Implantação e recuperação de pavimentos de concreto nas paradas de ônibus em vias urbanas de...

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

LUIS GUSTAVO CORAIOLA

TIAGO LOPES KOERICH

VICTOR SIVIERO GIUBLIN

IMPLANTAÇÃO E RECUPERAÇÃO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO NAS

PARADAS DE ÔNIBUS EM VIAS URBANAS DE CURITIBA

CURITIBA

2010


TIAGO LOPES KOERICH




Trabalho final de curso apresentado como

requisito parcial à obtenção do grau de

Engenheiro Civil, do Curso de Engenharia Civil

do Setor de Tecnologia da Universidade Federal

do Paraná.

Orientador: Prof. Mário Henrique F. Andrade

CURITIBA

2010

TERMO DE APROVAÇÃO


TIAGO LOPES KOERICH




Trabalho final de curso aprovado como requisito parcial para obtenção do grau de

Engenheiro Civil do curso de Engenharia Civil do Setor de Tecnologia, da

Universidade Federal do Paraná, pela seguinte banca examinadora:

Orientador: Prof. Mário Henrique Furtado Andrade

Departamento de Transportes, UFPR

Prof. Djalma Rocha Al-Chueyr Martins Pereira


Prof. Camilo Borges Neto


Curitiba, 1º de Julho de 2010.

AGRADECIMENTOS

Ao Professor Mario Henrique Furtado Andrade, pela atenção, senso crítico,

amizade e orientação.

A AFIRMA ENGENHARIA VIÁRIA pelo apoio irrestrito para o êxito deste

trabalho.

A ABCP – Associação Brasileira de Cimento Portland, em especial ao

Engenheiro Carlos Roberto Giublin.

A ENGEMIN ENGENHARIA E GEOLOGIA, por disponibilizar os dados

necessários a este estudo.

Aos colegas da Universidade Federal do Paraná, o agradecimento sincero

pela ajuda e respeito profissional.

A Deus, fonte maior da nossa existência.

“O sucesso é ir de fracasso em fracasso sem perder entusiasmo.” (Winston Churchill)

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1: Distribuição das tensões. .......................................................................... 17

Figura 2: seções típicas de pavimentos .................................................................... 17

Figura 3: Placa de concreto simples ......................................................................... 21

Figura 4: Placa de concreto simples com barras de transferência ........................... 22

Figura 5: Placa de concreto simples com armadura dist. Descontinua .................... 22

Figura 6: Placa de concreto com armadura distribuída Contínua ............................. 23

Figura 7: Placa de concreto estruturalmente armado ............................................... 23

Figura 8: Placa de concreto protendido .................................................................... 24

Figura 9: Junta transversal de retração .................................................................... 28

Figura 10: Junta transversal de retração com barra de transferência ...................... 29

Figura 11: Junta longitudinal de articulação ............................................................. 29

Figura 12: Junta Longitudinal de articulação com barra de ligação .......................... 30

Figura 13: Barras de transferência de carga ............................................................ 31

Figura 14: Colocação das Formas metálicas ............................................................ 34

Figura 15: Lançamento e adensamento do concreto ............................................... 35

Figura 16: Operação de texturização com vassoura de nylon .................................. 35

Figura 17: Corte de junta com serra de disco diamantado ....................................... 36

Figura 18: Produto de cura química após 2 minutos de aplicação ........................... 38

Figura 19: Curva de fadiga ....................................................................................... 40

Figura 20: Formulário de cálculo de espessura pelo método PCA/84 ...................... 43

Figura 21: Fluxograma do processo apropriado e sistemático para a tomada de

decisões e seleção de estratégias de Reabilitação .................................................. 46

Figura 22: Anexo G da norma DNIT 060/2004-PRO ................................................ 59

Figura 23: Escala do ICP e seus respectivos conceitos, segundo a norma DNIT

062/2004-PRO .......................................................................................................... 62

Figura 24: Exemplo de reforço sem aderência entre as camadas ............................ 66

Figura 25: Exemplo de reforço com aderência parcial entre as camadas ................ 66

Figura 26: Exemplo de recapeamento com aderência total entre as camadas ........ 67

Figura 27: Detalhes de Execução de Reparos Profundos ou de Espessura Plena .. 69

Figura 28: Área a ser reparada após remoção e limpeza. ........................................ 70

Figura 29: Aplicação do epóxi e das barras de transferência. .................................. 70

Figura 30: Concretagem da placa de concreto ......................................................... 71

Figura 31: Exemplo da eficiência da transferência de carga .................................... 72

Figura 32: Demarcação com giz ............................................................................... 73

Figura 33: Retirada do concreto ............................................................................... 73

Figura 34: Posicionamento das barras de transferência ........................................... 73

Figura 35: Detalhe da inserção de barra de transferência ........................................ 74

Figura 36: Detalhes de Execução de Reparos em fissuras longitudinais e/ou juntas

longitudinais .............................................................................................................. 76

Figura 37: Aplicação de resina epóxi ........................................................................ 77

Figura 38: Posicionamento das barras ..................................................................... 77

Figura 39: Concretagem das Ranhuras .................................................................... 77

Figura 40: Aspecto final da fissura grampeada e selada .......................................... 78

Figura 41: Exemplo de selante que se solta com o tempo ....................................... 78

Figura 42: Serragem das juntas ............................................................................... 79

Figura 43: Resselagem das juntas ........................................................................... 80

Figura 44: Aspecto da via exclusiva após desalinhamento das estações na Av.

Marechal Floriano Peixoto. ....................................................................................... 85

Figura 45: Localização da Estação Moysés Marcondes ........................................... 86

Figura 46: Imagem de satélite da Estação Moyses Marcondes. .............................. 86

Figura 47: Exemplo do deslocamento das estações para ultrapassagem dos veículos

................................................................................................................................. 87

Figura 48: Defeitos nas placas de concreto. ............................................................. 92

Figura 49: Representação esquemática das placas a serem implantadas. .............. 99

Figura 50: Detalhamento da junta transversal e barra de transferência. ................ 101

Figura 51: Detalhamento da laje de transição. ....................................................... 102

Figura 52: Recuperação das placas de concreto. .................................................. 103

Figura 53: Reparo de espessura plena, planta. ...................................................... 105

Figura 54: Reparo de espessura plena, corte AB ................................................... 105

Figura 55: Reparo de espessura plena, Detalhe 01 ............................................... 106

Figura 56: Reparo de espessura parcial, planta ..................................................... 106

Figura 57: Reparo de espessura plena, detalhe 01 ................................................ 107

Figura 58: Inserção de barras de transferência, planta .......................................... 107

Figura 59: Inserção de barras de transferência, detalhe 01 ................................... 108

Figura 60: Inserção de barras de transferência corte AA ....................................... 108

Figura 61: Grampeamento, planta .......................................................................... 109

Figura 62: Grampeamento, detalhe das ranhuras .................................................. 109

Figura 63: Grampeamento, elevação ..................................................................... 110

Figura 64: Imagem de satélite do segmento inspecionado ..................................... 118

Figura 65: Identificação de segmento do Acesso à Rua Wilson de França ............ 119

Figura 66: Fissura de canto .................................................................................... 128

Figura 67: Valores dedutíveis para defeitos na selagem de juntas ........................ 128

Figura 68: Fissuras lineares ................................................................................... 129

Figura 69: Grandes reparos existentes ................................................................... 129

Figura 70: Desgaste superficial .............................................................................. 130

Figura 71: Fissuras de retração plástica ................................................................. 130

Figura 72: Esborcinamento de juntas ..................................................................... 131

Figura 73: Curva para determinação do valor dedutível corrigido (VDC), para

pavimentos de concreto .......................................................................................... 131

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Relação das principais obras em Pavimento de concreto no Brasil. ........ 20

Tabela 2: Principais obras em pavimento de concreto em Curitiba. ......................... 21

Tabela 3: Descrições e prováveis causas dos defeitos em pavimentos rígidos. ...... 49

Tabela 3 – cont.: Descrições e prováveis causas dos defeitos em pavimentos rígidos.

................................................................................................................................. 50


................................................................................................................................. 51


................................................................................................................................. 52

Tabela 4: Ilustração dos tipos de defeitos ................................................................ 53

Tabela 4 – cont.: Ilustração dos tipos de defeitos ..................................................... 54

Tabela 4 – cont.: Ilustração dos tipos de defeitos ..................................................... 55

Tabela 4 – cont.: Ilustração dos tipos de defeitos. .................................................... 56

Tabela 5: Relação dos tipos de defeitos e suas respectivas técnicas de reparo ...... 65

Tabela 6: Tipos e severidade dos defeitos que requerem reparos profundos .......... 68

Tabela 7: Medidas de Abertura de Juntas para uma temperatura de 20ºC .............. 80

Tabela 8: Recomendações de valores para L e P em função do selante ................. 81

Tabela 9: Informações técnicas do ônibus bi-articulado. .......................................... 88

Tabela 10: Dados de tráfego na estação Moysés Marcondes .................................. 89

Tabela 11: Dados de tráfego para o período de projeto de 20 anos ........................ 90

Tabela 12: Número de repetições por classe de eixo ............................................... 90

Tabela 13: Defeitos por placa ................................................................................... 93

Tabela 14: Ilustração dos tipos de defeitos da Estação Moysés Marcondes ............ 94

Tabela 15: Dados de entrada para o cálculo da espessura pelo método PCA/84 .... 96

Tabela 16: Memorial de cálculo para uma espessura arbitrada de 22cm................. 97

Tabela 17: Memorial de cálculo para uma epessura arbritrada de 23cm ................. 98

Tabela 18: Espaçamento máximo das juntas transversais ..................................... 100

Tabela 19: Dimensões das barras de transferência ............................................... 100

Tabela 20: Soluções de reparo das placas de concreto ......................................... 104

Tabela 21: Ficha de Inspeção – Acesso à Rua Wilson de França, segmento 1 ..... 121




Tabela 25: Quadro Resumo de Inspeção de Pavimento Rígido. ............................ 125

Tabela 26: Fotos dos defeitos encontrados no Acesso à Rua Wilson de França ... 125

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 13 1.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................. 14 1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................. 14 1.3 APRESENTAÇÃO DO TRABALHO .................................................................... 15 2. REVISÃO DA LITERATURA ............................................................................... 16 2.1 PAVIMENTAÇÃO: CONCEITOS BÁSICOS E CLASSIFICAÇÃO ...................... 16 2.2 PAVIMENTO DE CONCRETO: PRINCÍPIOS DE PROJETO E CONSTRUÇÃO 19 2.2.1 Breve histórico dos Pavimentos de concreto ................................................... 19 2.2.2 Classificação de Pavimentos de Concreto ...................................................... 21 2.2.3 Materiais para a execução de pavimentos de concreto ................................... 24 2.2.3.1 Cimento Portland .......................................................................................... 24 2.2.3.2 Agregados .................................................................................................... 25 2.2.3.3 Água de amassamento ................................................................................. 25 2.2.3.4 Aditivos para concreto .................................................................................. 25 2.2.3.5 Aço ............................................................................................................... 26 2.2.3.6 Selantes ........................................................................................................ 26 2.2.4 Juntas .............................................................................................................. 27 2.2.4.1 Juntas transversais ....................................................................................... 28 2.2.4.2 Juntas Longitudinais ..................................................................................... 29 2.2.4.3 Selagem de Juntas ....................................................................................... 30 2.2.4.4 Barras de Transferência ............................................................................... 30 2.2.5 Procedimentos Executivos .............................................................................. 31 2.2.6 Dimensionamento pelo método da PCA/84 ..................................................... 38 2.2.6.1 Critério de ruptura por fadiga ........................................................................ 39 2.2.6.2 Critério de ruptura por erosão ....................................................................... 41 2.2.6.3 Procedimento de cálculo .............................................................................. 43 2.3 PROCESSO DE REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO ............. 44 2.3.1 Levantamento de dados do pavimento existente ............................................ 47 2.3.2 Avaliação da condição global do pavimento .................................................... 47 2.3.2.1 Avaliação das condições de superfície ......................................................... 48 2.3.2.2 Avaliação da condição estrutural do pavimento............................................ 56 2.3.2.3 Avaliação da condição funcional do pavimento ............................................ 57 2.3.3 Procedimento para inspeção visual de pavimentos de concreto ..................... 57 2.3.4 Procedimento para avaliação objetiva de pavimentos de concreto ................. 59 2.3.5 Procedimento para avaliação subjetiva de pavimentos de concreto ............... 61 2.3.6 Escolha da alternativa de reabilitação mais adequada .................................... 63 2.3.6.1 Reabilitação por meio de reforço no pavimento............................................ 65 2.3.6.2 Reabilitação por outros processos ................................................................ 67 2.4 TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO ............... 67 2.4.1 Reparos de espessura plena ........................................................................... 68 2.4.2 Reparos de espessura parcial ......................................................................... 71 2.4.3 Inserção de barras de transferência de carga (retrofit) .................................... 71 2.4.4 Reparos em fissuras e juntas longitudinais (grampeamento) .......................... 75 2.4.5 Resselagem de juntas e fissuras ..................................................................... 78 2.4.6 Estabilização de placas por meio de injeção ................................................... 82 3. ESTUDO DE CASO ............................................................................................. 84 3.1 INTRODUÇÃO.................................................................................................... 84

3.2 OBJETO DE ESTUDO ....................................................................................... 85 3.3 AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO ATUAL ................................................................. 87 3.3.1 Dados de Tráfego ............................................................................................ 87 3.3.2 Sondagens ...................................................................................................... 90 3.3.3 Avaliação da Condição de Superfície .............................................................. 91 3.3.4 Relatório Fotográfico ....................................................................................... 94 3.4 IMPLANTAÇÃO DAS PLACAS DE CONCRETO ............................................... 95 3.4.1 Dimensionamento das Placas de Concreto ..................................................... 95 3.4.2 Detalhes Construtivos .................................................................................... 100 3.5 RECUPERAÇÃO DO PAVIMENTO DE CONCRETO ...................................... 103 3.5.1 Soluções Indicadas ........................................................................................ 103 3.5.2 Detalhamento dos Reparos ........................................................................... 104 3.5.2.1 Reparo de Espessura Plena ....................................................................... 104 3.5.2.2 Reparo de Espessura Parcial ..................................................................... 106 3.5.2.3 Inserção de Barras de Transferência .......................................................... 107 3.5.2.4 Restauração de Fissuras ou Juntas Longitudinais ..................................... 108 REFERÊNCIAS ...................................................................................................... 114 APÊNDICE ............................................................................................................. 118 ANEXOS ................................................................................................................ 127

13

1. INTRODUÇÃO

O pavimento de concreto de cimento Portland foi amplamente utilizado até

o início da década de 50. Após o término da Segunda Guerra Mundial, ocorreu uma

queda nos preços do petróleo e um grande desenvolvimento tecnológico nas

refinarias. Estes dois fatores tornaram atraentes os preços dos derivados de

petróleo, viabilizando a utilização de pavimentos asfálticos, estimulando o meio

técnico a se qualificar na aplicação deste tipo de pavimento (PITTA, 1996).

O Pavimento de concreto é bastante aplicável em ruas e avenidas que

possuem intenso tráfego de veículos pesados e transporte de passageiros. Entre as

principais vantagens do pavimento de concreto de cimento portland estão a

durabilidade, baixo custo de manutenção comparado a utilização de pavimento

flexível, redução em 40% na distancia de frenagem, economia de energia elétrica,

deido a sua cor clara que proporciona maior reflexão da luz, e redução no consumo

de combustível pois diminui a inércia dos veículos, proporcionando uma redução na

resistência ao rolamento (ABCP, 2002)

É comum nos centros urbanos, em ruas e avenidas pavimentadas em

pavimento asfáltico que possuem intenso tráfego de ônibus, que haja um recorrente

problema de manutenção corretiva nos segmentos junto às paradas de ônibus.

Problemas como afundamento de trilha de rodas, escorregamentos, ondulações,

trincas e panelas, aparecem com freqüência trazendo uma série de inconvenientes,

tanto a setores do poder público quanto aos usuários. Quando se compara o

concreto com uma estrutura equivalente de pavimento asfáltico, principalmente em

locais como paradas de ônibus, que são o foco deste trabalho, o pavimento de

concreto apresenta uma boa solução técnica, obtendo melhor desempenho em

função do seu baixo custo de operação durante a sua vida útil, requerendo pouca

manutenção, além de diminuir as interferências na cidade com manutenção do

pavimento de vias de grande circulação, sendo por isso aplicado em pontos de

paradas e corredores de ônibus (RIVOIRE ,2009).

Diante da importância de se garantir as qualidades do pavimento rígido, é

fundamental o processo contínuo de avaliação e levantamento dos defeitos para

14

entre as técnicas de reabilitação apresentadas neste trabalho, optar-se pelas mais

adequadas para cada tipo de defeito.

1.1 OBJETIVO GERAL

Os estudos de reabilitação de pavimentos de concreto no Brasil são

incipientes, tendo por outro lado, ainda uma dificuldade a nível internacional na

determinação do desempenho desses pavimentos.

Deste modo, o objetivo geral deste trabalho se divide em duas vertentes no

estudo do pavimento de concreto, demonstrando além do dimensionamento deste

tipo de pavimento as técnicas de reabilitação para trechos já existentes.

