introdução a pavimentação

TT 051 PAVIMENTAO

INTRODUO PAVIMENTAOProf. Mrio Henrique Furtado Andrade

TT 051- PAVIMENTAO

INTRODUO PAVIMENTAO

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ESCOPO 1. Terminologia e Conceitos Bsicos 2. Breve Histrico da Pavimentao 3. Situao Atual no Brasil

TERMINOLOGIA E CONCEITOS BSICOS

(A) Definies

(B) Tipos de Pavimentos(C) Camadas Constituintes (D) Classificao dos pavimentos (E) Distribuio de Esforos

PavimentoEstrutura de mltiplas camadas construda

sobre a terraplenagem edestinada, tcnica e economicamente, aCamada de Terraplenagem

resistir aos esforosoriundos do trfego e a melhorar as condies deAplicao de Revestimento Processo de Aplicao

rolamento.

INTRODUO PAVIMENTAO / 4

DEFINIES E CONCEITOS BSICOSPAVIMENTO COMO ESTRUTURA

Caracterstica Principal: "COMPLEXIDADE Nmero de variveis (materiais, carga, fundao, clima, NA) Circunstncias variveis

Sensibilidade intemperizao e degradao da superfcie


COMPARAO ENTRE ESTRUTURASESTRUTURA1. rea do Terreno 2. Investimento / m 3. Coef. Segurana (quanto ao cisalhamento) 4. Cond. Ambientais (NA e CLIMA)

PRDIOPequena Alto Alto

BARRAGEMGrande (concentrado) Alto Relativa / baixos

PAVIMENTOMuito grande (10 x 0,5 x L) Baixo (Invest. total muito alto) Baixos e Indefinidos (Trat. empricos / estatsticos) Preponderante (solo saturado ou hot)

Irrelevante

NA Relevante Clima irrelevantes


COMPARAO ENTRE ESTRUTURASESTRUTURA5. Vida til

PRDIO

BARRAGEM

PAVIMENTO

Longa (+100 Longa e Indefinida Curta (10 a 20 anos) anos) (tempo de recorrncia) Pormenorizados Sond. P e Picareta (at 1,5m. abaixo do Greide) exceo p/ solos moles Dinmicas, variveis e Estimadas (efeito Destrutivo varivel)

6. Estudo Sondagem a Geotcnico de Percusso Fundaes (In Situ) 7. Cargas Estticas e bem definidas

Estticas e bem definidas


Tipos de PavimentosPode-se classificar os pavimentos em 3 tiposRgidos: placas de concreto de cimento Portland

Semi-rgidos: revestido de camada asfltica e com base estabilizada quimicamente (cal, cimento)

Flexveis: revestido de camada asfltica e com base de brita ou solo


Tipos de PavimentosMais recentemente h uma tendncia de usar-se a nomenclatura pavimentos de concreto de cimento Portland (ou simplesmente concretocimento) e pavimentos asflticos, respectivamente, para indicar o tipo de revestimento do pavimento.

PAVIMENTO FLEXVEL OU ASFLTICO


Classificao pelo Tipo de RevestimentoPAVIMENTO FLEXVEL OU ASFLTICO

Obra do Aeroporto e detalhe de compactao

Obra da Pista Experimental na Av. Washington SoaresPavimento Flexvel


Pavimento Flexvel ou AsflticoNos pavimentos asflticos, esto em geral presentes camadas de base, de sub-base e de reforo do subleito

Revestimento asfltico Base Sub-base Reforo do subleito Subleito

Estrutura-tipo de pavimento asfltico


Camadas ConstituintesRegularizao do subleito Camada irregular sobre o subleito. Corrige falhas da camada final de terraplenagem ou de um leito antigo de estrada de terra.

Reforo do Subleito Quando existente, trata-se de uma camada de espessura constante sobre o subleito regularizado. Tipicamente um solo argiloso de qualidades superiores a do subleito.


Camadas Constituintes

Sub-baseEntre o subleito (ou camada de reforo deste) e a camada de base. Material deve ter boa capacidade de suporte. Previne o bombeamento do solo do subleito para a camada de base.

BaseAbaixo do revestimento, fornecendo suporte estrutural. Sua rigidez alivia as tenses no revestimento e distribui as tenses nas camadas inferiores.


