradas brancas Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 PÓS-RENASCENÇA - Os ingleses, observando a forma como eram calçados os caminhos da França, conseguiram construir as vias mais cômodas, duráveis e velozes da Europa, o que foi importante para o progresso da indústria e comércio do país. - Já à época havia uma grande preocupação com diversos aspectos hoje sabidamente importantes de considerar para uma boa pavimentação: drenagem e abaulamento; erosão; distância de transporte; compactação; sobrecarga; marcação. - Nomes importantes: Tresaguet (França); Telford (Escócia) e McAdam (Inglaterra). Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 MacAdam (1756 - 1836) e Telford (1754 - 1834) ◼ Importância da compactação ◼ Estruturas mais leves ◼ Bases bem drenadas (Drenagem) ◼ Manutenção contínua (Manutenção) ◼ Estabilização granulométrica ◼ Revestimentos mais confortáveis - cascalhos, paralelepípedos PÓS-RENASCENÇA Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 TELFORD Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 MACADAM Núcleo do Pavimento de Macadam Histórico Brasileiro ◼ 1560 – Caminho do Mar – ligação São Vicente – Piratininga recuperada em 1661 como Estrada do Mar em 1790 vira Calçada de Lorena ◼ 1792 – Estrada Santos - São Paulo: lajes de pedra ◼ 1726 – Caminho do Ouro – Minas ao Rio – Resquícios em Parati e várias outras cidades. Também chamada Estrada Real (Estrada Velha de Parati e Nova que vai para o Rio de Janeiro) ◼ 1865 – Estrada de rodagem União e Indústria (144km) ligando Petrópolis a Juiz de Fora (foto) – primeira estrada a usar macadame como base/revestimento no Brasil. Até aqui era usual o calçamento de ruas com pedras importadas de Portugal. Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). Caminho do Mar no Século 20 Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). Caminho do Ouro (1726) – Minas – Parati Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). Estrada Real Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). União Indústria Bernucci, et al 2008 (obtida das notas de aula do Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010). ERA MODERNA ◼ Século XIX (1ª Metade): Ferrovias ◼ Século XIX (2ª Metade): Goodyear (pneus), Dumlop (vulcanização), Daimler (motor), 1890 - Penhard / Lassar - automóvel de benzina ◼ Século XX: (Evolução Tecnológica do automóvel) ◼ 1905: Asfalto ◼ 1909: Placas CCP ◼ 1920: HRB ◼ 1940: USACE ◼ 1950: WASHO ◼ 1960: AASHO → Manuais 66/72/86/93/2000 ◼ 1982: PICR → (HDM) ◼ –1993: SHRP Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Histórico Brasileiro ◼ 1906 – Calçamento asfáltico em grande escala na cidade do Rio de Janeiro – CAN (Trinidad) - Prefeito Rodrigues Alves ◼ 1913 – Rodovia Santos - São Paulo ◼ 1922 – Estrada Rio - Petrópolis – Pavimento de concreto ◼ Malha ferroviária brasileira: 3.000km ◼ 1937 – Criação do DNER ◼ 1942 – Contato com engenheiros norte-americanos que construíram pistas de aeroportos e estradas de acesso durante a 2ª Guerra Mundial (Belém, Fortaleza, Natal, Recife, Maceió e Salvador) - CBR ◼ 1942 – 1.300km de rodovias pavimentadas, uma das menores extensões da América Latina ◼ 1945 – Rodovia Rio - Bahia ◼ 1950 – Pavimentação da Rio - São Paulo (Dutra): Sem estudo geotécnico, com espessurasconstantes de 35cm (20cm de base de macadame hidráulico e 15cm de um revestimento de macadame betuminoso por penetração dosado pela regra “a quantidade de ligante é a que o agregado pede”. ◼ Melhoria das estradas vicinais ◼ 1959 – Criação da Associação Brasileira de Pavimentação (ABPv) ◼ 1960 – Fim do Governo de Juscelino Kubischek- criação de Brasília – Estradas radiais e Plano Nacional de Viação ◼ Malha ferroviária totalizava 38.000km Histórico Brasileiro Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 ◼ 1964 – Alguns projetos de pavimentação do Governo militar: Transamazônica e Ponte Rio – Niterói ◼ 1986 – 95.000km de rodovias pavimentadas: 45.000km federais e 50.000km estaduais e municipais ◼ 1988 – 140.000km de rodovias pavimentadas (maior extensão da América Latina) ◼ Malha ferroviária: 30.000km ◼ 1996 – Início do programa de concessões ◼ 2002 – 