1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Este trabalho busca apresentar técnicas de reabilitação para pavimentos de

concreto, relativamente recentes no Brasil, mas já bastante utilizadas em outros

países. Um objetivo específico do trabalho é efetuar o levantamento de defeitos

existentes nas placas de concreto que compõe os pontos de parada de ônibus

situados na cidade de Curitiba (Av. Paraná), apresentando as respectivas técnicas

de reabilitação e os procedimentos corretos para executá-las. Complementando este

assunto, o trabalho também demonstra o processo correto de implantação de

pavimentos de concreto, através do dimensionamento de placas de concreto pelo

método da PCA/84.

A aplicação destas técnicas no corredor de ônibus da Av. João Gualberto,

na cidade de Curitiba, permite demonstrar, na forma de Estudo de Caso, a

experiência da aplicação dos métodos de recuperação de pavimentos de concreto,

destacando-se as técnicas mais empregadas atualmente para estas situações.

15

1.3 APRESENTAÇÃO DO TRABALHO

No intuito de alcançar os objetivos propostos o trabalho foi organizado nos

seguintes capítulos:

O Capítulo 1 introduz o tema proposto e estabelece os objetivos e a

justificativa do trabalho

No Capítulo 2 encontra-se a revisão da literatura, onde são apresentadas as

definições e classificações dos pavimentos de concreto viários, seguidos do estudo

do método de dimensionamento, descrições dos métodos e processos de avaliação

das degradações de superfície, bem como sistemática para a tomada de decisões e

seleção de alternativas e técnicas de reabilitação.

O Capítulo 3 apresenta o Estudo de Caso, que se divide em um exemplo de

dimensionamento de pavimento de concreto e um exemplo de procedimento de

reparo de pavimento de concreto.

No Capítulo 4 são feitas as conclusões que o estudo proporcionou e as

devidas recomendações pertinentes ao trabalho.

O Apêndice deste estudo tem por objetivo exemplificar o cálculo do Índice

de Condição do Pavimento e assim, complementar o que foi abordado no capitulo 2,

mais especificamente no item 2.3.4 (Procedimento para avaliação objetiva de

pavimentos de concreto).

16

2. REVISÃO DA LITERATURA

2.1 PAVIMENTAÇÃO: CONCEITOS BÁSICOS E CLASSIFICAÇÃO

De acordo com a NBR 7207 da ABNT (Associação Brasileira de Normas

Técnicas), pavimento é a estrutura constituída sobre a terraplenagem, com as

seguintes funções:

a) Resistir e distribuir aos esforços verticais provenientes do tráfego;

b) Melhorar as condições de rolamento, quanto ao conforto e segurança;

c) Resistir aos esforços horizontais (desgaste superficial), tornando mais

durável a superfície de rolamento.

Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT (2006), de um modo geral

pode-se classificar os pavimentos quanto à estrutura em:

a) Flexíveis - Constituído de uma ou mais camadas de espessura finita, cujo

revestimento é do tipo betuminoso. As camadas sofrem deformações

elásticas significativas sob carregamento, e as cargas se distribuem em

parcelas semelhantes entre as camadas.

b) Rígidos - É o pavimento formado predominantemente por camadas que

trabalham sensivelmente a tração. O revestimento tem elevada rigidez em

relação às demais camadas, e absorve a maior parte das tensões sob

carregamento. Os mais usuais são os pavimentos de concreto de cimento

portland.

c) Semi-Rígidos - Quando há base cimentada por algum aglutinante com

propriedades cimentícias, mesmo que o revestimento seja flexível, tem-se

um pavimento que não entra em nenhuma das classificações acima.

Yoder e Witczak (1975) enfatizam que a principal diferença entre os

pavimentos flexíveis e rígidos é a maneira como estes distribuem as cargas sobre o

subleito. Os pavimentos rígidos tendem a distribuir as cargas em uma área

17

relativamente maior, devido à sua rigidez e alto módulo de elasticidade. Já nos

pavimentos flexíveis, ocorre uma concentração de tensões nos pontos de aplicação

das cargas.

Figura 1: Distribuição das tensões. (Fonte: ABCP, 1998)

Senço (1997) acrescenta que os pavimentos flexíveis comportam

deformações elásticas até certo limite sem ocasionar o rompimento da estrutura e

são dimensionados normalmente em função da compressão e da tração na flexão.

Enquanto os rígidos são pouco deformáveis e tendem a romper por tração na flexão.

A definição clássica, encontrada em Medina (1997) divide os pavimentos em

duas categorias principais: flexíveis (aqueles com revestimento betuminoso sobre

base granular ou solo estabilizado granulometricamente), e rígidos (constituídos por

placas de concreto). A partir desta definição simplificada, podem-se ilustrar as

seções de pavimentos flexíveis e rígidos de acordo com a figura 2:

Figura 2: seções típicas de pavimentos rígidos (a) e flexíveis (b). Fonte: (PETROBRAS, 2006)

18

As camadas constituintes do pavimento são caracterizadas da seguinte

forma, de acordo com o Manual de Pavimentação do DNIT (2006):

a) Subleito: é o terreno de fundação do pavimento, ou seja, a camada final

de terraplanagem.

b) Regularização: Camada de espessura irregular, constituída sobre o

subleito destinada a conformar o leito da via, longitudinal e

transversalmente. Compreendem cortes e aterros de até 20 cm, bem

como as operações de escarificação, irrigação, aeração e compactação,

dentro dos limites especificados, com material do próprio subleito ou de

jazidas previamente determinadas.

c) Reforço do subleito: Camada de espessura constante, construída quando

necessário. É determinada pelo dimensionamento do pavimento e

constituída de materiais provenientes de jazidas ou de empréstimos com

CBR e expansão mínima determinados. Estes materiais têm

características superiores as do subleito.

d) Sub-base: Camada complementar a base, é construída quando não é

tecnicamente ou economicamente recomendável construir a base

diretamente sobre a regularização ou reforço do subleito.

e) Base: Tem como função receber, transmitir e distribuir os esforços

verticais oriundos do tráfego, às camadas subjacentes.

f) Revestimento: Camada impermeável tanto quanto possível, que recebe

diretamente as ações do tráfego e destina-se a melhorar a superfície de

rolamento, tanto para segurança quanto para o conforto do usuário. É,

portanto a camada mais nobre do pavimento, conseqüentemente a de

maior custo.

19

2.2 PAVIMENTO DE CONCRETO: PRINCÍPIOS DE PROJETO E CONSTRUÇÃO

2.2.1 Breve histórico dos Pavimentos de concreto

O embrião dos pavimentos de concreto surgiu em 1889, na cidade de

Bellefontaine, Ohio, quando George Bartholomew apresentou uma proposta para a

construção de um pavimento utilizando o concreto como material (PCA, 1984). Em

1891, um pequeno trecho da Main Street foi finalizado, utilizando a técnica

desenvolvida por Bartholomew. Embora tanto a produção de cimento, quanto a de

automóveis ainda estivesse no inicio, a técnica de Bartholomew mostrou-se eficiente

quanto às necessidades de durabilidade, conforto e segurança.

No Brasil, em 1925 diversas ruas da cidade de Pelotas, no estado do Rio

Grande do Sul já utilizavam pavimentos rígidos. Outras obras de destaque no início

da adoção dos pavimentos de concreto no Brasil são a Estrada do Caminho do Mar,

no estado de São Paulo em 1926; A estrada de Itaipava, no Rio de Janeiro em 1929;

e trechos da atual rodovia BR 101, em Recife, na década de 1930. O estado de

Pernambuco foi um dos estados do País que mais utilizaram pavimento rígido,

chegando na década de 70 a 34% da malha viária pavimentada em concreto.

Após o término da Segunda Guerra Mundial, a produção nacional de

cimento foi destinada prioritariamente ao suprimento da crescente indústria da

Construção Civil, o que forçou a utilização de outras formas de pavimentar ruas e

rodovias. Concomitantemente, eram aprimoradas nos EUA as técnicas de

pavimentos flexíveis à base de produtos betuminosos, pois na ocasião os preços dos

derivados de petróleo eram baixos, e muito mais competitivos se comparados aos

preços das soluções em concreto.

Assim, por muitos anos estes fatores econômicos e políticos, juntamente

com a necessidade de se abrir o maior número de estradas, com o menor custo e

tempo, direcionaram a pavimentação no Brasil para o uso quase exclusivo dos

ligantes derivados de petróleo. A tabela 1 apresenta algumas obras importantes no

país em pavimento de concreto.

20

Tabela 1: Relação das principais obras em Pavimento de concreto no Brasil. DÉCADA OBRAS

40

Aeroportos Guararapes (PE), Zumbi dos Palmares (AL), Santos Dumont (RJ), Congonhas (SP), e Rodovias Anchieta e Anhanguera (SP).

50 Vias urbanas no Rio de Janeiro e Rodovias em PE e PB.

60 Rodovias Rio - Petrópolis (RJ), Rio Teresópolis (RJ), Itaipava - Teresópolis (RJ) e Vias urbanas de Porto Alegre (RS).

70 Ligação Anchieta - Imigrantes (SP), Rodovia dos Imigrantes (SP), Rodovia Sapucaia - Gravataí (RS) e aeroporto do Galeão (RJ).

80 Rodovia Serra do Rio do Rastro (SC), Anel viário de Belo Horizonte (MG) e Aeroportos de Guarulhos (SP) e Confins (MG).

90

Contorno Sul de Curitiba (PR), Avenida Assis Brasil (RS), marginais da Rodovia Presidente Dutra (SP), BR-290 Freeway (RS), Rodoanel de São Paulo (SP), BR-232 Recife-Caruaru (PE), Pista descendente da Imigrantes (SP).

Os pavimentos rígidos ressurgiram nos últimos anos devido ao aumento de

preço dos ligantes derivados de petróleo, bem como pela necessidade de

pavimentos que apresentem maior durabilidade, minimizando intervenções nas vias

e custos com manutenção.

Em Curitiba já havia sido utilizado pavimentos de concreto na década de 50,

na Avenida Candido de Abreu e em um trecho da antiga BR-2, atual BR-116 próximo

a Rua Victor Ferreira do Amaral. Porém, uma importante obra foi realizada em 1996,

quando um trecho da avenida Pres. Faria onde passam os ônibus do transporte

coletivo foi construído. A Prefeitura Municipal de Curitiba precisava de uma solução

que não afetasse as fundações do edifício histórico da UFPR, bem como tivesse

grande durabilidade e velocidade de execução. A solução adotada foram as placas

de concreto. Desde então, é crescente a extensão de pavimentos de concreto na

cidade de Curitiba, tanto nas vias exclusivas de ônibus e terminais do transporte

coletivo, quanto em avenidas de grande tráfego, conforme ilustra a tabela 2.

21

Tabela 2: Principais obras em pavimento de concreto em Curitiba. ANO OBRA 2000 Eixo Leste-Oeste 2000 Linhão do Emprego 2002 Avenida Iguaçu 2005 Avenida Marechal Floriano Peixoto 2006 Avenida Santa Bernadethe 2006 Avenida Mascarenhas de Moraes 2009 Linha Verde Sul

2.2.2 Classificação de Pavimentos de Concreto

De acordo com a PCA (1984), os pavimentos de concreto podem ser

classificados de acordo com a presença ou não de barras de transferência, no caso

de pavimentos sem armadura, e também pela continuidade da armadura, no caso de

pavimentos armados. Os tipos de placas são assim caracterizados:

a) Placas de concreto simples

Neste tipo de pavimento, não são colocadas barras de transferência entre

as placas, que tem dimensões da ordem de 4 a 6 metros de comprimento. A

transferência de carga é feita apenas pelo entrosamento entre os agregados do

concreto das placas.

Figura 3: Placa de concreto simples. (Fonte: ABCP,2002)

22

b) Placas de concreto simples com barras de transferência

Há barras de aço liso, posicionadas nas juntas transversais. Estas barras

têm por função transferir a carga entre as placas, reduzindo tensões e deformações.

Assim aumenta-se a durabilidade do pavimento, e também a qualidade de rodagem.

Com o uso de barras de transferência as placas podem ser mais longas, com

comprimentos de até 7 metros.

Figura 4: Placa de concreto simples com barras de transferência. (Fonte: ABCP,2002)

c) Placas com armadura distribuída descontínua:

Além das barras de transferência, existe armadura distribuída até as juntas.

Esta armadura não tem função estrutural, e tem como finalidade inibir as fissuras

próximas a junta. Os comprimentos de placa podem alcançar 30 metros.

Figura 5: Placa de concreto simples com armadura dist. Descontinua. (Fonte: ABCP,2002)

23

d) Placas com armadura distribuída contínua

Neste tipo de placas, a taxa de armadura é maior, pois esta tem por função

inibir as fissuras de retração, porém não há função estrutural. Podem-se construir

placas de comprimento superior a 150 metros. As juntas são construídas quando há

a necessidade de interromper a construção, geralmente no final da jornada de

trabalho. A grande extensão das placas gera mais fissuras se comparados aos

outros métodos.

Figura 6: Placa de concreto com armadura distribuída Contínua. (Fonte: ABCP,2002)

e) Placas de concreto estruturalmente armado

Este tipo de pavimento tem duas linhas de armadura: uma linha inferior,

abaixo do plano médio da placa, que tem por função resistir às tensões de tração

provocadas pelo carregamento; e uma linha superior, acima do plano médio da

placa, que tem por função inibir a fissuração ocasionada pela retração do concreto.

O comprimento das placas varia de 9 a 30 metros, e a largura de 3 a 7 metros.

Figura 7: Placa de concreto estruturalmente armado. (Fonte: ABCP,2002)

24

f) Placas de concreto protendido

Nos pavimentos de concreto protendido a resistência à tração é aumentada

pela compressão prévia aplicada ao concreto pela protensão. Com isto, a espessura

se torna consideravelmente menor, as placas podem ser muito maiores e

conseqüentemente as juntas - quase sempre o ponto fraco do pavimento, muito

menos freqüentes. Em grande parte dos casos, a redução de espessura do concreto

cobre aproximadamente o custo da protensão. A área a ser pavimentada é dividida

em faixas de 3 a 7 m de largura, conforme processo de concretagem, e de até 150 m

de comprimento.

Figura 8: Placa de concreto protendido. (Fonte: RUDLOFF 2005)

2.2.3 Materiais para a execução de pavimentos de concreto

Os materiais utilizados para a execução das placas de concreto de cimento

Portland devem satisfazer os requisitos das normas específicas vigentes. Os

materiais são normalizados pelas normas da série EM (Especificação de Material) do

DNIT e algumas normas da ABNT, e serão relacionados a seguir.

2.2.3.1 Cimento Portland

O cimento portland utilizado para a construção e reparo dos pavimentos de

concreto deve atender as condições impostas na norma EM 050/2004 DNIT. Os

tipos utilizados são normatizados pela ABNT:

25

a) Cimento Portland comum: CP I (NBR 5732);

b) Cimento Portland Composto: CP II (NBR 11578);

c) Cimento Portland de Alto Forno: CP III (NBR 5735);

d) Cimento Portland Pozolânico: CP IV: (NBR 5736).

De acordo com o DNIT (2005), em locais onde não é possível interromper o

tráfego por muito tempo, pode-se utilizar o Cimento Portland de Alta Resistência

Inicial CP V (NBR 5733), de forma que o tráfego possa ser restabelecido o mais

rápido possível.

2.2.3.2 Agregados

Os agregados miúdos e graúdos devem atender as normas DNIT 038/97 e

037/97, respectivamente. A dimensão máxima característica do agregado não deve

exceder 1/3 da espessura da placa do concreto ou 50 mm, obedecendo ao menor

valor.

2.2.3.3 Água de amassamento

A água destinada ao amassamento do concreto deve ser tanto quanto

possível limpa e isenta de impurezas prejudiciais ao desempenho do concreto. A

NBR 6118 estabelece as condições de utilização da água para concreto.

2.2.3.4 Aditivos para concreto

Os aditivos são substancias que geram, maximizam ou minimizam algumas

características no concreto, para que seu desempenho seja o mais próximo do

esperado. Os efeitos causados na mistura são (DNIT 2005):

a) Melhorar a trabalhabilidade;

b) Acelerar ou retardar o tempo de pega;

c) Reduzir a permeabilidade;

d) Acelerar o desenvolvimento da resistência nas idades iniciais;

e) Tornar o concreto mais resistente aos agentes agressivos;

26

f) Retardar ou diminuir o calor de hidratação;

g) Desenvolver propriedades fungicidas, germicidas ou inseticidas.

Os principais tipos de aditivos para concreto estão descritos a seguir:

a) Redutores de água (plastificantes e superplastificantes);

b) Incorporadores de ar;

c) Aceleradores de pega;

d) Retardadores de pega;

e) Aceleradores de endurecimento;

f) Impermeabilizantes;

g) Expansores;

h) Anticorrosivos, fungicidas, germicidas e inseticidas.

2.2.3.5 Aço

O uso de barras de aço CA-25 lisas para as barras de transferências, de

aço CA-50 para as barras de ligação e telas soldadas devem atender as exigências

da NBR 7480 – Barras e fios de aço destinados a armaduras para concreto armado.