Base e Sub-baseNos pavimentos asflticos, a camada de base de grande importncia estrutural. As bases podem apresentar uma das seguintes diversas constituies: Granular Sem Aditivo Solo; Solo-brita; Brita graduada.

Coesiva Com ligante ativo Solo-cimento; rolado. Solo-cal; Concreto

Com aditivo Solo melhorado com cimento; Solo melhorado com cal.

Com ligante asfltico Solo-asfalto; Macadame Mistura asfltica. asfltico;

Base Granular: No tem coeso, no resiste trao, dilui as tenses de compresso, principalmente devido a sua espessura.

Base Coesiva: Dilui as tenses de compresso tambm devido a sua rigidez, provocando uma tenso de trao em sua face inferior.


Base e Sub-base

Brita graduada

Macadame

Solo-Cal

Solo-CimentoINTRODUO PAVIMENTAO / 15

RevestimentoFlexvel Revestimentos constitudos por associao de agregados e materiais betuminosos. Esta associao pode ser feita de 2 maneiras: penetrao ou mistura.

Penetrao Invertida Simples (capa selante), duplo ou triplo.

Direta Macadame betuminoso.Seqncia do servio de tratamento superficial16 INTRODUO PAVIMENTAO / 16

RevestimentoMistura O agregado pr-envolvido com o material betuminoso, antes da compresso.

Pr-misturado a frio Ligantes: emulso asfltica. Agregados: vrios tamanhos, frios.

Exemplo: Execuo de pr-misturado a frio

Areia-asfalto a frio Agregado mido + emulso.

Pr-misturado a quente Ligante: cimento asfltico. Agregados: vrios tamanhos, aquecidos.

Areia-asfalto a quente Espessura no deve ser > 5cm. Agregados midos aquecidos + cimento asfltico

Concreto asfltico (CA ou CBUQ) e Misturas Asflticas Especiais SMA, BBTM, CPA, Gap-graded agregado mineral graduado, material de enchimento e cimento asfltico, aquecidos.17 INTRODUO PAVIMENTAO / 17

Execuo de C.B.U.Q.

18 INTRODUO PAVIMENTAO / 18

Classificao pelo tipo de revestimentoRGIDO CONCRETO-CIMENTO

SUB-BASE (SB) - Pouca contribuio Estrutural - Controle de bombeamento / expanso / contrao CCP - Concreto de Cimento Portland BASE (B) e REVEST. (R)


Classificao pelo tipo de revestimentoRGIDO CONCRETO-CIMENTOO concreto de cimento Portland (ou simplesmente concreto): Paraleleppedos rejuntados

Pavimento de concreto-cimento

Nota: Pavimento de blocos pr-moldados de cimento comporta-se como flexvel


Pavimento Rgido - ConcretoTEXTURIZAO / MOLDAGEM / ACABAMENTO


Pavimento Rgido - ConcretoJUNTAS TRANSVERSAIS E LONGITUDINAIS


Classificao pelo tipo de revestimentoPAVIMENTO RGIDO X FLEXVEL


Pavimento Composto

RA + CCP + SBEQ ou SBG+ (REF) RGIDO CCP + RA + BG + SBG + (REF)

FLEXVEL CCP + RA + BG ou BEQ+ SBEQ ou SBG + (REF)

SEMI - RGIDO


Pavimento Rodovirio x AerovirioCaracterstica CARGA / RODA (kgf) PRESSO PNEUS (kgf/cm) ESTRADAS 5.000 7,0 AEROPORTOS 50.000 28,0

N. REPETIESAPLICAO DAS CARGAS

106 a 1090,5 - 10m da borda

104 a 5 x 10410m centrais


Distribuio de Esforos / aplicaoPAVIMENTO RGIDO X FLEXVEL


Distribuio de Esforos / aplicaoPAVIMENTO FLEXVEL1 - A carga se distribu em parcelas proporcionais rigidez das camadas 2 - Todas as camadas sofrem deformaes elsticas significativas 3 - As deformaes at um limite no levam ao rompimento 4 - Qualidade do SL importante pois submetido a altas tenses e absorve maiores deflexesINTRODUO PAVIMENTAO / 27