165.000km de rodovias pavimentadas (55.000km federais) 1.600.000km de rodovias não pavimentadas (federais, estaduais e municipais) Histórico Brasileiro Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 ◼ Malha ferroviária: 29.000km ◼ 2005 - 190.000km de rodovias pavimentadas (55.000km federais) - 1.700.000km de rodovias não pavimentadas (federais, estaduais e municipais) - Malha ferroviária: 25.000km - Produção de Asfalto: 1.300.000 t/ano Histórico Brasileiro Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Planejamento e Execução de Obras Viárias Situação atual SITUAÇÃO ATUAL ? http://pesquisarodovias.cnt.org.br/ Realizada desde 1995, a Pesquisa CNT de Rodovias – iniciativa conjunta da Confederação Nacional do Transporte (CNT), do Serviço Social do Transporte (SEST) e do Serviço Nacional de Aprendizagem do Transporte (SENAT) – tem sido um instrumento valioso para a tomada de decisões, tanto para os caminhoneiros autônomos e as empresas quanto para investidores e gestores públicos do setor de transporte. Nesta sua 21ª edição, a Pesquisa CNT de Rodovias expandiu a sua abrangência ao percorrer 105.814 quilômetros de rodovias asfaltadas em todo o país para avaliar a evolução qualitativa da malha rodoviária e indicar necessidades de investimentos na malha à disposição da sociedade. http://pesquisarodovias.cnt.org.br/ Matriz de transportes (cargas) Dutoviário 5% Rodoviário 60% Ferroviário 20% Aquaviário 13% Aeroviário 2% Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Estado geral das rodovias brasileiras Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Estado geral das rodovias brasileiras Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Estado geral das rodovias brasileiras Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Estado geral das rodovias brasileiras Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Estado geral das rodovias brasileiras Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 O cenário pós- concessão Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Desenvolvimento Econômico e Infraestrutura 100 1000 10000 100000 100 1.000 10.000 100.000 Paved Road Density (km/mil pop) P IB p e r c a p it a ($ /h a b .) Fonte: Queiroz e Gautam (1992) Dados de 98 países Brasil: US$ 7.500/capita 1.100 Km/106 hab. Densidade da rede rodoviária pavimentada (km/1.000.000 hab.) Enquanto isso... Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Fonte: CNT, 2017 Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Problemas x Oportunidades ➢ Ausência de planejamento estratégico. ➢ Falta de estabelecimento de prioridades na infraestrutura. ➢ Escassez de recursos e ausência de planejamento de gastos. ➢ Excesso de carga. ➢ Competência técnica x interesses estratégicos x conveniências políticas. Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Necessidades ➢ Novas obras: malha rodoviária extensa a pavimentar, duplicações e novas rodovias. ➢ Manutenção: malha rodoviária pavimentada deve ser mantida para preservação do patrimônio e dos atributos de serviço. Notas do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Planejamento e Execução de Obras Viárias Pavimentos: Rígidos e Flexíveis Estruturas dos Pavimentos Pavimento ➢ Estrutura de múltiplas camadas de espessuras finitas, construída sobre a superfície final de terraplenagem. Fonte: Prof. Marcus V. Ignácio, 2017 Pavimento ✓ Desempenho do pavimento - Vocação técnica e econômica de resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima. - Propiciar aos usuários condições adequadas de trafegabilidade e rolamento com conforto, segurança e economia. - Atendimento ao transporte de pessoas e mercadorias. ✓ Requisitos de desempenho do pavimento - Resistência aos esforços verticais e horizontais oriundos do rolamento, da aceleração, da frenagem, da força centrífuga em curvas e das variações climáticas. - Durabilidade para atender à vida útil da via sem comprometimento da estrutura. - Regularidade longitudinal e transversal. Fonte: Prof. Marcus V. Ignácio, 2017 PAVIMENTO COMO ESTRUTURA Característica Principal: "COMPLEXIDADE“ – Número de variáveis (materiais, carga, fundação, clima, NA) – Circunstâncias