2.2.3.6 Selantes

De acordo com o DNIT (2005), a selagem das juntas de pavimentos de

concreto tem a função de impedir a infiltração de água e de materiais sólidos nas

juntas. A infiltração de água prejudica o pavimento, pois ao mover-se entre as placas

de concreto e a sub-base pode gerar erosão do material da sub-base, causando

uma perda de suporte da placa. A presença de sólidos, por outro lado, impede a livre

movimentação das juntas, fato que pode acarretar tensões de compressão

imprevistas no projeto do pavimento, causando fissuras e trincas na placa.

Os selantes de juntas em pavimentos de concreto são divididos em selantes

vazados no local e selantes pré-moldados:

27

a) Selantes vazados no local, que são subdivididos em:

- Selantes vazados a quente;

São alcatrões, asfaltos e compostos de asfalto e borracha também

conhecidos como termoplásticos, e os mastiques, que são associações entre um

liquido viscoso (emulsões, óleos não secativos, asfaltos de baixa penetração) e um

filler ( fibras de amianto, cimento portland, cal apagada ou areia fina). Os mais

utilizados são os mastiques a quente, que podem ser de origem industrializada ou

não. Os termoplásticos não são recomendáveis, pois são de aplicação difícil e tem

pouca durabilidade. Os selantes a quente têm custo inicial mais baixo, entretanto

são menos resistentes ao calor, a óleos e a combustíveis.

- Selantes vazados a frio.

Os selantes vazados a frio são resinas epóxicas, polissulfenos orgânicos,

uretanos, silicones e polimercaptanos.

b) Selantes Pré-moldados

Os selantes pré-moldados são feitos de materiais como polietileno,

poliuretano e cortiças. Apesar do custo inicial elevado, estes têm maior durabilidade,

por serem altamente elásticos e compressíveis. A estanqueidade em uma junta que

utiliza selantes pré-moldados depende também da rugosidade das paredes da junta,

que devem ser lisas e uniformes para que o material tenha uma boa aderência.

2.2.4 Juntas

As juntas têm por função primordial permitir os movimentos de contração e

expansão do concreto, garantindo a eficiente transferência de carga entre as placas

sem que ocorram danos estruturais e funcionais ao sistema. Devem ser

minuciosamente projetadas e executadas, pois é um ponto de fragilidade do

pavimento. Os principais tipos de juntas são descritos a seguir:

28

2.2.4.1 Juntas transversais

De acordo com Senço (1997), as juntas transversais são construídas no

sentido transversal ao tráfego, sendo divididas em dois tipos, de acordo com sua

serventia:

a) Juntas transversais de retração

Este tipo de juntas tem como função controlar as fissuras decorrentes da

contração volumétrica do concreto. A construção é feita através de uma seção

enfraquecida na placa, seja por corte ou ranhura, até uma profundidade definida em

projeto, que deve ficar entre 1/4 e 1/6 da espessura da placa, obedecendo-se um

mínimo de 4 cm.

Figura 9: Junta transversal de retração. (Fonte: GIUBLIN, 2002)

b) Juntas transversais de retração com barras de transferência

As juntas transversais de retração com barra de transferência são

semelhantes às transversais de retração, entretanto além de combater as fissuras de

retração, também proporcionam melhor transferência de carga entre as placas. São

mais utilizadas em vias de tráfego pesado ou de grande magnitude de cargas, visto

que a transferência de carga pelas barras é muito mais eficiente do que somente

pelo entrosamento dos agregados. As barras de aço transferem parcelas da carga

29

para as placas adjacentes, diminuindo a solicitação na placa em questão, e

conseqüentemente minimizando um possível recalque diferencial entre as placas.

Figura 10: Junta transversal de retração com barra de transferência. (Fonte: GIUBLIN, 2002)

2.2.4.2 Juntas Longitudinais

a) Junta longitudinal de articulação

É concebida para combater o aparecimento de tensões de tração,

conseqüentes do empenamento das placas. Na ausência destas juntas, apareceriam

no pavimento trincas longitudinais. Servem também como juntas de construção, no

caso de pistas largas onde não se pode construir toda a largura de uma só vez. A

distância recomendada entre as juntas longitudinais de articulação é da ordem de

3,75m.

Figura 11: Junta longitudinal de articulação. (Fonte: GIUBLIN, 2002)

30

b) Junta longitudinal de articulação com barras de ligação

Nas juntas longitudinais de articulação podem ser utilizadas barras de

ligação para assegurar que as faixas de tráfego permanecerão livres de movimentos

laterais.

Figura 12: Junta Longitudinal de articulação com barra de ligação. (Fonte: GIUBLIN, 2002)

2.2.4.3 Selagem de Juntas

A selagem tem como função impedir a infiltração de água e materiais

sólidos como pedras, areia e outros corpos estranhos nas juntas. A infiltração de

água influi diretamente na durabilidade do pavimento, pois quando a água chega a

base do pavimento, pode causar erosão na mesma, prejudicando assim o suporte

necessário para o bom desempenho do pavimento. A presença de materiais sólidos

pode dificultar ou até impedir a movimentação da junta, o que resulta em tensões

imprevistas em projeto.

2.2.4.4 Barras de Transferência

As barras de transferência são utilizadas para exercer as seguintes funções

básicas (GASPARETTO, 2001):

a) Permitir a movimentação horizontal entre placas contíguas

b) Restringir o empenamento das bordas

c) Transferir os esforços verticais

31

Para garantir o correto funcionamento da transferência de carga, deve-se

atentar para três itens essenciais:

a) Posicionamento: as barras devem estar posicionadas paralelamente entre

si;

b) Aderência: Para permitir a movimentação da placa, as barras não podem

estar completamente aderidas ao concreto.

c) Engraxamento: para garantir a liberação dos movimentos na barra, metade

das barras mais dois centímetros são engraxadas, entretanto quantidades

exageradas de graxa podem comprometer o bom funcionamento das juntas. Ao

executar juntas de construção não se devem utilizar barras engraxadas.

Figura 13: Barras de transferência de carga. (Fonte: GIUBLIN, 2002)

De acordo com Pitta (2006), o uso de barras de transferência de carga pode

reduzir em até 20% a espessura do pavimento, no caso de tráfego pesado, para

pavimentos sem acostamento de concreto e sem sub-base. Já o DNIT (2005) afirma

que a redução na espessura da placa pode chegar a cinco centímetros.

2.2.5 Procedimentos Executivos

A execução dos pavimentos de concreto no Brasil é regida pelas seguintes

normas:

32

a) DNIT 047/2004-ES - Pavimento Rígido – Execução de pavimento rígido

com equipamento de pequeno porte – Especificação de serviço.

b) DNIT 048/2004-ES - Pavimento Rígido – Execução de pavimento rígido

com equipamento de foma-trilho – Especificação de serviço.

c) DNIT 049/2009-ES - Pavimento Rígido – Execução de pavimento rígido

com equipamento de forma-deslizante – Especificação de serviço.

Para a execução das paradas de ônibus e vias urbanas são mais utilizados

os equipamentos de pequeno porte, devido principalmente a menor extensão da

construção.

Os itens necessários para execução de pavimentos de concreto com

equipamento de pequeno porte são descritos a seguir (SENÇO, 1997):

a) Formas metálicas para contenção do concreto, e para servir como guia para o

deslocamento dos equipamentos de distribuição e adensamento do concreto;

b) Distribuidora de concreto, regulável e com tração própria;

c) Vassouras de fios de nylon, para realizar as ranhuras na superfície da placa;

d) Vibradores de imersão, com diâmetro externo máximo de 40 mm e régua

vibratória, ambos com freqüência de vibração igual ou superior a 60hz

(3600rpm);

e) Régua alisadora tubular;

f) Eixo rotor frontal;

g) Vibro-acabadora de bitola ajustável, com freqüência de pelo menos 3500

oscilações por minuto;

h) Perfil metálico tipo “T” para a execução de juntas moldadas;

i) Equipamento para serrar juntas, com disco diamantado de diâmetro e

espessuras apropriados, que possibilitem fazer o corte de acordo com as

especificações de projeto;

j) Ponte de serviço de madeira, com comprimento igual a largura da placa mais

50 cm, para os procedimentos de texturização e cura;

k) Rolo de cabo longo;

l) Desempenadeira de madeira, com área útil de pelo menos 450 cm²;

33

m) Régua de madeira para nivelamento, com 3 metros de comprimento e rigidez

suficiente para que não ocorra flexão;

n) Ferramentas com ponta em cinzel, que penetrem nas juntas, e vassouras de

fios duros para limpeza das juntas;

o) Compressor de ar comprimido com mangueira de 12 metros de comprimento

e 12 milímetros de diâmetro, caso seja necessário realizar limpeza das juntas;

p) Desempenadeira de borda para acabamento de canto de juntas moldadas.

De acordo com Senço (1997), a execução das placas de concreto segue

basicamente a seguinte seqüência:

a) Colocação das formas;

b) Lançamento e adensamento do concreto;

c) Acabamento;

d) Construção das Juntas;

e) Cura, proteção e abertura ao tráfego.

a) Colocação das formas metálicas

As formas devem ser assentes com nivelamento e alinhamento rigoroso,

obedecendo à seção prevista em projeto. As formas são colocadas diretamente

sobre a sub-base, e qualquer divergência de nivelamento deve ser corrigida com

calços. O topo das formas deve coincidir com a superfície de rolamento prevista em

projeto, sendo permitidas falhas de alinhamento altimétricos de até três milímetros, e

cinco milímetros para diferenças planimétricas.

Caso seja especificado em projeto, após o assentamento é realizada a

impermeabilização e isolamento sobre a sub-base, bem como o besuntamento da

face interna das formas com óleo, para facilitar a desforma.

34

Figura 14: Colocação das Formas metálicas. (Fonte: ABCP)

b) Lançamento e adensamento do Concreto

O lançamento do concreto deve ser realizado, quando possível,

lateralmente a faixa a executar, para não danificar isolamento e possibilitar o

posicionamento prévio das armaduras. O tempo máximo entre a mistura do concreto

e o lançamento não deve ultrapassar 90 minutos quando são utilizados caminhões

betoneira, e 30 minutos, quando o transporte é realizado por caminhões

basculantes. O espalhamento pode ser realizado com ferramentas manuais ou por

equipamentos, garantindo que em ambos seja realizada uma distribuição

homogênea. Caso o pavimento tenha armaduras, o posicionamento deve ser

realizado durante o lançamento do concreto. O adensamento é realizado pelos

vibradores de imersão e por réguas ou treliças vibratórias. Os cantos das placas

devem receber maior atenção, pois nestes pontos a vibração realizada pela régua

vibratória é deficiente. Qualquer possível variação superior a cinco milímetros deve

ser corrigida durante a execução com concreto fresco.

35

Figura 15: Lançamento e adensamento do concreto. (Fonte: GIUBLIN, 2008)

c) Acabamento

O acabamento das placas deve ser realizado logo após o adensamento, e

inicialmente é realizado com as réguas acabadoras em movimentos longitudinais, e

em seguida se executa a texturização, com as vassouras de nylon que farão as

ranhuras transversais ao pavimento.

Figura 16: Operação de texturização com vassoura de nylon. (Fonte: GIUBLIN, 2008)

36

d) Construção das Juntas

As juntas devem estar em conformidade com as posições e

dimensionamentos de projeto, sendo permitidos desvios de até cinco milímetros. Os

tipos e funções das juntas estão descritos no item 2.2.4.

Figura 17: Corte de junta com serra de disco diamantado. (Fonte: GIUBLIN, 2008)

e) Cura, proteção e abertura ao tráfego

De acordo com Senço (1997) o processo de cura é realizado para evitar a

evaporação da água, e conseqüente secagem rápida do concreto. A cura deve ser

iniciada logo após a conclusão da concretagem, por um dos processos a seguir,

entretanto ressalta-se que a mais recomendada e utilizada é o processo de cura

química.

a) Umedecimento constante

O pavimento é mantido úmido durante o período de cura do concreto, que

geralmente é de sete dias. Deve-se atentar para a disponibilidade de água durante

todo o período, para não prejudicar o procedimento, e a água deve ter as mesmas

características da água utilizada para a produção do concreto.

37

b) Faixa de juta úmida e solo saturado

Logo após a conclusão do pavimento, são distribuídas faixas de juta ou

tecido de algodão, devidamente limpos e umedecidos, e devem ser mantidos

saturados por pelo menos 24 horas. Após estas 24 horas, as faixas são retiradas, e

o pavimento é coberto por uma camada de solo de 10 cm no mínimo, que em

seguida é umedecida com água. Este solo saturado de água deve ser mantido por

pelo menos sete dias.

c) Faixa de juta e saturação de água

Este tipo de cura assemelha-se ao anterior, entretanto dispõe de pequenos

diques de terra transversais ao pavimento, espaçados em 5m, e longitudinais nas

bordas que servem para manter a superfície úmida.

d) Cura química

Os produtos utilizados para a cura química do concreto são resinas ou

borracha clorada, que formam uma película sobre a face do pavimento que impede a

passagem de água. Apresentam coeficiente de proteção superior a 90% nas

primeiras 6 horas, e superior a 85% após sete dias. A aplicação é feita assim que o

concreto perde o brilho superior, pelo desaparecimento da água de superfície. O

produto é aplicado por um equipamento de aspersão, capaz de aplicá-lo em forma

de uma nevoa fina. A superfície que já recebeu a cura química deve ser protegida

por pelo menos sete dias, não permitindo a passagem de veículos, equipamentos e

pessoas.

38

Figura 18: Produto de cura química após 2 minutos de aplicação. (Fonte: GIUBLIN, 2008)

As placas concluídas devem ser protegidas contra qualquer tipo de tráfego

ou invasão, sendo utilizados obstáculos como barreiras, defensas, cones e telas-

tapume.

A desmoldagem pode iniciar somente 12 horas após a conclusão da

concretagem, podendo alterar este prazo caso o concreto apresente condições de

suportar a desforma sem nenhum dano. Após a retirada da forma, as laterais da

placa devem receber procedimentos de cura semelhantes aos aplicados na

superfície.

Em situações normais, deve-se aguardar um prazo mínimo de 10 dias para

a liberação do trafego, que só pode ser realizado após a verificação das resistências

dos corpos de prova retirados durante a concretagem. Caso a resistência não tenha

sido atingida, prorroga-se o prazo de liberação do trafego até que o concreto atinja

uma resistência confiável.

2.2.6 Dimensionamento pelo método da PCA/84

Este método foi apresentado pela Portland Cement Association em 1984, e

agrega processos e experiências adquiridos nas últimas décadas nas áreas de

cálculo de tensões, projeto geométrico, construção e gerência de pavimentos de

concreto. De acordo com Pereira (2003) o método PCA/84 apresenta melhorias em

relação ao seu antecessor, o PCA/66, que utiliza a teoria de Westergaard para a

determinação das tensões críticas, considerando a superposição de efeitos proposta

39

por Pickett e Ray em 1951 sob forma de ábacos, enquanto o novo método lança

mão de uma análise por elementos finitos para determinar as tensões.

Os modelos de ruína considerados são a ruptura por fadiga e ruptura por

erosão. O método PCA/84 acrescenta também os seguintes fatores (DNIT, 2005):

a) Grau de transferência de carga nas juntas transversais;

b) Efeitos da existência de acostamento de concreto, que contribuem para a

redução nas tensões e deslocamentos verticais ao longo da borda livre da

placa dificultam a penetração de água nas laterais do pavimento;

c) Contribuição estrutural de sub-bases de solo melhorado, ou de concreto

pobre;

d) Ação de eixos tandem triplos;

e) Introdução de um método de ruína por erosão da fundação do pavimento.

2.2.6.1 Critério de ruptura por fadiga

O critério de ruptura por fadiga utiliza a Lei de Miner, do dano acumulado

por fadiga, onde a parcela de resistência a fadiga não consumida por um grupo de

cargas fica disponível para o desgaste por outro grupo de cargas, e a soma destes

desgastes individuais é o dano total, sendo admissível o consumo máximo por fadiga

de 100% (OLIVEIRA, 2000).

O cálculo da tensão máxima no método PCA/84 considera que o eixo

solicitante do veiculo está tangente a borda da placa. Entretanto, é fato que apenas

uma pequena parcela dos veículos trafega nesta região, e estimativas feitas

chegaram ao valor de 6 % dos veículos, que já está implícito no método.

A curva de fadiga do Método PCA/84 baseia-se nas seguintes equações:

tRN 077,12737,11log10 −= , se 55,0<tR RT (1)

( )4325,0log268,3056,2log 1010 −×−= tRN , se 5,045,0 << tR (2)

40

=N ilimitado, se 45,0<tR (3)

Onde,

=tR Relação de tensões (relação entre a tensão de tração e a resistência

característica do concreto a tração na flexão);

=N Número admissível de repetições de carga.

A curva de fadiga é apresentada na figura 19.

Figura 19: Curva de fadiga. (Fonte: DNIT, 2005)

Os danos acumulados por fadiga são calculados pela seguinte equação, e

deve ser inferiores a 100% ao final do período de projeto:

∑=

=m

j j

jR N

nD

1

(4)

Onde:

=RD Danos acumulados no período de projeto pela ação de todos os grupos

de carga;

=j Numero do grupo de carga;

=m Total de grupos de carga;

41

=jn Numero de repetições previstas para a carga j;

=jN Repetições admissíveis para a carga j.