Distribuio de Esforos / aplicaoPAVIMENTO RGIDO1 - Placa absorve maior parte das tenses 2 - Distribuio das cargas faz-se sobre uma rea relativamente maior

3 - Pouco deformvel e mais resistente trao4 - Qualidade de SL pouco interfere no comportamento estrutural


Defeitos mais comuns

Fadiga

Trilha de roda

Deformao permanente


Pavimento do Ponto de Vista EstruturalA solicitao de trfego e as caractersticas das camadas do pavimento so de grande importncia estrutural. Limitar as tenses e deformaes na estrutura do pavimento, por meio da combinao de materiais e espessuras das camadas constituintes, o objetivo do Projeto Estrutural (Dimensionamento)INTRODUO PAVIMENTAO / 30

BREVE HISTRICO DA PAVIMENTAO(A) Antigidade

(B) Ps-renascena

(C) Era Moderna

(D) Situao Atual no Brasil

Breve Histrico da Pavimentao

Percorrer a histria da pavimentao nos remete prpria histria da humanidade, passando pelo povoamento dos continentes, conquistas territoriais, intercmbio comercial, cultural e religioso, urbanizao e desenvolvimento.

As tcnicas de pavimentao evoluram e sempre evoluiro com os meios de transporte terrestre


Breve Histrico da PavimentaoANTIGIDADE

Os veculos com rodas de madeira necessitavam de superfcies revestidas

Civilizaes: Mesopotmia Egito Babilnia China ndia Incas, Maias e Astecas



EGITO Uma das mais antigas estradas pavimentadas implantadas no se destinou a veculos com rodas, mas a pesados trens destinados ao transporte de cargas elevadas. Para construo das pirmides (2600-2400 aC), vias com lajes justapostos em base com boa capacidade de suporte. Atrito era amenizado com umedecimento constante (gua, azeite, musgo molhado)INTRODUO PAVIMENTAO / 34


SIA Estrada de Semramis (600a.C.) entre as cidades da Babilnia e Ecbatana; cruzava o Rio Tigre; transformouse hoje em estrada asfaltada. Estrada Real (500a.C.) na sia Menor ligando Inia (feso) do Imprio Grego ao centro do Imprio Persa, Susa; concluda em 323 a.C (400 anos para concluir); 2840 km de extenso; 93 dias de percurso (30 km por dia). poca de Alexandre, o Grande (anos 300a.C.), havia a estrada de Susa at Perspolis, passando por um posto de pedgio, as Portas Persas, possibilitando o trfego de veculos com rodas desde o nvel do mar at 1.800m de altitude



Velhos caminhos da China (200a.C.) e ndia Destaque: Estrada da Seda, uma das rotas de comrcio mais antigas e historicamente importantes devido a sua grande influncia nas culturas da China, ndia, sia e tambm do Ocidente. A Estrada da Seda no existia apenas com o propsito do comrcio da seda, mas de diversos outros bens como ouro, marfim, animais e plantas exticas. A mercadoria mais significativa carregada nesta rota no era a seda, mas a religio, o budismo.



Apogeu da Estrada da Seda foi na dinastia Tang (anos 600d.C.) e, aps um perodo de declnio, voltou a se tornar importante com o surgimento do Imprio Mongol sob a liderana de Gngis Khan (anos 1200d.C.), por ser o caminho de comunicao entre as diversas partes do Imprio. Um dos visitantes mais conhecidos e melhor documentado na histria da estrada foi Marco Plo, negociante veneziano, que iniciou suas viagens com apenas 17 anos em 1271 (Bohong, 1989).


BREVE RELATO HISTRICOANTIGIDADE

Os veculos com rodas de ao necessitavam de estruturas mais resistentes

Civilizaes: Grcia Imprio Romano



O sistema virio romano j existia anteriormente instalao do Imprio, embora o mesmo tenha experimentado grande desenvolvimento a partir de ento. Portanto, h mais de 2000 anos os romanos j possuam uma boa malha viria, contando ainda com um sistema de planejamento e manuteno. A mais extensa das estradas contnuas corria da Muralha de Antonino, na Esccia, Jerusalm, cobrindo aproximadamente 5.000km (Hagen, 1955).