variáveis – Sensibilidade à intemperização e degradação da superfície Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 COMPARAÇÃO ENTRE ESTRUTURAS ESTRUTURA PRÉDIO BARRAGEM PAVIMENTO 1. Área do Terreno Pequena Grande (concentrado) Muito grande (10 x 0,5 x L) 2. Investimento / m² Alto Alto Baixo (Invest. total muito alto) 3. Coef. Segurança (quanto ao cisalhamento) Alto Relativa / baixos Baixos e Indefinidos (Trat. empíricos / estatísticos) 4. Cond. Ambientais (NA e CLIMA) Irrelevante NA Relevante Clima – irrelevantes Preponderante (solo saturado ou hot) 5. Vida Útil Longa (+100 anos) Longa e Indefinida (tempo de recorrência) Curta (10 a 20 anos) 6. Estudo Geotécnico de Fundações Sondagem a Percussão (in situ) Pormenorizados Sond. Pá e Picareta (até 1,5m. abaixo do greide), exceção para solos moles 7. Cargas Estáticas e bem definidas Estáticas e bem definidas Dinâmicas, variáveis e estimadas (efeito destrutivo variável) Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Terminologia e classificação ✓ Conforme seu comportamento estrutural - Pavimentos rígidos (concreto de cimento Portland) - Pavimentos flexíveis (asfálticos) Rígido ou Flexível ? Flexível Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Pavimento de blocos pré-moldados de cimento Materiais de base, sub-base e reforço de subleito http://ipr.dnit.gov.br/normas-e-manuais/ Diferenças das estruturas Distribuição dos esforços Livro: Pavimentação Asfáltica (2008) PAVIMENTO FLEXÍVEL 1 - A carga se distribuí em parcelas proporcionais à rigidez das camadas 2 - Todas as camadas sofrem deformações elásticas significativas 3 - As deformações até um limite não levam ao rompimento 4 - Qualidade do SL é importante pois é submetido a altas tensões e absorve maiores deflexões Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Revestimento Asfáltico As camadas de base, sub- base e reforço do subleito são de grande importância estrutural nos pavimentos asfálticos Limitar as tensões e deformações na estrutura do pavimento asfáltico por meio da combinação de materiais e espessuras das camadas constituintes, é o objetivo do Projeto Estrutural (Dimensionamento) Ilustração do sistema de camadas de um pavimento e tensões solicitantes Bernucci et al (2008) PAVIMENTO RÍGIDO 1 - Placa absorve maior parte das tensões 2 - Distribuição das cargas faz-se sobre uma área relativamente maior 3 - Pouco deformável e mais resistente à tração 4 - Qualidade de SL pouco interfere no comportamento estrutural Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 PAVIMENTO RÍGIDO Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 SUB-BASE (SB) - Pouca contribuiçãoEstrutural - Controle de bombeamento / expansão / contração CCP - Concreto de Cimento Portland (BASE (B) e REVEST. (R) ) Pavimentos rígidos Pavimento de concreto-cimento (corte longitudinal) Bernucci et al (2008) Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Pavimentos rígidos - Revestimento = placa de concreto de cimento Portland. - Nesses pavimentos a espessura é fixada em função da resistência à flexão das placas de concreto (rejuntadas entre si) e das resistências das camadas subjacentes. - As placas podem ser armadas ou não com barras de aço (a depender da resistência necessária e da espessura das placas). - A camada subjacente é usualmente definida como sub-base, pois a qualidade do material dessa camada é equivalente àquela das camadas de sub-base de pavimentos asfálticos. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Pavimentos rígidos (vantagens) - Pelas suas características, o pavimento rígido, se bem projetado e bem construído, tem vida mais longa e maior espaçamento entre manutenções quando comparado ao pavimento flexível. - Oferece resistência ao efeito solvente dos combustíveis, como o óleo diesel e o querosene dos aviões. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Pavimentos flexíveis - Revestimento = mistura de agregados e ligantes asfálticos. - Revestimento asfáltico = camada de rolamento + por camadas intermediárias ou de ligação (binder). - A estrutura de pavimento asfáltico se apoia sobre o subleito, plataforma resultante da terraplenagem. Pavimento asfáltico (corte longitudinal) Bernucci et al (2008) Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Pavimentos flexíveis (vantagens) - Adaptação a eventuais recalques do subleito. - Rapidez de execução e liberação do tráfego. - Reparos rápidos e fáceis. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Nos pavimentos asfálticos, estão em geral presentes camadas de base, de sub-base e de reforço do subleito). A depender da carga de tráfego e da disponibilidade de materiais, algumas camadas podem ser suprimidas. Pavimentos flexíveis Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Exemplos de estruturas típicas de pavimentos asfálticos Bernucci et al (2008) Bernucci et al (2008) Exemplos de estruturas típicas de pavimentos asfálticos Bernucci et al (2008) Exemplos de estruturas típicas de pavimentos asfálticos Bernucci et al (2008) Exemplos de estruturas típicas de pavimentos asfálticos Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Materiais de base, sub-base e reforço de subleito ✓ Materiais granulares - Não possuem coesão - Não resistentes à tração (exceto solos muito coesivos, garantida pela fração fina). - Trabalham sobretudo a esforços de compressão. ✓ Materiais estabilizados com cimento (cimentados) - Acréscimo de elemento aglomerante (ligante): cimento ou cal - aumentar a rigidez que o material natural não possui. - Melhor desempenho frente aos esforços de compressão, sobretudo, frente aos esforços de tração. ✓ Materiais asfálticos - Materiais mais coesos. - Coesão é garantida por um ligante asfáltico que traz, dentre várias ganhos, uma resistência aos esforços de tração bastante superior à dos solos argilosos. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 ✓ Flexíveis Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 ✓ Rígidos Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 MATERIAIS GRANULARES Definição Camadas estabilizadas granulometricamente Camada de material constituído por solo, mistura de vários tipos de solos, mistura de solo e materiais pétreos ou produtos totais de britagem que atendem determinadas faixas granulométricas e demais parâmetros preconizados nas especificações. Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Brita graduada simples (BGS) ✓ Um dos materiais granulares mais largamente utilizados como camada de base e sub-base, introduzido no país na década de 1960, época em que houve expressivo crescimento da malha rodoviária. ✓ Consiste em um material com distribuição granulométrica bem-graduada, com diâmetro máximo dos agregados não excedendo 38 mm. Sendo mais usuais diâmetros nominais menores (25 mm ou 19 mm). ✓ Poucos finos passantes na peneira 200 (0,075 mm), sendo em geral este percentual entre 3% a 9%, o que confere bom intertravamento do esqueleto sólido, adequado para suportar os esforços de compressão. ✓ Índice CBR da ordem de 60%, sendo em alguns casos de tráfego elevado superior a 80%. ✓ Módulo de resiliência entre 200 e 400 MPa, a depender da natureza dos agregados e do estado da compactação. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Brita Graduada Simples (BGS) Bernucci, et al (2008) Brita Graduada Simples (BGS) Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Brita Graduada Simples (BGS) Normativas: DNIT EM – 035 DNIT ES – 139 (sub-base) DNIT ES – 141 (base) ✓ Transportada desde usinas dosadoras por meio de caminhões basculantes. ✓ Distribuição feita por vibro acabadora ou moto niveladora. ✓ Compactação é feita por rolos de pneus ou rolos lisos, com vibração. Devendo ser realizada logo após o espalhamento, para não perder a umidade. ✓ Em uso como base de pavimentos, emprega-se uma imprimação impermeabilizante de asfalto diluído, ou outro ✓ material similar. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Transporte do material Transporte do material Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Brita Graduada Simples (BGS) Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Brita Graduada Simples (BGS) Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Macadame Hidráulico e Macadame Seco ✓ Um dos materiais mais empregados nas primeiras rodovias brasileiras, com base na experiência inglesa de MacAdam, do início do século XIX. ✓ Trata-se de camada granular comporta por agregados graúdos, naturais ou britados, cujos vazios são preenchidos em pista por agregados miúdos e aglutinados pela água, no caso específico do macadame hidráulico. A estabilidade é obtida pela ação mecânica enérgica de compactação. ✓ Os agregados graúdos devem ser duros, limpos e duráveis, livres de excesso de partículas lamelares ou alongadas, macias ou de fácil desintegração, sem outras contaminações prejudiciais. ✓ Agregados graúdos nominais de grande dimensão: 100, 75 ou 63 mm, a depender da espessura da camada. Escolhe-se o diâmetro máximo que corresponda de 1/3 a ½ da espessura final da camada. ✓ DNER-ES 316 e DNER-ES 152. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Macadame Hidráulico Macadame Hidráulico (foto: Nogami, década de 1950, Rodovia Pres. Dutra) Macadame Hidráulico e Macadame Seco Macadame Hidráulico e Macadame Seco ✓ Materiais distribuídos em pista, sendo depositados os agregados graúdos em primeiro lugar, seguidos de compactação por rolo liso. ✓ Preenchimento dos vazios pelos agregados miúdos, seguido de compressão por rolo liso. O espelhamento deste material de enchimento se dá por meio de moto niveladora e será seguida de irrigação, no caso do macadame hidráulico. ✓ Os agregados miúdos e a água (no macadame hidráulico) se infiltram nos vazios e travam o esqueleto sólido. ✓ Esta solução apresenta melhor impermeabilidade do que a BGS devido ao diâmetro dos agregados e ao processo construtivo. Outrossim, apresenta alta resistência e baixa deformabilidade. ✓ No caso do macadame seco, não há o uso da água para preenchimento dos vazios e os agregados têm diâmetros bastante significativos, podendo chegar a 5”. Notas de aula do ProfMarcus V. Ignácio, 2017 Macadame Hidráulico e Macadame Seco Macadame Hidráulico e Macadame Seco Macadame Seco Macadame Seco Solo-agregado ✓ Materiais componentes: ✓ agregados (brita, seixo, laterita, cascalho, areia, escória etc.) ✓ solo ✓ água ✓ Em geral, misturas de solo:agregado na proporção de 20%:80%, 30%:70% ou até 50%:50% em peso. ✓ O Módulo de Resiliência destas misturas dependem da porcentagem de cada componente. Variam de 100 a 500 MPa em geral. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Solo-agregado ✓ Materiais podem ser misturados em usinas, ou em pista com pá carregadeira, e homogeneizados com arados ou grade de discos. ✓ Compactados por rolo liso ou pé-de-carneiro, dependendo do tipo de solo e de sua porcentagem na mistura. Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Solo-agregado Solo-agregado Solo Arenoso Fino Laterítico Materiais componentes: → solo natural de classificação L (comportamento laterítico) na classificação MCT (Nogami e Villibor, 1981); → água. Solo é distribuído, acrescentada água com caminhão pipa, se necessário, destorroado com grade de discos e homogeneizado; em seguida compactado com rolo pé-de-carneiro, liso ou pneumáticos, dependendo do tipo de material. Se umidade for elevada, aguarda-se a perda de umidade, e usa-se grade de discos para homogeneizar e compacta-se em seguida. ▪Índice de Suporte Califórnia muito variável e dependente do tipo de graduação. ▪Módulo de Resiliência varia geralmente em torno de 100 a 500 MPa. Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Bernucci et al (2008) Fonte: Bernucci et al (2008) Outros Materiais Granulares Rachão são agregados de grande dimensão empregados principalmente como recurso de aumento da capacidade de suporte de subleitos. Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Os agregados reciclados de resíduo sólido de construção civil são materiais resultantes da seleção e britagem de “entulho” da construção e demolição. Podem ser empregados como camada de reforço do subleito, sub- base e em algumas situações como base de pavimentos. Outros Materiais Granulares Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Outros Materiais Granulares Resíduo de construção e demolição Notas de aula do Prof Marcus V. Ignácio, 2017 Escória são resíduos da fabricação do ferro (escória de alto- forno) ou do aço (escória de aciaria). Podem ser empregados como agregados, sendo que as de aciaria podem ser expansivas, dependendo do tempo de estocagem deste materiais. Outros Materiais Granulares Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 MATERIAIS COM ASFALTO Materiais com adição de asfalto ◼ Solo-asfalto ou solo-emulsão é um recurso pouco utilizado no Brasil. Pode ser misturado em usina ou pista. Em geral empregado como base de vias de baixo-volume de tráfego. ◼ O Macadame Betuminoso é mais empregado em obras municipais, servindo como revestimento asfáltico em geral, passando a constituir base após recebimento de camada de revestimento asfáltico. É uma base feita em pista, com adição de ligante asfáltico diretamente nos agregados. ◼ As bases asfálticas de elevado módulo são muito empregadas para tráfego pesado na Europa e recentemente nos Estados Unidos. São bases com graduação muito bem-graduada e uso de ligante asfáltico duro, resultando em módulo de resiliência elevado. Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Solo-asfalto Base de pavimento de solo- emulsão após mais de 20 anos de uso, revestido de TS estrada estadual RJ Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Materiais Cimentados ou rígidos ou estabilizados quimicamente Materiais Cimentados ou rígidos ou estabilizados quimicamente → Brita graduada tratada com cimento → Solo-cimento → Solo-cal → Solo-cal-cimento → Solo-brita com cimento → Concreto rolado (concreto compactado a rolo) Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Brita graduada tratada com cimento (BGTC) Materiais componentes: ✓ brita graduada simples (faixa especificada) ✓ cimento: 3 a 5% em relação ao peso seco ✓ água - Dosados e homogeneizados em usina. - A distribuição do material é feita preferencialmente por vibro acabadora. - A compactação é feita por rolos liso, com vibração ou não, seguida de pneus; deve ser realizada logo após espalhamento. - Módulo de Resiliência entre 6.000 a 12.000 MPa Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Brita graduada tratada com cimento (BGTC) Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Solo-Cimento Materiais componentes: → solo (de preferência mais arenoso tipo A2 ou solo com fração de finos passantes na peneira 200 menor que 35%) → cimento: em geral superior a 5% em relação ao peso seco → Água Dosados e homogeneizados preferencialmente em usina ou em pista. • A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados (espessura e largura adequadas). • A compactação é feita por rolos pé-de-carneiro ou lisos, devendo ser realizada logo após espalhamento devido à rapidez de reação de hidratação do cimento. • Em geral são necessárias duas semanas de cura antes da camada ser sujeita ao tráfego. Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Solo-Cimento Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Solo-Cimento Solo-Cimento Solo-Cimento Solo-Cimento Materiais componentes: → solo areno-argiloso ou silto-argiloso, de preferência → cal hidratada: em geral superior a 4% em relação ao peso seco → água Solos argilosos são tratados com cal para melhorar sua trabalhabilidade. Dosados e homogeneizados em usina, preferencialmente, ou em pista. A distribuição do material é feita por distribuidor de agregados (espessura e largura adequadas); A compactação é feita por rolos lisos; deve ser realizada após espalhamento. Solo-Cal Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Solo Arenoso com Cal Fonte: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade, UFPR, 2010 Referências bibliográficas ANDRADE, Mário Henrique Furtado Andrade. Notas de aula: Introdução à Pavimentação. UFPR, 2010. BERNUCCI, Liedi Légi Bariani et al. Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: Petrobrás, 2008. 501p. IGNÁCIO, Marcus Vinicius. Notas de aula: Introdução à Pavimentação. UAM, 2017. QUEIROZ, Cesar e GAUTAM, Surhid. Road Infrastructure and Economic Development – Some Diagnostic Indicators. Washington, 1992. Disponível em http://documents.worldbank.org/curated/en/383071468739248249/pdf/multi- page.pdf
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