Os danos acumulados ao final do período de projeto devem ser inferiores a

100%.

2.2.6.2 Critério de ruptura por erosão

A erosão é a perda de material sob a placa de concreto, e ocorre devido à

ação do tráfego e água presente na sub-base (DNIT, 2005). Ocorre majoritariamente

nas regiões de juntas, e interfaces entre pista e acostamentos ou outros tipos de

pavimento.

Os efeitos da erosão são deformações verticais severas nos cantos e

bordas das placas, gerando degraus nas juntas transversais, principalmente se não

houver barras de transferência. Nas pistas experimentais da AASHTO observou-se

que a ruptura das placas ocorria principalmente pelo efeito do bombeamento ou

perda de suporte na fundação, levando a formação de vazios sob as placas que

causavam as deflexões (OLIVEIRA, 2000).

O critério de ruptura por erosão também utiliza a análise por dano

acumulado, dado pela equação 5:

∑=

×=

m

i i

ie N

nCD

1

2100 (5)

Onde:

eD = dano acumulado por erosão;

m = número de grupos de carga;

in = número previsto de repetições de carga;

iN = Número admissível de repetições de carga;

42

2C = coeficiente de distribuição de tráfego. Adota-se 0,06 para pavimentos

sem acostamento de concreto, e 0,94 para pavimentos com acostamento de

concreto.

O fator de erosão (P) mede o poder que certa força aplicada na placa tem

de produzir deformações verticais. Tomando fatores provenientes de correlações em

pistas experimentais, para índice de serventia igual a três, tem-se a seguinte

equação para P:

73,0

2

.7,268

khp

P ×= (6)

Onde:

P = fator de erosão;

p = pressão vertical na fundação, sob o canto da placa, em psi;

h = espessura da placa, em polegadas;

k = coeficiente de recalque, em libras por polegada cúbica;

Para a inclusão no critério de erosão dos efeitos de escalonamento, foram

utilizados os estudos de Packard e Brokaw, onde o índice de serventia está

diretamente ligado ao grau de escalonamento das juntas, intensidade do tráfego e

espessura do pavimento, incluindo fatores não antes considerados nos modelos que

se baseavam exclusivamente nas pistas experimentais da AASHO.

O critério de dano por erosão está diretamente ligado a interferências como

condições climáticas e eficiência de drenagem, fatores que não são passiveis de

mensuração durante o projeto. Portanto, o critério de erosão deve ser visto como

uma diretriz básica para projeto, que pode ser alterada de acordo com as condições

locais. A expressão 7 relaciona o critério de erosão ao modelo de escalonamento:

( ) 013,01 0,9777,6524,14log −⋅×−= PCN (7)

Onde:

43

N = número admissível de repetições de carga para o período de projeto;

P = fator de erosão;

1C = Constante relacionada ao tipo de sub-base. Adota-se 1,0 para bases

granulares, e 0,9 para bases tratadas com cimento.

2.2.6.3 Procedimento de cálculo

Para o dimensionamento da espessura do pavimento pelo método PCA/84,

é utilizado o formulário da figura 20, que possibilita a verificação do consumo por

fadiga e por erosão para uma espessura arbitrada.

Figura 20: Formulário de cálculo de espessura pelo método PCA/84. (Fonte: DNIT, 2005)

44

Os dados de freqüência e magnitude das cargas preenchem as colunas 1, 2

e 3 da tabela. O valor de k é obtido através de tabelas que variam de acordo com o

tipo de sub-base (granular, solo-cimento, solo melhorado com cimento e concreto

rolado) e com a espessura inicial adotada para a placa. As tensões equivalentes

para cada grupo de eixos são obtidas nas tabelas 12 a 15 do Manual de Pavimentos

Rígidos do DNIT, e os fatores de fadiga dividindo a tensão equivalente pelo valor da

resistência característica a tração na flexão do concreto. Já os fatores de erosão,

são obtidos através dos quadros 18 a 23 do Manual de Pavimentos Rígidos do

DNIT, e dependem de valores como presença ou não de acostamento de concreto e

barras de transferência, tipo do eixo (simples, duplo e triplo), espessura da placa e

valor de k do sistema subleito/sub-base.

Com estes valores iniciais, obtêm-se através dos ábacos 27, 28 e 29 os

valores admissíveis de repetições para cada grupo de carga atuante, tanto para o

consumo por fadiga quanto por erosão. Para obter os valores de consumo por fadiga

e erosão (colunas cinco e sete), divide-se o numero de repetições prevista pelo

numero de repetições admissíveis de ambos os casos. Os consumos em valores de

porcentagem são obtidos multiplicando os valores de consumo por cem. Após

realizar os cálculos para todos os grupos de carga, somam-se verticalmente as

colunas cinco e sete, obtendo os valores de consumo total, que não devem

ultrapassar 100%. Caso a soma não atinja 100%, realiza-se outra tabela de cálculo,

diminuindo o valor de espessura da placa adotado, e caso o valor ultrapasse 100%,

aumenta-se o valor de espessura adotado.

2.3 PROCESSO DE REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO

A reabilitação das vias urbanas, tem se mostrado cada vez mais necessária

nos dias de hoje. Os órgãos responsáveis pela infra-estrutura viária das cidades

estão se deparando com um aumento da demanda de trabalhos a serem realizados

nas vias e com menor disponibilidade de recursos para tais serviços.

As atividades referentes à conservação são negligenciadas de maneira

geral, excluindo as vias que necessitam de reparos emergenciais. A conseqüência é

a perda significativa da capacidade estrutural dos pavimentos, sendo deste modo

45

necessário a realização de reforços nos pavimentos ou reconstrução dos mesmos.

Esta política resulta em um aumento do custo no ciclo de vida do pavimento.

Quando é realizado um planejamento estratégico, referente à reabilitação do

pavimento, pode-se eliminar ou adiar a necessidade de reforços ou até reconstrução

do pavimento, potencializando assim a serventia do pavimento de concreto,

reduzindo o seu custo efetivo (ABCP, 2002).

Segundo DNIT (2006), entende-se por reabilitação de um pavimento, qualquer

trabalho realizado que prolongue significativamente sua vida útil, mantendo

confortáveis as condições de tráfego. Seguindo a mesma linha, a reabilitação do

pavimento tem a definição relacionada com uma série de medidas destinadas a

recompor a serventia do pavimento e a adaptar a via as condições de tráfego atual e

futuro, prolongando assim a vida útil do pavimento.

A metodologia para seleção de possíves soluções alternativas de

reabiltiação combina os conhecimentos obtidos nos projetos e execuções de obras

para selecionar e sistematizar a melhor solução de reabilitação. Uma abordagem

sistemática é a melhor maneira de avaliar e selecionar técnicas possíveis de

reabilitação de pavimentos.

O fluxograma da Figura 21 mostra um processo sistemático de tomada de

decisões para a seleção de alternativas apropriadas (ACPA, 1995).

46

Figura 21: Fluxograma do processo apropriado e sistemático para a tomada de decisões e seleção de

estratégias de Reabilitação (ACPA, 1995).

A avaliação de um pavimento rígido deve ser feita por meio de

levantamentos de dados sobre o projeto e a execução deste pavimento, pela

determinação ou avaliação do estado em que se encontra a sua superficie de

rolamento, pelo levantamento dos defeitos estruturais que apresentam e, finalmente,

pelos resultados dos ensaios realizados tanto nos materiais como na própria

estrutura, quer da fundação como do pavimento ou do conjunto fundação-pavimento.

Após esta avaliação deverá ser definido o tipo de reabilitação a ser adotado.

Os procedimentos a serem adotados na avaliação das condições do pavimento são

descritos a seguir.

47

2.3.1 Levantamento de dados do pavimento existente

Esta etapa engloba o levantamento de dados e de todas as informações

disponíveis sobre o pavimento, incluindo a avaliação do pavimento. Assim são

identificadas as restrições existentes na escolha dos procedimentos de reabilitação

(DNIT, 2005). Os dados levantados são os seguintes:

a) Condição global do pavimento e acostamento;

b) Informações sobre o projeto e construção do pavimento;

c) Materiais componentes da estrutura;

d) Tráfego solicitante;

e) Condições climáticas;

f) Condições do sistema de drenagem do pavimento;

g) Condições de segurança;

h) Outros julgados necessários.

Os serviços iniciam pela coleta de dados de escritório, seguida pelo

levantamento preliminar de dados no campo, a avaliação preliminar dos dados

levantados, levantamento complementar dos dados de campo, os ensaios de

laboratório, e por fim, a avaliação final dos dados assim como a compilação destes

dados de campo e laboratório para a elaboração de um relatório final.

2.3.2 Avaliação da condição global do pavimento

Para o desenvolvimento do Processo de Reabilitação é de fundamental

importância o conhecimento da condição global do pavimento a partir das seguintes

avaliações:

48

a) Avaliação das condições de superfície;

b) Avaliação das condições estruturais;

c) Avaliação das condições funcionais.

2.3.2.1 Avaliação das condições de superfície

De acordo com DNIT (2005), a etapa que engloba o levantamento de

defeitos é de grande importância para o processo de avaliação da condição global

(estrutural e funcional) do pavimento. Os tipos de defeitos, assim como suas causas

mais prováveis, definem as técnicas de reabilitação a serem utilizadas para o

pavimento em questão. Para uma completa avaliação das condições globais do

pavimento, é fundamental que o levantamento dos defeitos disponibilize os

seguintes dados:

a) Identificação e quantificação dos defeitos, assim como seus respectivos

graus de severidade;

b) Determinação das técnicas de reabilitação recomendáveis;

c) Definição dos ensaios complementares para elaboração de um projeto

de reabilitação.

Na norma DNIT 061/2004 – TER são relacionados vinte tipos de defeitos cuja

designação, prováveis causas e ilustração por meio de fotos, são apresentadas

nas Tabelas 3 e 4.

49

Tabela 3: Descrições e prováveis causas dos defeitos em pavimentos rígidos. NOME CONCEITUAÇÃO PROVÁVEIS CAUSAS

1. Alçamento de placas

Desnivelamento das placas nas juntas ou fissuras transversais e, eventualmente, na proximidade de canaletas de drenagem e obstáculos fixos, tais como encontros de ponte, fundações de prédios ou intervenções feitas no pavimento.

a. Espessuras insuficientes de placa.

b. Baixa resistência do concreto à tração.

c. Ocorrência de recalques diferenciais – afundamento / acomodação.

d. Deslocamento ou a inexistência das barras de transferência.

e. Perda de suporte – bombeamento de finos.

f. Empenamento da placa.

2. Fissura de canto É a fissura que intercepta as juntas a uma distância menor ou igual à metade do comprimento das bordas ou juntas do pavimento (longitudinal e transversal), medindo-se a partir do seu canto. Esta fissura geralmente atinge toda a espessura da placa.



c. Ocorrência de recalques diferenciais – afundamento / acomodação.




3. Placa dividida É a placa que apresenta fissuras dividindo-a em quatro ou mais partes.

a. Espessura insuficiente das placas.


c. Deficiência de assentamento da fundação.

d. Progressão de outros defeitos. e. Perda do suporte – erosão da

sub-base.

4. Degrau de junta Caracteriza-se pela ocorrência de deslocamentos verticais diferenciados e permanentes entre uma placa e outra adjacente, na região da junta.

a. Desnivelamento entre placas – execução.

b. Bombeamento de finos. c. Deficiência de assentamento

da fundação. d. Ineficiência na transferência de

carga pela barra. e. Vida útil expirada.

5. Defeito na selagem das juntas

É qualquer avaria no material selante que possibilite o acúmulo de material incompressível na junta ou que permita a infiltração de água.

a. Aplicação do selante com sujeira na junta.

b. Produto deficiente – qualidade duvidosa.

c. Junta esborcinada – selagem sem retificação da junta.

d. Deficiência na espessura e profundidade – menor que a especificada.

e. Execução sem cuidados necessários – falta de treinamento do aplicador.

f. Falta de adesão nas paredes do concreto.

50

Tabela 3 – cont.: Descrições e prováveis causas dos defeitos em pavimentos rígidos. NOME CONCEITUAÇÃO PROVÁVEIS CAUSAS

6. Desnível pavimento

acostamento

É o degrau formado entre o acostamento e a borda do pavimento, geralmente acompanhado de uma separação dessas bordas.

a. Acomodação do acostamento. b. Deficiência de compactação. c. Bombeamento de finos do

acostamento. d. Perda de suporte. e. Materiais trabalham de modo

diferente.

7. Fissura linear transversal São as que ocorrem na direção da largura da placa, perpendicular ao eixo longitudinal do pavimento.

a. Atraso nos cortes. b. Espessuras insuficientes

(abaixo da especificação do projeto).

c. Emprego de concreto com resistência abaixo da especificada em projeto.

d. Pouca profundidade de corte da junta induzida.

e. Barras de transferência deslocadas da posição (tortas).

8. Fissura linear longitudinal

São as que ocorrem na direção do comprimento da placa, paralelamente ao eixo longitudinal do pavimento.

a. Pouca profundidade do corte. b. Atrasos na programação de

serragem. c. Perda de suporte da fundação. d. Emprego de concreto com

resistência abaixo da especificada em projeto.

e. Espessuras insuficientes (abaixo da especificação do projeto).

9. Fissura linear diagonal

São as fissuras inclinadas que interceptam as juntas do pavimento a uma distância maior que a metade do comprimento dessas juntas ou bordas.

a. Ocorrência de espessuras insuficientes das placas.


c. Recalques na fundação. d. Barras de transferência tortas. e. Agressão por agentes

externos.

10. Grandes reparos Entende-se como grande reparo uma área do pavimento original maior que 0,45m², que foi removida e posteriormente preenchida com um material de enchimento.

-

11. Pequenos reparos

Entende-se como pequeno reparo uma área do pavimento original menor que 0,45m², que foi removida e posteriormente preenchida com um material de enchimento.

-

12. Desgaste superficial

Caracteriza-se pelo descolamento da argamassa superficial, fazendo com que os agregados aflorem na superfície do pavimento, e com o tempo fiquem com a sua superfície polida.

a. Emprego de concreto com resistência abaixo da especificada em projeto.

b. Agressão por agentes externos.

c. Excesso de finos na superfície da placa.

d. Desgaste natural pelo tráfego durante a vida útil do pavimento.

e. Deficiência de cura – excesso de água.

f. Vida útil expirada.

51


13. Bombeamento

Consiste na expulsão de finos plásticos existentes no solo de fundação do pavimento, através das juntas, bordas ou trincas, quando da passagem das cargas solicitantes. Os finos bombeados têm a forma de uma lama fluida, sendo identificados pela presença de manchas terrosas ao longo das juntas, bordas ou trincas.

a. Perda de suporte da fundação. b. Não utilização de sub-base

cimentada. c. Selagem deficiente das juntas.

14. Quebras localizadas

São áreas das placas que se mostram trincadas e partidas em pequenos pedaços, tendo formas variadas, situando-se geralmente entre uma trinca e uma junta ou entre trincas próximas entre si (em torno de 1,5m).

a. Espessura das placas insuficientes.

b. Perda de suporte da fundação. c. Deficiência de construção

(vazios por falta de adensamento do concreto).

d. Resistência do concreto à tração abaixo da especificação.

15. Passagem de nível

São defeitos que ocorrem em passagens de nível, consistindo de depressões ou elevações próximas aos trilhos.

-

16. Rendilhado e escamação

As fissuras superficiais (rendilhado) são fissuras capilares que ocorrem apenas na superfície da placa, tendo profundidade entre 6 mm e 13 mm, que apresentam a tendência de se interceptarem, formando ângulos de 120°. A escamação caracteriza-se pelo descolamento da camada superficial fissurada, podendo, no entanto, ser proveniente de outros defeitos, tal como o desgaste superficial.

a. Deficiência de cura. b. Resistência do concreto abaixo

da especificação. c. Excesso de água na camada

superficial. d. Água pulverizada sobre o

concreto fresco.

17. Fissuras de retração plástica

São fissuras pouco profundas (superficiais), de pequena abertura

(inferior a 0,5mm) e de comprimento limitado. Sua

incidência costuma ser aleatória e elas se desenvolvem formando ângulo de 45° a 60° com o eixo

longitudinal da placa.

a. Aplicação de produto de cura com taxa menor do que a especificada.

b. Equipamento com bico espargidor entupido parcialmente.

c. Concretagem em dia muito quente sem o devido cuidado com a cura.

d. Idem com excesso de vento e baixa umidade do ar.

e. Concreto com dosagem ineficiente.

18. Quebra de canto

São quebras que aparecem nos cantos das placas, tendo forma de cunha, que ocorrem em uma distância não superior a 60 cm do canto.


b. Baixa resistência do concreto. c. Ocorrência de recalques

diferenciais – afundamento / acomodação.