Breve Histrico da PavimentaoROMANOS Viae publicae; Viae militare; Actus (vias locais); Privatae

Pavimento (espessura 1m-1,5m) Fundao: pedras grandes Camada Intermediria: areia, pedregulho, argila Camada de Superfcie: pedras nas bordas, pedregulhos, limalha de ferro (espessura 5cm-7,5cm, podendo chegar a 60cm)Via pia Prximo a Roma, Itlia Pompia, ItliaTempo e trfego tiraram o material ligante

Grande declividade: > 6% Vias no tinham um traado suave como hoje INTRODUO PAVIMENTAO / 40

Lyon, Frana

VIA PIA - ROMA

Summun dorsun

Nucleus

Statumen

Rudus


Breve Histrico da PavimentaoIDADE MDIA

A partir da queda do Imprio Romano (476d.C.), e durante os sculos seguintes, as novas naes europias fundadas perderam de vista a construo e a conservao das estradas.A Frana foi a primeira, desde os romanos, a reconhecer o efeito do transporte no comrcio, dando importncia velocidade de viagem. Carlos Magno, no final dos anos 700 e incio dos anos 800, modernizou a Frana e tambm no que diz respeito ao progresso do comrcio por meio de boas estradas.

Sculos X a XII de pouco cuidado com os Caminhos Reais da Frana; este descuido uma das causas da decadncia da Europa civilizada. Mudana significativa no reinado de Felipe Augusto (1180-1223), a partir do qual a Frana passa a ter novamente a preocupao de construir novas estradas e conserv-las.INTRODUO PAVIMENTAO / 42


AMRICA

Imprio Inca (1400s), Peru (Equador, Argentina, Bolvia, Chile) O alemo Alexander Von Humboldt, combinao de cientista e viajante que durante os anos de 1799 e 1804 realizou expedies cientficas por vrias partes da Amrica do Sul, qualifica as estradas dos incas como os mais teis e estupendos trabalhos realizados pelo homem Sistema virio avanado (pedestres e animais de carga); 30 a 40.000km; definiram a rede peruana de estradas. A estrada do sol: Trechos de 1m at 16m de largura, presena de armazns e refgios espaados ao longo da estrada, pontes, tneis, contenes, drenos, etc Imprio Maia (300s AC), Mxico ligando centros, povoados e portos do mar; sacbeob estradas brancas


Breve Histrico da PavimentaoPS-RENASCENA

Os ingleses, observando a forma como eram calados os caminhos da Frana, conseguiram construir as vias mais cmodas, durveis e velozes da Europa, o que foi importante para o progresso da indstria e comrcio do pas. J poca havia uma grande preocupao com diversos aspectos hoje sabidamente importantes de considerar para uma boa pavimentao: drenagem e abaulamento; eroso; distncia de transporte; compactao; sobrecarga; marcao. Nomes importantes: Tresaguet (Frana); Telford (Esccia) e McAdam (Inglaterra)


Breve Histrico da PavimentaoPS-RENASCENA

MacAdam (1756 - 1836) e Telford (1754 - 1834) Importncia da compactao Estruturas mais leves Bases bem drenadas (Drenagem) Manuteno contnua (Manuteno) Estabilizao granulomtrica Revestimentos mais confortveis - cascalhos, paraleleppedos


Breve Histrico da Pavimentao- TELFORD


Breve Histrico da Pavimentao- MACADAM


Breve Histrico da Pavimentao- MACADAM

Ncleo do Pavimento de Macadam


Histrico Brasileiro

1560 Caminho do Mar ligao So Vicente Piratininga recuperada em 1661 como Estrada do Mar em 1790 vira Calada de Lorena 1792 Estrada Santos - So Paulo: lajes de pedra 1726 Caminho do Ouro Minas ao Rio Resqucios em Parati e vrias outras cidades. Tambm chamada Estrada Real (Estrada Velha de Parati e Nova que vai para o Rio de Janeiro) 1865 Estrada de rodagem Unio e Indstria (144km) ligando Petrpolis a Juiz de Fora (foto) primeira estrada a usar macadame como base/revestimento no Brasil At aqui era usual o calamento de ruas com pedras importadas de Portugal


Caminho do Mar no Sculo 20


Caminho do Ouro Minas Parati

(1726)


Resqucios do Caminho do Ouro (1726), Parati (2003)