52


19. Esborcinamento de juntas

O esborcinamento das juntas se caracteriza pela quebra das bordas da placa de concreto (quebra em cunha) nas juntas, com o comprimento máximo de 60 cm, não atingindo toda a espessura da placa.

a. Desalinhamento excessivo de barras de transferência.

b. Enfraquecimento do concreto na região.

c. Inexistência ou inadequação do material selante.

d. Concreto com resistência baixa.

e. Corte da junta antes da hora correta.

20. Placa bailarina

É a placa cuja movimentação vertical é visível sob a ação do tráfego, principalmente na região das juntas.

a. Perda do suporte – erosão dos finos.

b. Ineficiência da transferência de carga pela barra.

c. Problemas de fundação.

21. Assentamento Caracteriza-se pelo afundamento do pavimento, criando ondulações superficiais de grande extensão, podendo ocorrer que o pavimento permaneça íntegro.

a. Recalque diferencial. b. Perda de suporte – deficiência

da fundação.

22. Buraco

São reentrâncias côncavas observadas na superfície da placa, provocadas pela perda de concreto no local, apresentando área e profundidade bem definidas.

a. Enfraquecimento do concreto na região por má mistura.

b. Concreto com resistência baixa.

c. Perda de suporte – erosão na base do local do buraco.

d. Agressão por agentes externos.

53

Tabela 4: Ilustração dos tipos de defeitos (ABCP, 2002).

1- Alçamento de placas 2- Fissura de canto

3- Placa dividida 4- Degrau de junta

5- Defeito na selagem das juntas 6- Desnível pavimento-acostamento

54

Tabela 4 – cont.: Ilustração dos tipos de defeitos. (ABCP, 2002)

7- Fissura linear transversal 8- Fissura linear longitudinal

9- Fissura linear diagonal 10- Grandes reparos

11- Pequenos Reparos 12- Desgaste superficial

55

Tabela 4 – cont.: Ilustração dos tipos de defeitos (ABCP, 2002).

13- Bombeamento 14- Quebra localizada

15- Passagem de nível 16- Rendilhado/escamação

17- Fissuras de retração plástica 18- Quebra de canto

56

Tabela 4 – cont.: Ilustração dos tipos de defeitos. (ABCP, 2002)

19- Esborcinamento de juntas 20- Placa bailarina

21- Assentamento 22- Buraco

2.3.2.2 Avaliação da condição estrutural do pavimento

A avaliação estrutural do pavimento determina se o pavimento existente terá

capacidade de suportar o tráfego futuro em um determinado período de projeto, sem

a melhoria da sua estrutura com a utilização de reforços.

Para possibilitar a avaliação estrutural do pavimento, suas características

deverão ser definidas por meio de ensaios destrutivos e não destrutivos, que

apresentem condições de estimar a vida estrutural remanescente do pavimento.

(DNIT, 2005).

O objetivo principal da avaliação estrutural é determinar a capacidade

estrutural efetiva do pavimento existente, fornecendo informações para projetos de

57

reabilitação, monitoramento e verificação do desempenho das estruturas dos

pavimentos.

2.3.2.3 Avaliação da condição funcional do pavimento

A condição funcional do pavimento se refere à capacidade deste em

satisfazer o usuário, deve ser avaliada nos seguintes aspectos.

a) Regularidade superficial e conforto de rolamento;

b) Resistência a derrapagem quando seco e quando molhado;

c) Aparência;

d) Segurança do tráfego.

A avaliação do estado funcional é feita pelas medidas da irregularidade

longitudinal e da resistência a derrapagem do pavimento ao longo do trecho

inspecionado.

A avaliação da irregularidade superficial e da resistência à derrapagem pode

ser feita por meio do equipamento tipo–resposta USP - Maysmeter (DNER-PRO

182/94), por meio de uma avaliação subjetiva por uma comissão de especialistas

(DNIT 063/2004-PRO) ou mais modernamente por perfilômetros a laser.

2.3.3 Procedimento para inspeção visual de pavimentos de concreto

A norma brasileira DNIT 060/2004 – PRO define os procedimentos

necessários para a realização da inspeção visual em pavimentos rígidos de concreto

Portland, visando a sua avaliação.

As informações obtidas em uma inspeção, após serem analisadas e

relacionadas com o histórico de uma rodovia, possibilitam a determinação da

situação do pavimento e suas carências. Para a inspeção de um pavimento de

concreto a norma DNIT 060/2004 – PRO estabelece quatro fases: definição dos

trechos em estudo; determinação do tipo de inspeção; levantamento dos defeitos

visíveis; e catalogação dos dados coletados na inspeção.

58

Os trechos a serem inspecionados são definidos pelo engenheiro responsável

pelo estudo. A escolha é baseada em dados concisos de campo, cadastro

documental ou informações de escritório e evidencias que mostrem a necessidade

da inspeção em determinados trechos. Um trecho escolhido para a inspeção deverá

ser dividido em partes denominadas amostras.

Cada amostra deve ser identificada por caracteres numéricos e será

composta de 20 placas com, no máximo, 9 metros de comprimento.

Em relação à extensão, existem dois tipos de estudos: inspeção em todo o

trecho e inspeção por amostragem. A inspeção em todo trecho é o estudo de todas

as amostras de um trecho. É um estudo caro em termos de pessoal e de tempo, por

isso esse tipo de inspeção só deverá ser executado em casos de extensão reduzida.

A determinação por amostragem é a inspeção de apenas um determinado número

de amostras. As amostras são determinadas a partir de um método citado na norma

DNIT 060/2004. É um estudo mais econômico e rápido.

No levantamento dos defeitos visíveis são obtidas três informações: tipos de

cada defeito (conforme a norma DNIT 061/2004 – TER); classificação quanto ao

grau de severidade, que pode ser classificado como baixo, médio ou alto (conforme

Anexo E da norma DNIT 060/2004 – PRO); e o número de placas afetadas por

determinado tipo de defeito na amostra (de acordo com o Anexo C da norma DNIT

060/2004 – PRO). Também devem ser levantados os defeitos denominados atípicos.

Considera-se um defeito como sendo atípico, quando ele for pouco comum no trecho

e ocorrer geralmente nas passagens de nível, canaletas de drenagem, caixas de

inspeção, bueiros ou em qualquer outra interrupção no pavimento.

Ao final da inspeção, os dados coletados deverão ser catalogados na Ficha

de Inspeção, conforme o Anexo G da norma DNIT 060/2004 – PRO.

59

Figura 22: Anexo G da norma DNIT 060/2004-PRO.

2.3.4 Procedimento para avaliação objetiva de pavimentos de concreto

A norma brasileira DNIT 062/2004 - PRO estabelece os procedimentos e

critérios para a avaliação objetiva de pavimentos rígidos de concreto, qual se baseia

na metodologia desenvolvida pela U.S. Army Construction Engineering Research

Laboratory – CERL.

De acordo com a norma, avaliar a condição estrutural do pavimento baseado

na determinação do ICP (Índice de Condição do pavimento) caracteriza a avaliação

60

objetiva. O índice é definido como a “medida da condição estrutural do pavimento,

capaz de fornecer ao engenheiro de pavimentação informações para a verificação

das condições da rodovia e para o estabelecimento de políticas de manutenção,

prevenção e de recuperação”.

A avaliação objetiva é determinada por cinco etapas. Primeiro é feito uma

analise dos dados obtidos na inspeção visual (DNIT 060/2004 – PRO). O objetivo da

segunda etapa é o calculo do ICP. Após o calculo, um avaliador atribuirá a cada uma

das amostras e ao trecho um conceito, que será definido em função do ICP

calculado. A quarta etapa consiste em levantar o histórico da rodovia. Por fim, é

emitido um laudo final.

O procedimento para cálculo dos ICP é explicado no item 2 do anexo A da norma

DNIT 062/2004, a saber:

a) Determinado os tipos de defeito, graus de severidade e a porcentagem de

placas afetadas, define se os valores dedutíveis obtidos nas curvas que estão

contidas em tal anexo;

b) É feito o somatório dos valores dedutíveis obtidos nas curvas;

c) Deve ser corrigido o somatório dos valores dedutíveis e assim obtendo o

VDC. O valor dedutível corrigido é encontrado no item 7 da norma;

d) Por último, chegar ao valor do ICP, por meu da seguinte subtração: 100 –

VDC.

A partir do anexo B da norma juntamente com o ICP obtido, é possível se

estabelecer a condição do pavimento, a saber:

§ De 0 a 10: Destruído;

§ De 11 a 25: Muito ruim;

§ De 26 a 40: Ruim;

§ De 41 a 55: Razoável;

§ De 56 a 70: Bom;

§ De 71 a 85: Muito bom;

§ De 86 a 100: Excelente.

61

Os dados obtidos na inspeção visual são registrados na Ficha de Inspeção de

cada amostra, podendo ser acrescidas de informações complementares

dependendo o caso. Como exemplo de aplicação da determinação do ICP conforme

a norma DNIT 062/2004 – PRO, foi realizado o levantamento de 80 placas,

referentes a quatro segmentos do Acesso à Rua Wilson de França, em Curitiba. As

fichas e o resumo da inspeção são apresentados no Apêndice do presente trabalho.

2.3.5 Procedimento para avaliação subjetiva de pavimentos de concreto

Outro modo de avaliação de pavimentos rígidos é a avaliação subjetiva,

regulamentada pela norma brasileira DNIT 063/2004 – PRO. Isto consiste, segundo

a norma, em “avaliar-se as condições do pavimento, especialmente a que se refere

ao conforto de tráfego, por meio de observações realizadas por avaliadores que

trafegam sobre este pavimento e que atribuem notas ao mesmo. Neste tipo de

avaliação é muito importante a experiência do avaliador”.

Na inspeção, três avaliadores separadamente, irão percorrer cada trecho

duas vezes; “a primeira com velocidade reduzida, quando serão observados

detalhes da pavimentação, e a segunda, com velocidade próxima ao limite permitido

na rodovia, para serem avaliadas as condições de conforto, segurança e

escoamento de trafego”. Para cada trecho deve-se utilizar uma Ficha de Avaliação

(anexo A da norma).

Ao final da inspeção de cada trecho, é atribuída uma nota para o pavimento,

a escala que define a nota esta contida no anexo B da norma, Figura 23. A nota final

do pavimento será função dos conceitos atribuídos pelos três avaliadores.

Também é feito um levantamento histórico da rodovia (anexo C da norma).

Esse levantamento deve conter informações sobre os dados de projeto, de

construção, de operação e de reforços.

Ao final é emitido um laudo que devera conter;

62

a) Parecer sobre o comportamento da pavimentação dos trechos avaliados e

sobre a condição geral da estrutura;

b) As notas atribuídas a pavimentação dos trechos;

c) As prováveis causas dos defeitos relacionados;

d) Locais em que a situação é critica;

e) Fichas de Avaliação;

f) Assinaturas dos avaliadores.

Figura 23: Escala do ICP e seus respectivos conceitos, segundo a norma DNIT 062/2004-PRO.

63

2.3.6 Escolha da alternativa de reabilitação mais adequada

Após o término do processo de avaliação das condições globais do

pavimento existente, inicia-se o estudo das alternativas cabíveis de reabilitação,

neste estudo, deve ser levado em consideração as causas que originaram os

defeitos, assim evitando a reincidência destes. As alternativas a serem analisadas

deverão quantificar o volume de trabalho necessário e sues respectivos custos.

Depois de definidas as alternativas viáveis, são selecionadas aquelas

consideradas mais factíveis, levando em consideração os fatores técnicos e

econômicos indicados a seguir:

a) Custo/beneficio;

b) Controle e operação do trafego;

c) Vida mínima prevista para o pavimento reabilitado;

d) Materiais disponíveis na região;

e) Geometria das pistas;

f) Disponibilidade de equipamentos e mão de obra;

g) Política global de prioridades da malha rodoviária.

A alternativa é considerada factível de reabilitação quando ataca as causas

dos defeitos, que é efetiva na reparação destes defeitos evitando a reincidência do

problema, atendendo, simultaneamente, as falhas técnicas e econômicas. As

alternativas factíveis poderão abranger uma ou mais técnicas de reabilitação

dependendo do tipo e do grau de severidade dos defeitos.

A escolha da alternativa de reabilitação mais adequada para determinado

pavimento esta condicionada a dois tipos de fatores:

a) Fatores econômicos;

b) Fatores não econômicos.

64

Os fatores econômicos (custo inicial, custo de manutenção, custo anual,

custo final, custo anual e custo final) apresentam o maior peso na escolha de uma

alternativa de reabilitação.

Quando se faz uma análise do custo de reabilitação ao longo de um tempo

de serviço, alguns parâmetros cuja avaliação contém algum grau de incerteza

podem ser utilizados, sabendo-se que a vida útil da alternativa determinada, esta

sujeita a variáveis, como:

a) Qualidade dos materiais implantados;

b) Condições climáticas regionais;

c) Tráfego solicitante.

Quando se faz uma análise dos fatores não econômicos os seguintes itens

são considerados:

a) Vida útil da alternativa escolhida;

b) Duração prevista da obra;

c) Controle e operação do trafego;

d) Confiabilidade;

e) Facilidade de execução;

f) Facilidade de manutenção.

A escolha da medida de reabilitação está bastante vinculada ao tipo de

defeito. O Manual de Pavimentos Rígidos do DNIT (2005) apresenta um

relacionamento entre os defeitos e as respectivas técnicas de reparo, como

apresentado na Tabela 5.

65

Tabela 5: Relação dos tipos de defeitos e suas respectivas técnicas de reparo.

Tipo de Defeito Técnica de Reparação

Bombeamento • Nivelamento por meio de injeção.

Escalonamento de juntas • Fresagem ou escarificação.

• Alçamento de placa por meio de injeção-Reforço do pavimento.

Fissuras lineares • Reparos que abrangem toda a espessura.

Placas divididas • Reconstrução da placa.

Esborcinamento de

juntas • Reparos que não abrangem toda a espessura da placa.

Alçamento de placas • Reparos que abrangem toda a espessura da placa.

Quebras localizadas • Reparos que abrangem toda a espessura da placa.

O processo de reabilitação se divide em reabilitação por reforço do

pavimento e reabilitação por outros processos. A descrição destes tipos de reforço

encontra-se nos itens a seguir.

2.3.6.1 Reabilitação por meio de reforço no pavimento

Segundo o DNIT (2005) pode-se aplicar um reforço nos pavimentos rígidos

por pavimentação superposta, que poderá ser um reforço rígido ou flexível, e a

determinação depende de fatores como:

a) Custo;

b) Vida útil prevista;

c) Disponibilidade de equipamentos e materiais;

d) Necessidade de serviços preliminares;

Os tipos de recapeamento de um pavimento de concreto existente, com

outro pavimento de concreto, dando origem a um pavimento superposto estão

descritos a seguir (DNIT, 2010):

a) Pavimento superposto sem aderência

66

Nesta condição, é colocada uma camada de separação (que costuma ser

de concreto asfáltico), entre o pavimento de concreto existente e o novo

pavimento superposto de concreto.

Figura 24: Exemplo de reforço sem aderência entre as camadas (ANDRADE, 2002).

b) Pavimento superposto com aderência parcial

Nesta condição não ocorre uma perfeita aderência entre os dois

pavimentos superpostos.

Figura 25: Exemplo de reforço com aderência parcial entre as camadas (ANDRADE, 2002).

c) Pavimento superposto com aderência total

Nesta condição o pavimento superposto e o pavimento existente devem ter a

mesma capacidade estrutural de uma placa fictícia.

67

Figura 26: Exemplo de recapeamento com aderência total entre as camadas (ANDRADE, 2002).

2.3.6.2 Reabilitação por outros processos

Neste caso, os métodos de reabilitação de pavimentos rígidos não aplicam o

reforço da estrutura. Os métodos de reabilitação são descritos abaixo (DNIT, 2005);

a) Reparos que não afetam toda espessura da placa;

b) Recuperação de juntas (esborcinamento, resselagem);

c) Tratamento de fissuras superficiais (fissuras superficiais lineares);

d) Recuperação de desgaste superficial e escamação;

e) Reparos que afetam toda espessura da placa;

f) Fissuras transversais de abertura superior a 1,5mm ou seriamente

esborcinada;

g) Reconstituição parcial da placa;

h) Reconstituição total da placa.

2.4 TÉCNICAS DE REABILITAÇÃO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO

Os pavimentos de concreto simples, em especial aqueles dotados de barras

de transferência, são estruturas de pavimentos tipicamente projetados e submetidos

á aplicação de cargas pesadas e, conseqüentemente, a um grande número de

repetições.

68

As ações do tráfego aliadas a deficiências executivas e aos fatores

ambientais resultam em vários tipos de danos aos pavimentos. Entre os mais

comuns destacam-se as degradações nas juntas e o trincamento das placas, que

com o decorrer do tempo acabam esborcinando, escalonando e causando

deteriorações estruturais e funcionais.

As atividades referentes á reabilitação freqüentemente são negligenciadas

excetuando-se aquelas provenientes de reparos emergenciais, com conseqüentes

perdas estruturais e necessidade da execução de reforços e/ou reconstruções.

Na seqüência, são apresentadas as principais técnicas de reabilitação

aplicadas no trecho em questão, e os principais detalhes executivos. Ressalta-se

que os detalhes são resultantes da compilação de estudos em sua maioria de

publicações da American Concrete Pavement Association (ACPA).

2.4.1 Reparos de espessura plena

Os reparos profundos ou de espessura plena são aqueles que implicam na

remoção e concretagem de pelo menos uma porção da placa de concreto, de

maneira que atinja toda a espessura da placa e restaure as áreas deterioradas.

Estes reparos podem promover conforto ao rolamento, integridade estrutural

e aumento na vida de serviço do pavimento. A tabela 6 lista os defeitos nos

pavimentos de concreto que requerem reparos profundos:

Tabela 6: Tipos e severidade dos defeitos que requerem reparos profundos.

Tipo de Defeito Nível mínimo de severidade requerida

Alçamento de Placas Baixa

Trinca de Canto Baixa

Durabilidade (Trincamento em D e

reação álcali agregado) Moderada

Deterioração de Junta Moderada (com degrau ≥ 6mm)

Trincas transversais aleatórias Moderada (com degrau ≥ 6mm)

Trincas longitudinais aleatórias Alta (com degrau ≥ 12mm)

69

Na Figura 27 a seguir é apresentado o detalhamento dos reparos profunfos.

PLANTA DO REPARO

CORTE AB

A B

Tela EQ 396

DETALHE "1"

Armadura inferior

Tela Q396

DETALHAMENTO

Figura 27: Detalhes de Execução de Reparos Profundos ou de Espessura Plena (AMODAL, 1998).

Na seqüência são relacionados os procedimentos executivos para a

realização de reparos de espessura plena:

a) Verificar as dimensões do reparo no cadastro dos defeitos e esquema

de reabilitação;

b) Demarcar com giz ou tinta o contorno do reparo;

c) Serrar com equipamento apropriado o contorno do reparo e em toda a

espessura da placa;

d) Demolir e retirar o concreto da área a reparar;

e) Executar a limpeza da área do reparo (Figura 28);

70

Figura 28: Área a ser reparada após remoção e limpeza. (AMODAL,1998).

f) Verificar o estado da sub-base (se necessário, refazê-la);

g) Efetuar a furação das placas existentes para a inserção das barras de

transferência;

h) Executar a limpeza dos furos;

i) Fazer a injecao de epóxi nos furos;

j) Inserir as barras de transferência (Figura 29).

Figura 29: Aplicação do epóxi e das barras de transferência. (AMODAL,1998).

k) Engraxar as extremidades das barras de transferência, voltadas para o

lado interno do reparo;

l) Lavar a área interna do reparo;

m) Efetuar a concretagem, texturização, cura química e preparar para cura

prolongada (Figura 30)

71

Figura 30: Concretagem da placa de concreto. (ACPA,2006)

2.4.2 Reparos de espessura parcial

Os reparos superficiais ou de espessura parcial ou simplesmente reparos

parciais são técnicas de reabilitação que restauram defeitos de superfície

localizados, tais como, esborcinamento de juntas e fissuras compreendidas entre um

terço e no máximo metade da espessura da placa de concreto e escamação da

superfície da placa. Esses remendos usualmente são muito pequenos, com áreas

menores que 1,00 m2 e com profundidades variando de 50 mm a 75 mm.

Convencionalmente utilizam-se misturas que permitam abrir o tráfego entre

24 a 72 horas, com resistências mínimas a compressão de 25 MPa, podendo-se

utilizar tempos de 4 a 6 horas e 12 a 24 horas.

2.4.3 Inserção de barras de transferência de carga (retrofit)

A transferência de carga é a habilidade de uma placa de transferir parte de

sua carga para a placa vizinha por meio de juntas transversais, conforme ilustrado

na Figura 31, a falta ou insuficiência de transferência adequada de carga provoca o

aparecimento de degraus nas juntas transversais, entre uma placa e outra, ou ainda,

em fissuras transversais na mesma placa.

72

Figura 31: Exemplo da eficiência da transferência de carga (ACPA, 1995).

O dispositivo desenvolvido para restaurar a transferência de carga

inicialmente em pavimentos não dotados de barras de transferência e em fissura é

denominado de inserção de barras de transferência (retrofit).

A inserção de barras de transferência é uma operação na qual são serrados

sulcos ou ranhuras nas placas de concreto ao longo das juntas e fissuras

transversais e em seguida são inseridas barras de transferência com diâmetros

variando entre 25mm a 38mm, na direção da trilhas de roda interna e externa, com a

finalidade de restabelecer a transferência de carga (ACPA, 1995).

Na seqüência, são relacionados os procedimentos executivos para a

realização da inserção dos dispositivos de transferência de carga (retrofit):

a) Verificar no cadastro dos defeitos e esquema de reabilitação a

localização e extensão do reparo;

b) Demarcar com giz e serrar as ranhuras ;

73

Figura 32: Demarcação com giz. (AMODAL, 2002).

c) Retirar o concreto;

Figura 33: Retirada do concreto (AMODAL, 2002).

d) Executar a limpeza das ranhuras;

e) Aplicar ponte de aderência;

f) Posicionar as pastilhas;

g) Posicionar as barras de transferência (Figura 34);

Figura 34: Posicionamento das barras de transferência (AMODAL, 2002).

74

h) Efetuar a concretagem e cura das ranhuras;

i) Após cura efetuar fresagem e selagem da fissura.

Os concretos utilizados devem ter resistência mínima à compressão de

30MPa para a abertura ao tráfego.

Após a concretagem, e atingida as resistências mínimas, podem ser

realizadas operações de fresagem de maneira a reduzir possíveis degraus e

restabelecer o conforto ao rolamento.

DETALHE DA RANHURA EM PLANTA

DETALHE DA RANHURA EM ELEVAÇÃO

PLANTA

DETALHAMENTO

Figura 35: Detalhe da inserção de barra de transferência. (ACPA, 1995).

75

2.4.4 Reparos em fissuras e juntas longitudinais (grampeamento)

Os reparos em fissuras longitudinais ou simplesmente grampeamentos são

realizados nas fissuras que tem largura inferior à 12mm, esborcinamentos que não

se estendem mais do que 150 mm e degraus menores que 12 mm.

Quando realizados nas juntas longitudinais, se fazem necessários onde a

abertura é fora do normal. As causas prováveis dessa anormalidade são oriundas do

escorregamento lateral da placa, em virtude de afundamento diferencial do solo de

fundação, acostamento não estabilizado, má execução da junta e inexistência ou

sub-dimensionamento das barras de ligação conjugadas com a ação do tráfego.

A maneira de restaurar esses defeitos consiste na abertura de sulcos ou

ranhuras transversais à junta ou à fissura, até a metade da espessura da placa,

seguida da inserção de grampos de 16mm de diâmetro em aço CA-50 corrugado,

espaçados a cada 60 cm, com as finalidades de assegurar a não abertura da junta

ou fissura e a contenção da propagação da fissura (GARCIA, 1993), conforme

detalhes apresentados na Figura 36.

76

PLANTA

CORTE

DETALHAMENTO

comprimento de ranhura= 450mm

DETALHE DAS RANHURAS

Figura 36: Detalhes de Execução de Reparos em fissuras longitudinais e/ou juntas longitudinais

(GARCIA, 1993).

Na seqüência são relacionados os procedimentos executivos para a

realização dos grampeamentos em fissuras e juntas longitudinais.

a) Verificar a localização e extensão do reparo no cadastro dos defeitos e

esquema de reabilitação;

b) Demarcar com giz e serrar as ranhuras;

c) Romper o concreto;

d) Executar os furos nas ranhuras;

e) Limpar as ranhuras;

77

f) Aplicar o epóxi nos furos das extremidades (Figura 37);

Figura 37: Aplicação de resina epóxi (AMODAL, 2002).

g) Posicionar os grampos (Figura 38);

Figura 38: Posicionamento das barras. (AMODAL, 2002).

h) Efetuar a concretagem e cura das ranhuras ( Figura 39);

Figura 39: Concretagem das Ranhuras (AMODAL,2002).

78

i) Após cura efetuar serragem e selagem da fissura (Figura 40).

Figura 40: Aspecto final da fissura grampeada e selada (AMODAL, 2002).

2.4.5 Resselagem de juntas e fissuras

Com o passar do tempo os selantes das juntas e das fissuras dos

pavimentos de concreto sofrem e acumulam degradações. Os selantes perdem a

aderência com as paredes que compõem o reservatório da junta ou perdem seu

fator de forma (relação entre profundidade e largura da junta) e rompem-se. Além

das perdas de aderência e do fator de forma os selantes perdem sua flexibilidade

pela ação de agentes naturais e da exposição ao oxigênio, ozônio e raios solares.

(ANDRADE, 2002).

Figura 41: Exemplo de selante que se solta com o tempo (AMODAL, 2002).

79

As degradações dos selantes permitem que a água penetre através das

juntas e infiltre nas camadas de sub-base e subleito provocando bombeamentos e

erosões. Essas degradações podem resultar na perda de suporte estrutural

provocando assentamentos e degraus nas placas de concreto. As degradações do

selante provocam a entrada de materiais incompressíveis nas juntas e impedem os

movimentos de expansão e contração das placas, provocando esborcinamentos nas

juntas. (ANDRADE, 2002).

De maneira a estender a vida dos pavimentos, os selantes das juntas e

fissuras devem sofrer restaurações periódicas de maneira a amenizar as infiltrações

de água e materiais incompressíveis.

As resselagens das juntas e fissuras devem ser realizadas

apropriadamente, sendo os procedimentos construtivos apresentados na sequência.

a) Remover o selante e materiais incompressíveis existentes com

equipamento que não danifique o reservatório do selante;

b) Reconstruir ou reparar as juntas que tenham problemas de

esborcinamentos, de severidade alta;

c) Refazer a junta serrando adequadamente de maneira a manter o fator

de forma (relação entre a profundidade e a largura da junta);

Figura 42: Serragem das juntas. (ACPA).

80

d) Limpar adequadamente o reservatório com água, seguido de secagem

com jato de ar;

e) Instalar o cordão de polipropileno de maneira a propiciar a profundidade

correta que garanta o fator de forma do reservatório;

f) Aplicar selante de qualidade de maneira a assegurar o desempenho da

junta (Figura 43).

Figura 43: Resselagem das juntas (ACPA).

As aberturas típicas de juntas normalmente observadas estão sumarizadas

na tabela a seguir.

Tabela 7: Medidas de Abertura de Juntas para uma temperatura de 20ºC.

Espaçamento

das juntas (m)

Abertura da Junta (mm)

Sub-Base Estabilizada Sub-Base Granular

Somente

devido a

temperatura

Total

Somente

devido a

temperatura

Total

4,5 1,0 1,3 1,3 1,5

6,0 1,3 1,8 1,5 2,0

9,0 2,0 2,5 2,5 3,0

15,0 2,5 3,3 3,3 4,3

50 (15,25) 3,3 4,3 4,1 5,3

100 (30,5) 6,6 8,6 8,1 10,7

81

As dimensões do reservatório do selante são importantes. Um reservatório

do selante tendo fator de forma 1:1 (Profundidade : Largura) ou menor pode resultar

em deformações mínimas no selante.

As deformações também são minimizadas se o topo e a parte de baixo do

selante possam ficar com a forma natural de uma parábola. Isto pode ser

conseguido se durante a confecção da selagem utilizar-se um cordão de

polipropileno abaixo do selante.

A largura da junta (L) deve ser adequada de maneira que, depois de

aplicado, o selante não tenha expansão maior do que 20% de sua largura de

aplicação. Silicones de módulos baixos podem ser projetados para 50% de tração de

deformação.

Os valores recomendados de largura (L) e profundidade (P) em função do

tipo de selante a ser empregado são apresentados na tabela 8.

Tabela 8: Recomendações de valores para L e P em função do selante.

Tipo do

Selante

Espaçamento

das Juntas

(m)

Profundidade

(P) em mm

Largura (L) em

mm

Selantes

a quente

1,0 -6,0 12-25 12

6,1-12,0 12-25 19

12,1-18,0 12-25 25

Selantes

à base

de

Silicone

1,0-6,0 6 6

6,1-12,0 6 12

12,1-18,0 10 16

18,1-24,0 12 19

82

2.4.6 Estabilização de placas por meio de injeção

Um dos problemas que causam degradações e perda de serventia nos

pavimentos de concreto é a falta de suporte devido a vazios localizados em baixo

das placas dos pavimentos de concreto. Os vazios normalmente ocorrem nas

proximidades das trincas e juntas, ou ao longo do bordo do pavimento e

freqüentemente não são superiores a 3 mm.

Esses vazios são normalmente provocados por forças distintas de:

a) Bombeamento;

b) Consolidação;

c) Encontro com obras de arte especiais.

O processo de estabilização de placas, também denominado de

grauteamento, é um processo não destrutivo que preenche os vazios embaixo da

placa e restaura a capacidade de suporte sem elevação ou sobreposição de outra

camada no pavimento de concreto existente.

O sucesso de uma estabilização depende da determinação do instante ou

ocasião adequada de realizá-la, baseada na detecção dos vazios, seleção de

matérias e uso adequado das práticas de execução do processo.

Para que as placas possam ser estabilizadas são empregados métodos de

localização dos vazios, destacando-se as inspeções, visuais, medida das deflexões

e sondagem através do aparelho GRP (Ground Penetration Radar).

Após a detecção dos vazios, deve-se, primeiramente, locar, executar os

furos, injetar o material de grauteamento e efetuar o teste para verificar se a

estabilização foi adequada. O posicionamento e os furos para execução do

grauteamento normalmente, são realizados próximo das juntas e fissuras e

dependem do tipo de pavimento de concreto.

83

Usualmente utiliza-se mais de um furo, posicionado a 460 mm da borda do

acostamento e afastado entre 1,2 a 2,7 metros de junta ou fissura.

O diâmetro adequado dos furos dependerá do tipo de material utilizado no

grauteamento. Para os grauteamentos que utilizam elementos pozolânicos deve-se

utilizar furos com diâmetros entre 30 e 50 mm, e para injeções com poliuretano, não

devem exceder a 15 mm.

O processo de injeção (bombeamento) na maioria dos casos inicia-se pelos

furos do centro da pista e finalmente nos localizados próximos ao acostamento. A

pressão de injeção do grauteamento varia entre 0,3 a 0,5 MPa, sendo 0,7Mpa a

máxima pressão recomendada (ACPA,1994).

O bombeamento deve cessar quando alguma das condições seguintes

ocorrer:

a) A placa começa a levantar-se;

b) Se com a máxima pressão permitida não for possível injetar mais

material de grauteamento;

c) O material de grauteamento começa a fluir através de um furo adjacente;

Em nenhuma das condições o grauteamento deve continuar se, após um

minuto, o material de grauteamento não fluir por um furo adjacente, junta ou trinca, e

também se o extensômetro da viga Benkelman não registrar nenhum movimento.

Essas condições provavelmente indicam que o material de grauteamento está sendo

disperso para uma cavidade a qual requer outro tipo de reparo. Tradicionalmente,

após completar a injeção, os furos são fechados com um tampão de madeira, de

maneira que, não permitam a dissipação rápida de pressão e a fuga do material de

grauteamento.

84

3. ESTUDO DE CASO

3.1 INTRODUÇÃO

Este Capítulo do trabalho tem como objetivo apresentar uma aplicação

prática e solução de um problema de engenharia, referente à implantação e

recuperação do pavimento de uma estação de ônibus da RIT (Rede Integrada de

Transportes) da cidade de Curitiba.

O projeto faz parte do Programa de Recuperação Ambiental e Ampliação da

Capacidade de Transporte – RIT, que entre outras obras, engloba a implantação da

Linha Direta no eixo Norte/Sul. O programa é financiado pela AFD (Agência

Francesa de Desenvolvimento) e tem por objetivos principais:

a) Aumentar a cobertura da RIT;

b) Diminuir os tempos de viagem nas linhas troncais e tempos de espera nas

estações do transporte urbano;

c) Contribuir para a diminuição do número de acidentes com vítimas ao longo

dos eixos troncais;

d) Promover modos de transporte eficientes.

O Projeto de Reabilitação das estações da linha direta Norte/Sul foi

executado pelas empresas ENGEMIN ENGENHARIA E GEOLOGIA e AFIRMA

ENGENHARIA VIÁRIA, no ano de 2009. Para efeito de elaboração do presente

Estudo de Caso, foram coletadas informações quanto a geometria da via, as

sondagens de solo e ensaios do trecho em questão. O projeto geométrico da via

encontra-se anexo a este estudo.

A partir destas informações e das inspeções no trecho realizada nas datas

de 5 e 8 de maio de 2010, efetuamos o dimensionamento das placas de concreto a

serem implantadas e o Projeto de Recuperação das placas já existentes. O

dimensionamento será calculado pelo método PCA/84 apresentado no item 2.2.6

deste trabalho e o Projeto de Recuperação das placas existentes se baseará nas

técnicas de inspeção visual e técnicas de reabilitação do item 2.3.

85

A implantação da Linha Direta requer o deslocamento das estações tubo que

hoje se encontram frente a frente, de forma que os ônibus possam efetuar

ultrapassagens nos pontos de parada. Esta solução já foi implantada no corredor de

transporte da Av. Marechal Floriano, entre a estação Lourenço Pinto no centro da

cidade e o viaduto da Linha Verde conforme ilustrado na Figura 44. Desta forma, os

ônibus da Linha Direta realizam menos paradas durante o trajeto.