Estrada Real


Unio IndstriaConstruda por Mariano Procpio por concesso de D. PedroII aes na bolsa

Rio de Janeiro Juiz de Fora


Unio IndstriaRio de Janeiro Juiz de Fora Construo 1856 -1861 144km


Breve Histrico da PavimentaoERA MODERNA

Sculo XIX (1 Metade): Ferrovias Sculo XIX (2 Metade): Goodyear (pneus), Dumlop (vulcanizao), Daimler (motor) 1890 - Penhard / Lassar - automvel de benzina Sculo XX: (Evoluo Tecnolgica do automvel) 1905: Asfalto 1909: Placas CCP 1920: HRB 1940: USACE 1950: WASHO 1960: AASHO Manuais 66/72/86/93/2000 1982: PICR (HDM) 1993: SHRPINTRODUO PAVIMENTAO / 56

Histrico Brasileiro

1906 Calamento asfltico em grande escala na cidade do Rio de Janeiro CAN (Trinidad)- Prefeito Rodrigues Alves 1913 Rodovia Santos - So Paulo 1922 Estrada Rio - Petrpolis Pavimento de concreto Malha ferroviria brasileira: 3.000km 1937 Criao do DNER 1942 Contato com engenheiros norte-americanos que construram pistas de aeroportos e estradas de acesso durante a 2 Guerra Mundial (Belm, Fortaleza, Natal, Recife, Macei e Salvador) - CBRINTRODUO PAVIMENTAO / 57

Histrico Brasileiro

1942 1.300km de rodovias pavimentadas, uma das menores extenses da Amrica Latina 1945 Rodovia Rio - Bahia 1950 Pavimentao da Rio - So Paulo (Dutra): Sem estudo geotcnico, com espessuras constantes de 35cm (20cm de base de macadame hidrulico e 15cm de um revestimento de macadame betuminoso por penetrao dosado pela regra a quantidade de ligante a que o agregado pede.

Melhoria das estradas vicinais


Histrico Brasileiro

1959 Criao da Associao Brasileira de Pavimentao (ABPv)1960 Fim do Governo de Juscelino Kubischekcriao de Braslia Estradas radiais e Plano Nacional de Viao Malha ferroviria totalizava 38.000km 1964 Alguns projetos de pavimentao do Governo militar: Transamaznica Ponte Rio - Niteri


Histrico Brasileiro

1986 95.000km de rodovias pavimentadas:45.000km federais e 50.000km estaduais e municipais

1988 140.000km de rodovias pavimentadas (maior extenso da Amrica Latina) Malha ferroviria: 30.000km 1996 Incio do programa de concesses2002 165.000km de rodovias pavimentadas55.000km federais

1.600.000km de rodovias no pavimentadas (federais,estaduais e municipais)

Malha ferroviria: 29.000kmINTRODUO PAVIMENTAO / 60

Histrico Brasileiro

2005

190.000km de rodovias pavimentadas 55.000km federais 1.700.000km de rodovias no pavimentadas (federais, estaduais e municipais) Malha ferroviria: 25.000km Produo de Asfalto: 1.300.000t/ano SITUAO ATUAL (2010)

Condio precria em grande parte da malha federal, muitos acidentes geotcnicos, quedas de pontes, taludes, etc Alguns estados tem ampliado sua malha e introduzido novas tcnicas de pavimentaoINTRODUO PAVIMENTAO / 61

SITUAO ATUAL NO BRASILPESQUISA CNT DE RODOVIAS / 2010 Rede implantada no auge da construo (dcadas de 60 e 70) est se deteriorando intensamente.Condio atual de maior parte da rede de regular a ruim com tendncia a deteriorao acelerada A reabilitao da rede exige recursos trs a cinco vezes superior do que custaria a conservao no momento oportuno.


SITUAO ATUAL NO BRASILaPESQUISA CNT DE RODOVIAS 2010

Fonte: DNIT 2000INTRODUO PAVIMENTAO / 63

SITUAO ATUAL NO BRASILaPESQUISA CNT DE RODOVIAS 2010 Boletim Estatstico Boletim Novo Principais Dados Boletim Econmico Relatrio Gerencial 11- Anlise Scio econmica das rodovias

Fonte: DNIT 2000INTRODUO PAVIMENTAO / 64