Figura 44: Aspecto da via exclusiva após desalinhamento das estações na Av. Marechal Floriano

Peixoto. (Fonte: RPC)

3.2 OBJETO DE ESTUDO

A escolha da estação para estudo partiu do interesse em registrar o maior

número possível de defeitos nas placas de concreto existentes, para demonstrar os

processos apresentados neste trabalho. Partindo deste princípio, a estação Moysés

Marcondes, situada na Av. João Gualberto mostrou-se uma boa opção, já que entre

as inspecionadas foi a que mostrou a maior variedade de defeitos no pavimento de

concreto existente.

A Figura 45 apresenta a localização da estação Moysés Marcondes no mapa

da Cidade de Curitiba.

86

Figura 45: Localização da Estação Moysés Marcondes – Ponto “A”. (Fonte: Google Maps)

A Figura 46 mostra uma imagem de satélite da situação atual da estação

Moysés Marcondes, com as estações tubo frente a frente no centro da imagem, e a

figura 47 ilustra esquematicamente em planta como ocorre o processo de

ultrapassagem dos veículos nas estações tubo. A planta com a geometria da via

após a realização da obra encontra-se anexa a este trabalho.

Figura 46: Imagem de satélite da Estação Moyses Marcondes. (Fonte: Google Earth)

87

Figura 47: Exemplo do deslocamento das estações para ultrapassagem dos veículos. (Fonte: IPPUC)

3.3 AVALIAÇÃO DA CONDIÇÃO ATUAL

3.3.1 Dados de Tráfego

O conhecimento do tráfego é fundamental para a definição de um

diagnóstico preciso do pavimento existente. Para o dimensionamento é necessária a

determinação adequada do tráfego futuro. Assim sendo, foi procedida à coleta dos

dados de tráfego junto a URBS, no intuito de determinar o número previsto de

repetições de eixos para a vida de projeto.

Na seqüência, são apresentados os dados fornecidos pela URBS, a

descrição do tratamento dos dados para obtenção dos parâmetros de tráfego e os

resultados obtidos que serão utilizados no dimensionamento do pavimento.

O veículo considerado foi o ônibus bi-articulado com 25 m de comprimento,

de acordo com informações do Instituto de Pesquisa e Planejamento Urbano de

Curitiba - IPPUC. As informações técnicas do ônibus são apresentadas na Tabela 9.

88

Tabela 9: Informações técnicas do ônibus bi-articulado.

ÔNIBUS BI-ARTICULADO (25m)

Número de Eixos: 4

TIPO DE EIXO 1 Eixo simples de roda simples - ESRS

3 Eixos simples roda dupla - ESRD

DISTRIBUIÇÃO DO PESO POR EIXO Eixo Dianteiro = 18,61%

Demais Eixos = 27,13%

Tara do Veículo 18.340 Kgf

Capacidade 270 passageiros

Motorista 1 pessoa

A partir das especificações do veículo calculou-se a carga por eixo para duas

situações distintas, conforme descrito a seguir:

a) Ônibus no horário de pico: 100% da capacidade de transporte;

b) Ônibus no horário normal: 50% da capacidade de transporte.

A URBS considera que o peso de cada passageiro é de 70 kgf, portanto teremos

o seguinte:

a) Ônibus no horário de pico (270 + 01 = 271 pessoas)

⇒ Carga total = tara + peso passageiros

Carga total = 18.340 kgf + 271 x 70 kgf = 37.310 kgf

⇒ Distribuição da carga = (carga total) x (% distribuição)

• eixo dianteiro = 37.310 kgf x 18,61% = 6.943 kgf

• demais eixos = 37.310 kgf x 27,13% = 10.122 kgf

⇒ Distribuição da carga

• eixo dianteiro = 6.944 kgf

• demais eixos = 10.122 kgf

• Total = 37.310 kgf

b) Ônibus no horário de normal (135 + 01 = 136 pessoas)

⇒ Carga total = tara + peso passageiros

Carga total = 18.340 kgf + 136 x 70 kgf = 27.860 kgf

89

⇒ Distribuição da carga = carga total x % distribuição

• eixo dianteiro = 27.860 kgf x 18,61% = 5.185 kgf

• demais eixos = 27.860 kgf x 27,13% = 7.558 kgf

⇒ Distribuição da carga

• eixo dianteiro = 5.186 kgf

• demais eixos = 7.558 kgf

• Total = 27.860 kgf

Na Tabela 10 a seguir, são apresentados os dados de tráfego do corredor de

ônibus em questão, obtidos junto à URBS:

Tabela 10: Dados de tráfego na estação Moysés Marcondes. (fonte: URBS)

Estação

Número de Viagens no horário de

pico

Número de viagens no

horário normal

Número de viagens diárias

Número de Viagens

anual

Moysés Marcondes 70 164 234 85.410

A partir dos dados de tráfego, foi calculado o número de solicitações

previstas para o período de projeto do pavimento de concreto (20 anos),

considerando uma taxa de crescimento de 2,5% ao ano. Na Tabela 11 são

apresentados os dados de tráfego considerado para o período de projeto.

90

Tabela 11: Dados de tráfego para o período de projeto de 20 anos.

ANO

Volume Total de Tráfego

ANO

Volume Total de Tráfego

Anual Acumulado Anual Acumulado

2009 85.410 - 2020 112.065 1.092.868 2010 87.545 87.545 2021 114.867 1.207.735 2011 89.734 177.279 2022 117.739 1.325.474 2012 91.977 269.256 2023 120.862 1.446.156 2013 94.277 363.533 2024 123.699 1.569.855 2014 96.634 460.167 2025 126.792 1.696.647 2015 99.049 559.216 2026 129.961 1.826.608 2016 101.526 660.742 2027 133.210 1.959.818 2017 104.064 764.805 2028 136.541 2.096.359

2018 106.665 871.471 2029 139.954 2.236.313

2019 109.332 980.803

Na Tabela 12 é apresentado o cálculo do número de repetições por classe de

eixo, para o período de projeto de 20 anos

Tabela 12: Número de repetições por classe de eixo.

Classe de Eixo Carga por Eixo

% DISTR. Fator de Eixo Volume Total Nº de repetições Tf kN

Simples

5,18 51 17,50%

4 2.236.313

1.565.419 6,94 68 7,50% 670.894 7,56 74 52,50% 4.696.257

10,12 99 22,50% 2.012.682 TOTAL 100,00% 8.945.252

3.3.2 Sondagens

No intuito de avaliar a estrutura existente do pavimento, foram realizadas

sondagens a pá e picareta na Avenida João Gualberto. Foram realizados dois furos

de sondagem na via marginal com profundidades de até 1,78m, no trecho

pertencente à estação tubo Moysés Marcondes. A localização dos furos encontra-se

na planta em anexo, e o resumo da estrutura encontrada é apresentado a seguir:

91

• Furo 1 - Via marginal sentido Sul, est. 0+110 m – trecho composto por

uma camada de CBUQ com espessura de 6,0 cm, camada de concreto

rolado com 19,0 cm, camada de brita com areia com 29,0 cm e camada

de 97,0 cm de argila marrom;

• Furo 2 - Via marginal sentido Norte, est. 0+220 m – trecho composto por

uma camada de CBUQ com espessura de 10,0 cm, camada de brita

graduada com 26,0 cm, camada de brita 2" travada com pó de pedra com

45,0 cm e camada com 79,0 cm de argila variegada saturada;

O resultado dos ensaios de caracterização do subleito na estação Moysés

Marcondes, demonstrou que este é constituído de solos finos, com 79,7 a 95,6%

passando na peneira 200 (0,074mm). Também foi constatado que os índices físicos

médios assumiram os seguintes valores:

• LL=57,6

• IP=15,2

Os solos encontrados neste trecho apresentam as seguintes características

geotécnicas para os valores médios de ISC e expansão:

• ISC/CBR=7,0%

• Expansão=2,34%

3.3.3 Avaliação da Condição de Superfície

A inspeção visual dos defeitos nas oito placas de concreto que compõe o

pavimento da estação tubo Moysés Marcondes foi realizada seguindo a terminologia

e os critérios de caracterização dos defeitos da norma do DNIT 060/2004-PRO. Na

seqüência, foi realizada a elaboração de um caderno de imagens, com fotos

referentes a cada um dos defeitos encontrados nas placas de concreto. Os defeitos

92

detectados no pavimento seguem a terminologia determinada pela norma DNIT

061/2004-TER.

a) Defeito na selagem das juntas;

b) Desgaste superficial;

c) Degrau de juntas;

d) Esborcinamento de juntas;

e) Fissuras Longitudinais;

f) Fissuras Transversais.

Para efeito de projeto e definição das medidas de recuperação do pavimento

de concreto, é necessário além da relação dos defeitos, localizá-los e definir seus

respectivos graus de severidade.

Figura 48: Defeitos nas placas de concreto.

93

Além dos defeitos relacionados na Figura 52, foi registrado que todas as

juntas das placas de concreto apresentavam problema de selagem. A Tabela 13

abaixo faz um resumo de todos os defeitos encontrados e apresenta o grau de

severidade.

Tabela 13: Defeitos por placa.

PLACA DEFEITO GRAU DE SEVERIDADEFissura Longitudinal MédioFissura Linear Diagonal BaixoDefeito na Selagem das Juntas Médio

2A Defeito na Selagem das Juntas MédioFissura Transversal MédioDefeito na Selagem das Juntas MédioDesgaste Superficial -Defeito na Selagem das Juntas MédioFissuras Lineares AltoDefeito na Selagem das Juntas MédioFissuras Lineares AltoDefeito na Selagem das Juntas MédioDegrau de Junta MédioFissuras Lineares BaixoDesgaste Superficial -Defeito na Selagem das Juntas MédioEsborcinamento de Junta AltoFissura Longitudinal BaixoDefeito na Selagem das Juntas MédioEsborcinamento de Junta Alto

4B

1A

3A

4A

1B

2B

3B

94

3.3.4 Relatório Fotográfico

Na sequência, são apresentadas as fotos dos defeitos encontrados na

Estação Moysés Marcondes.

Tabela 14: Ilustração dos tipos de defeitos da Estação Moysés Marcondes.

Vista da Estação Moysés Marcondes Fissura Longitudinal

Fissura Longitudinal e Transversal Degrau de Junta.

Desgaste Superficial Esborcinamento de Junta

95

3.4 IMPLANTAÇÃO DAS PLACAS DE CONCRETO

Neste item serão apresentados os procedimentos de cálculo para o

dimensionamento, bem como alguns detalhes construtivos das placas de concreto.

3.4.1 Dimensionamento das Placas de Concreto

Os dados de tráfego e condições de suporte do subleito referentes à

implantação das placas de concreto foram apresentados no item 3.3.

O pavimento proposto será executado pela técnica Inlay, em que o

pavimento implantado é encaixado no existente após a remoção do revestimento e

parte da base. Portanto, além de atender aos critérios de dimensionamento, é

importante que a espessura da placa deva ser compatível com as dimensões

disponíveis em campo, de forma que se mantenha o greide da pista. Deve-se ainda

prever uma placa de transição para que não haja descontinuidade na interface do

pavimento de concreto implantado com o pavimento flexível, de forma que sejam

minimizados recalques diferenciais e possíveis degraus.

Foi adotado um fator de segurança (Fsc) de 1,25 devido à alta canalização

do tráfego nos corredores de ônibus, e também pela alta pressão dos pneus utilizada

nos veículos (110 libras), o que reduz a área de contato pneu-pavimento.

As placas de concreto a serem implantadas serão executadas com juntas

transversais com barras de transferência de carga. A Tabela 15 apresenta um

resumo dos dados de entrada para o calculo da espessura pelo método PCA/84.

96

Tabela 15: Dados de entrada para o cálculo da espessura pelo método PCA/84.

Dimensões da Placa 5,00 x 3,50m Juntas com Barras de Transferência Sim Espessura Efetiva da sub-base remanescente 30,0 cm

Ksist. 60 Mpa/m

Resist. do concreto a tração na flexão (Fctm,k) 4,50 MPa/m Tipo de sub-base Granular Acostamento de concreto Não Período de projeto 20 anos Fator de segurança das cargas (Fsc) 1,25

CBRSL 7%

97

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bela

16

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cál

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mita

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696.

257

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012.

682

1.00

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98

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17

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das.

100

3.4.2 Detalhes Construtivos

Após a obtenção da espessura da placa, é necessário dimensionar as juntas

do pavimento. O espaçamento longitudinal é determinado de acordo com o tipo de

agregado e os valores mínimos estão na Tabela 18 a seguir.

Tabela 18: Espaçamento máximo das juntas transversais. (Fonte: ET-13, ABCP)

Tipo de agregado Miúdo Espaçamento

recomendado entre juntas transversais (m)

Pedra Britada até 7,5

Pedra Britada calcária, sílico-calcária ou pedregulho

calcário até 6,0

Seixo rolado, pedregulho silicoso, pedregulho com Dmáx

até 19mm, escória até 4,5

As barras de transferência são dimensionadas de acordo com a espessura

da placa pela Tabela 19 a seguir:

Tabela 19: Dimensões das barras de transferência. (Fonte: ET-13, ABCP)

Espessura da Placa (cm)

Bitola (mm)

Comprimento (mm)

Espaçamento (mm)

até 17,0 20 460 300 17,5 - 22,0 25 460 300 22,5 - 30,0 32 460 300

maior que 30,0 40 460 300

Portanto, foram adotadas barras de transferência de 32mm, com

comprimento de 500mm e espaçamento de 300mm.

A seguir, serão apresentados os detalhes construtivos das placas de

concreto:

101

Fig

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50: D

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102

Fig

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51: D

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ento

da

laje

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o.

103

3.5 RECUPERAÇÃO DO PAVIMENTO DE CONCRETO

As soluções apresentadas nesta seção são baseadas nos conhecimentos de

recuperação de pavimentos rígidos apresentados na revisão bibliográfica deste

trabalho.

3.5.1 Soluções Indicadas

Partindo do levantamento dos defeitos em campo, foi elaborado um plano de

recuperação para as placas defeituosas, apresentados na figura 52 abaixo:

Figura 52: Recuperação das placas de concreto.

104

De acordo com a Figura 52, foi possível complementar a Tabela 20 com as

soluções para os diferentes tipos de defeitos.

Tabela 20: Soluções de reparo das placas de concreto.

PLACA DEFEITO GRAU DE SEVERIDADE RECUPERAÇÃOFissura Longitudinal Médio GrampeamentoFissura Linear Diagonal Baixo -Defeito na Selagem das Juntas Médio Resselagem

2A Defeito na Selagem das Juntas Médio ResselagemFissura Transversal Médio Inserção de Barras de TransferênciaDefeito na Selagem das Juntas Médio Resselagem

4A Defeito na Selagem das Juntas Médio ResselagemFissuras Lineares Alto Reparo de Espessura PlenaDefeito na Selagem das Juntas Médio ResselagemFissuras Lineares Alto Reparo de Espessura PlenaDefeito na Selagem das Juntas Médio ResselagemDegrau de Junta Médio Reparo de Espessura PlenaDesgaste Superficial - -Defeito na Selagem das Juntas Médio ResselagemEsborcinamento de Junta Alto Reparo de Espessura ParcialFissura Longitudinal Baixo GrampeamentoDefeito na Selagem das Juntas Médio ResselagemEsborcinamento de Junta Alto Reparo de Espessura Parcial

4B

1A

3A

1B

2B

3B

3.5.2 Detalhamento dos Reparos

Nesta seção serão detalhados um a um os reparos adotados na recuperação das

placas de concreto.

3.5.2.1 Reparo de Espessura Plena

Deve-se estabelecer a metodologia de reparo total das placas onde aparecem

fissuras ou trincas generalizadas, alçamento de placas, placas divididas em diversos

pedaços, quebras localizadas, assentamento, placas bailarinas, etc. Utilizar este

reparo quando os defeitos atingirem mais de 2/3 da área da placa de concreto.

Reparo de Espessura Plena: Sugestão de Reparo:

105

• PLANTA

Figura 53: Reparo de espessura plena, planta.

• CORTE AB

Figura 54: Reparo de espessura plena, corte AB.

106

• DETALHE

Figura 55: Reparo de espessura plena, Detalhe 01.

3.5.2.2 Reparo de Espessura Parcial

Estabelecer a metodologia de reparo parcial das placas onde aparecem

fissuras ou trincas generalizadas, alçamento de placas, placas divididas em diversos

pedaços, quebras localizadas, assentamento, placas bailarinas, etc. Utilizar este

reparo quando a placa de concreto tiver mais de 1/3 de sua área em perfeitas

condições.

Reparo de Espessura Parcial: Sugestão de Reparo

• PLANTA

Figura 56: Reparo de espessura parcial, planta.

107

• DETALHE

Figura 57: Reparo de espessura plena, detalhe 01.

3.5.2.3 Inserção de Barras de Transferência

Estabelecer metodologia de aplicação de barras de transferência em trincas

ou em juntas transversais, através da técnica de Retrofit.

Inserção de Barras de Transferência: Sugestão de Reparo

• PLANTA

PLANTA

Figura 58: Inserção de barras de transferência, planta.

108

• DETALHE

DETALHE 1 - PLANTA

Figura 59: Inserção de barras de transferência, detalhe 01.

• CORTE AA

CORTE AA

Figura 60: Inserção de barras de transferência corte AA.

3.5.2.4 Restauração de Fissuras ou Juntas Longitudinais

Estabelecer a metodologia de reparo de fissuras longitudinais de média

severidade, com espessura superior a 1,0mm e com profundidade que pode atingir

toda a espessura da placa de concreto.

109

Restauração de Fissuras ou Juntas Longitudinais: Sugestão de Reparo

• PLANTA

ver detalhe das ranhuras

grampos de Ø16mm 50cm de comprimento a cada 60cm

junta transversal

junta longitudinal

Figura 61: Grampeamento, planta.

• DETALHE DAS RANHURAS

DETALHE DAS RANHURAS

furos de Ø25mm x 60cm

fissura ou junta longitudinal

ranhuras

Figura 62: Grampeamento, detalhe das ranhuras.

110

• ELEVAÇÃO

•

fissura ou junta longitudinal

ELEVAÇÃO

epóxi

grampo de Ø16mm x 50cmaço CA-50

fresagem e selagem

grout

comprimento de ranhura=45cm

5cm

5cm

e

e/2

e/2

Figura 63: Grampeamento, elevação.

111

4. CONCLUSÃO

Neste trabalho, abordamos dois assuntos de extrema importância

relacionados ao pavimento de concreto: a implantação de pavimentos novos e a

recuperação de pavimentos já existentes. O foco destes assuntos foi direcionado à

implantação e recuperação em pavimentos de concreto específicos para corredores

e paradas de ônibus.

No que se refere à implantação de pavimentos de concreto, o trabalho

apresentou os procedimentos para o adequado dimensionamento de pavimentos de

concreto simples pelo método da PCA/84. É importante frisar que o Brasil não

possui um método próprio para dimensionamento de pavimentos de concreto, os

métodos utilizados ainda provêem do estrangeiro, em especial dos Estados Unidos

da América, sendo assim o método foi desenvolvido para as particularidades e

situações apresentadas por este país. Portanto, fica como sugestão o

desenvolvimento de um método genuinamente brasileiro, focado para as

particularidades brasileiras em relação a solos, tráfego e todas outras variáveis

envolvidas no dimensionamento.

Assim como no dimensionamento de pavimentos de concreto, de modo geral

verificamos que há muito pouca bibliografia nacional relacionada a pavimentos de

concreto, este fator dificulta o projeto e a construção.

Especificamente quanto à recuperação de pavimentos de concreto, a

bibliografia nacional disponível tanto no DNIT quanto na ABCP é insuficiente e

desatualizada. Como resultado, as técnicas recomendadas por estes órgãos têm

pouca aplicabilidade na recuperação dos pavimentos. Motivados por esta falta de

suporte bibliográfico, baseamos nossa pesquisa e busca por soluções em

bibliografias estrangeiras mais pertinentes.

As soluções de recuperação de pavimentos de concreto apresentadas neste

trabalho são em grande parte extraídas dos Manuais da American Concrete

Pavement Association (ACPA). Estas técnicas são utilizadas há vários anos não

somente nos Estados Unidos como em outros países desenvolvidos, apresentando

112

excelentes resultados devido aos procedimentos eficientes, tanto na inspeção

quanto no projeto e execução. Desta forma, acreditamos que o presente trabalho

contribui para a difusão destas técnicas de recuperação de pavimentos de concreto,

não apenas em paradas de ônibus, mas em qualquer outra aplicação viária (Ruas,

Avenidas, Corredores de ônibus, etc.).

Com o objetivo de validar os procedimentos pesquisados na revisão da

literatura foram coletados dados de um projeto já existente para a Estação tubo

Moysés Marcondes. Após a realização do levantamento de defeitos por nossa

equipe e da análise dos dados de projeto, verificamos a importância da avaliação

criteriosa dos defeitos, da realização representativa de sondagens e ensaios e a

caracterização do tráfego. Observamos deficiências no projeto quanto à

caracterização dos defeitos (tipos e grau de severidade) e quantidade de sondagens

e ensaios.

Concluímos neste trabalho que é bastante viável a utilização de pavimento

de concreto em vias que apresentam tráfego de veículos pesados, em trechos de

baixas velocidades e locais de paradas de ônibus. A utilização de pavimento flexível

nestes casos se caracteriza pela deformação do pavimento, seja pela ocorrência de

deformações plásticas como afundamentos nas trilhas de roda, causando

desconforto aos passageiros, acúmulo de água nos locais deformados, manutenção

onerosa e praticamente contínua.

No caso dos corredores de ônibus ou faixas exclusivas, as alternativas de

construção ou recuperação devem levar em conta que o pavimento deverá suportar

os elevados esforços a que será submetido, devido à carga por eixo excessiva, a

baixa velocidade e o conseqüente maior tempo de aplicação de carga e os efeitos

de frenagem e aceleração.

Portanto, a iniciativa da Prefeitura Municipal de Curitiba de implantar

pavimento de concreto nas vias exclusivas de ônibus, seja em todo o trecho ou

somente nos pontos de parada, mostra-se uma decisão correta, por todos os fatos já

apresentados neste trabalho.

113

Como sugestão para trabalhos futuros, indicamos a pesquisa sobre a

implantação de projetos-padrão nas paradas de ônibus. Este procedimento já foi

iniciado pela Prefeitura Municipal de Curitiba, porém a generalização de dados de

tráfego e condições de suporte do local pode induzir a erros de dimensionamento,

que implicam em pavimentos superdimensionados ou sub-dimensionados. O estudo

sobre o custo de projeto frente à utilização do projeto padrão também seria de

grande contribuição, tendo em vista que a economia em não realizar um projeto

novo pode reverter-se em maiores gastos de execução de um pavimento

dimensionado com dados não exatos.

114

REFERÊNCIAS

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115

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116

DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES. DNIT 063/2004 – PRO: Pavimento rígido – Avaliação Subjetiva– Procedimento. Rio de Janeiro, 2004. 15p. DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de Pavimentação. Rio de Janeiro, 2006, 3. ed. 274p (IPR, Publ. 719) DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de Pavimentos Rígidos. Rio de Janeiro, 2005, 2. ed. 234p (IPR, Publ. 714) DEPARTAMENTO NACIONAL DE INFRA-ESTRUTURA DE TRANSPORTES. Manual de Recuperação de Pavimentos Rígidos. Rio de Janeiro, 2010.. 140p (IPR, Publ. 737) GASPARETTO, W. E. Manual técnico de barras de transferência e espaçadores soldados. São Paulo: [s.n.] 2001 GARCIA, L Cienfuegos A. Los Tramos con Pavimento de Hormigón Armado Contínuo de la Autopista Del Canfábrico, entre Oriedo y Pola de Siero. IV Jornada Sobre Pavimentos de Hormigón, Oriedo, 1993. GIUBLIN, C.R. Diretrizes para o Planejamento de Canteiros de Obra de Pavimentação de Concreto. Curitiba, 2002. LIEDI, B.B. et al. Pavimentação Asfáltica: formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: Petrobrás/ABEDA. 2006 MEDINA, J. Mecânica dos Pavimentos. Rio de Janeiro: Editora UFRJ, 1997. 380p. OLIVEIRA, P. L., Projeto Estrutural de Pavimentos Rodoviários e de Pisos Industriais de Concreto. Dissertação de Mestrado, Universidade de São Paulo. São Carlos, 2000, 218p. PEREIRA, Deividi da S. Estudo do comportamento de pavimentos de concreto simples em condições de aderência entre placa de concreto e base cimentada ou asfáltica. São Paulo, n/d. PITTA, Márcio Rocha. Construção de pavimentos de concreto simples. São Paulo, 1989. ABCP. PITTA, Márcio Rocha. Dimensionamento de pavimentos rodoviários e urbanos de concreto pelo Método da PCA/1984. 2. ed., São Paulo,1996. ABCP. PITTA, Márcio Rocha; RODRIGUES, Publio Penna Firme. Pavimento de Concreto. Revista IBRACON nº 19, São Paulo, 1997. PORTLAND CEMENT ASSOCIATION. Thickness design for concrete hightway and street pavements: Chicago, 1984.

117

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118

APÊNDICE

PROCEDIMENTO DE AVALIAÇÃO OBJETIVA DE PAVIMENTO (DNIT 062/2004 –

PRO) – EXEMPLO DE APLICAÇÃO EM VIA URBANA

1. DESCRIÇÃO DO TRECHO AVALIADO

A inspeção visual com objetivo de avaliar a condição do pavimento de

concreto do Acesso à Rua Wilson de França foi realizada nos dias 29 e 30 de maio

de 2010, no período da tarde, com condição climática estável e favorável para a

atividade.

O segmento está situado entre a Avenida Presidente Kennedy e a Rua

Eduardo Carlos Pereira e foi construído a 12 anos. A via neste segmento tem

comprimento de 200 metros com largura de 7 metros e é composta por 80 placas. O

trecho inspecionado foi dividido em quatro segmentos, conforme ilustrado na Figura

65.

Na seqüência serão descritos os procedimentos e resultados da avaliação

objetiva segundo a norma DNIT 062/2004.

Figura 64: Imagem de satélite do segmento inspecionado. (Fonte: Google Earth).

119

B A 1

B A 2

B A 3

B A 4

B A 5

B A 6

B A 7

B A 8

B A 9

B A 10

B A 11

B A 12

B A 13

B A 14

B A 15

B A 16

B A 17

B A 18

B A 19

B A 20

B A 21

B A 22

B A 23

B A 24

B A 25

B A 26

B A 27

B A 28

B A 29

B A 30

B A 31

B A 32

B A 33

B A 34

B A 35

B A 36

B A 37

B A 38

B A 39

B A 40

1234SEGMENTO

AVENIDA PRESIDENTE KENNEDY

RUA EDUARDO CARLOS PEREIRA

ACESSO À RUA WILSON DE FRANÇA

SEGMENTOSEGMENTOSEGMENTO

Figura 65: Identificação de segmento do Acesso à Rua Wilson de França.

120

2. CONSIDERAÇÕES INICIAIS

Seguindo as diretrizes apontadas nas normas DNIT 060/2004 – PRO,

DNIT 061/2004 – TER e DNIT 062/2004 – PRO, foram elaboradas as Fichas

de Inspeção para cada intervalo de 10 pares de placa (20 placas), dentro de

seus respectivos sub-trechos, obtendo-se para cada um dos segmentos um

valor de ICP.

121

Tabela 21: Ficha de Inspeção – Acesso à Rua Wilson de França, segmento 1. FICHA DE INSPEÇÃO

(segundo a norma DNIT 062/2004 – PRO) Pavimento: Rua Wilson de França Extensão total: 200m (4 segmentos)

1 132 143 154 165 176 18

ID. PLACA

Tipos de DefeitosGrau de

SeveridadeNº Placas Afetadas

% Placas Afetadas

Valor Deduzível

5 M OK 5 M - - 4

15 10 4 20,0% 4

15 19 95,0% 4

17 B 4 20,0% 5

5 M 5 M

15 15

5 M 5 M

15 15

5 M 5 M

15 15

5 M 5 M

15 15

5 M 5 M

15 15

5 M 5 M

15 15

5 M 5 M

15 15

5 M 5 M

15 15 17 B 17 B 10 10

5 M 5 M

15 15 17 B 17 B

10 10 ICP 83,0 Conceito

Segmento 1

C

10987

D

Valor Deduzível Corrigido:

Valor Deduzível Total:

Alçamento de PlacasFissura de CantoPlaca Dividida

10

8

9

Defeito na Selagem das JuntasDesnível Pavimento Acostamento

B

Ficha de Inspeção de Pavimento Rígido Cálculo do Índice de Condição do Pavimento (ICP)

17,0

7

F

2

3

4

5

6

1

Intervalo de Placas: 1A - 10B

109

Tipos de Defeito

Placa BailarinaQuebras Localizadas

Passagem de NívelRendilhado e Escamação8

Degrau de Junta

7

Esborcinamento de JuntasBombeamento

Fissuras de Retração PlásticaQuebra de Canto

E

1211

Muito Bom

17,0

A

Fissuras LinearesGrandes ReparosPequenos ReparosDesgaste Superficial

122



1 132 143 154 165 176 18

ID. PLACA



% Placas Afetadas

Valor Deduzível

5 M 5 M 5 M - - 4 15 15 7 M 1 5,0% 5

8 A 2 10,0% 1710 2 10,0% 2

5 M 5 M 15 20 100,0% 5 15 15 7 M

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 10 10 8 A 8 A 15 15 5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

ICP 67,0 Conceito

Segmento 2

C

10987

D



B


F

109

Tipos de Defeito



Degrau de Junta

7



E

1211

A

11

13

12

15

14

16

18

17

19

20 33,0Valor Deduzível Corrigido: 33,0

Bom




123



1 132 143 154 165 176 18

ID. PLACA



% Placas Afetadas

Valor Deduzível

5 M 5 M 5 M - - 4 15 15 7 M 1 5,0% 5

8 A 2 10,0% 1715 20 100,0% 5

5 M 5 M 17 M 3 15,0% 7 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15 17 M 17 M

8 A 5 M 5 M 15 15

17 M 8 A

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

7 M ICP 71,0 Conceito

Segmento 3

C

10987

D



B


F

109

Tipos de Defeito



Degrau de Junta

7



E

1211

A

21

23

22

25

24

27

26

29

28


Muito Bom




124



1 132 143 154 165 176 18

ID. PLACA



% Placas Afetadas

Valor Deduzível

5 M 5 M 2 B 1 5,0% 5 15 15 5 M - - 4 8 A 8 A 1 5,0% 10 17 M 15 20 100,0% 5 5 M 5 M 17 M 1 5,0% 2 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15 2 B

5 M 5 M 15 15

5 M 5 M 15 15

ICP 74,0 Conceito

Segmento 4

C

10987

D



B


F

109

Tipos de Defeito



Degrau de Junta

7



E

1211

A

32

31

34

33

36

35

37

39

38


Muito Bom




125

A tabela 25 abaixo resume os valores encontrados.

Tabela 25: Quadro Resumo de Inspeção de Pavimento Rígido. Quadro Resumo de Inspeção de Pavimento Rígido

ICP médio = 73,8

Conceito Médio: Muito Bom

Pavimento: Curitiba - PR

Extensão: 200m N° de Placas: 80

Trecho: Acesso à Rua Wilson de França

Data: 29/05/2010 N° de Segmentos: 4

Segmentos Comp. (m) Intervalo

de Placas N° de Placas

ICP Conceito

1 50 1A – 10B 20 83,0 Muito Bom 2 50 11A – 20B 20 67,0 Bom 3 50 21A – 30B 20 71,0 Muito Bom 4 50 31A – 40B 20 74,0 Muito Bom

3. DEFEITOS ENCONTRADOS NO PAVIMENTO DE CONCRETO

O pavimento de concreto encontrava-se com poucos defeitos na data de

realização da avaliação, não apresentando características que possam por em risco

a segurança e o conforto do tráfego.

Porem foram identificados alguns tipos de defeitos que podem ser associados

à idade do pavimento e a falta de manutenção, ilustrados a seguir.

Tabela 26: Fotos dos defeitos encontrados no Acesso à Rua Wilson de França.

Defeito na Selagem das Juntas Esborcinamento de Juntas

126

Grandes Reparos Fissura Linear Transversal

Fissuras de Retração Plástica Desgaste Superficial

4.CONSIDERAÇÕES FINAIS

O ICP médio foi de 73,8 pontos, ou seja, o pavimento de concreto do Acesso

à Rua Wilson de França é avaliado como de condição superficial e estrutural muito

boa. Isso indica que as condições de projeto, execução e tráfego tenham sido ou

estejam adequadas, considerando a idade de 12 anos de uso. Porém, nota-se que a

manutenção do pavimento é falha ou inexistente e assim apresenta defeitos

localizados.

127

ANEXOS

1. PROJETO GEOMÉTRICO DA ESTAÇÃO MOYSÉS MARCONDES

128

2. CURVAS PARA DETERMINAÇÃO DOS VALORES DEDUZÍVEIS DOS DEFEITOS, CONFORME A NORMA DNIT 062/2004 – PRO

1- Fissura de Canto

Figura 66: Fissura de canto.

2- Defeito na Selagem de Juntas

Figura 67: Valores dedutíveis para defeitos na selagem de juntas.

129

3- Fissuras Lineares

Figura 68: Fissuras lineares.

4- Grandes Reparos

Figura 69: Grandes reparos existentes (> 0,45m²).

130

5- Desgaste Superficial

Figura 70: Desgaste superficial.

6- Fissuras de Retração Plástica

Figura 71: Fissuras de retração plástica.

131

7- Esborcinamento de Juntas

Figura 72: Esborcinamento de juntas.

8- Valores Dedutíveis

Figura 73: Curva para determinação do valor dedutível corrigido (VDC), para pavimentos de concreto.

Implantação e recuperação de pavimentos de concreto nas paradas de ônibus em vias urbanas de...

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