Introdução à Pavimentação - departamento de transportes da ufpr

Transcrição

TT 051 – PAVIMENTAÇÃO
INTRODUÇÃO À
PAVIMENTAÇÃO
Prof. Mário Henrique Furtado Andrade
TT 051- PAVIMENTAÇÃO
INTRODUÇÃO À PAVIMENTAÇÃO
1
ESCOPO
1. Terminologia e Conceitos Básicos
2. Breve Histórico da Pavimentação
3. Situação Atual no Brasil
TERMINOLOGIA E CONCEITOS BÁSICOS
(A) Definições
(B) Tipos de Pavimentos
(C) Camadas Constituintes
(D) Classificação dos pavimentos
(E) Distribuição de Esforços
Pavimento
Estrutura de múltiplas
camadas construída
sobre a terraplenagem e
destinada, técnica e
economicamente, a
Camada de Terraplenagem
resistir aos esforços
oriundos do tráfego e a
melhorar as condições de
rolamento.
Aplicação de
Processo de
Revestimento
Aplicação
INTRODUÇÃO À PAVIMENTAÇÃO / 4
DEFINIÇÕES E CONCEITOS BÁSICOS
PAVIMENTO COMO ESTRUTURA

Característica Principal: "COMPLEXIDADE“
– Número de variáveis (materiais, carga, fundação,
clima, NA)
–
Circunstâncias variáveis
–
Sensibilidade à intemperização e degradação da
superfície
COMPARAÇÃO ENTRE ESTRUTURAS
ESTRUTURA
PRÉDIO
BARRAGEM
PAVIMENTO
1. Área do Terreno
Pequena
Grande
(concentrado)
Muito grande
(10 x 0,5 x L)
2. Investimento / m²
Alto
Alto
Baixo (Invest.
total muito alto)
3. Coef. Segurança
(quanto ao
cisalhamento)
Alto
Relativa / baixos
Baixos e
Indefinidos
(Trat. empíricos
/ estatísticos)
4. Cond. Ambientais
(NA e CLIMA)
Irrelevante
NA Relevante
Clima –
irrelevantes
Preponderante
(solo saturado
ou hot)
COMPARAÇÃO ENTRE ESTRUTURAS
ESTRUTURA
5. Vida Útil
PRÉDIO
BARRAGEM
PAVIMENTO
Longa (+100 Longa e Indefinida Curta (10 a 20 anos)
anos)
(tempo de
recorrência)
6. Estudo
Sondagem a
Geotécnico de Percussão
Fundações
(In Situ)
Pormenorizados
Sond. Pá e Picareta
(até 1,5m. abaixo do
Greide) exceção p/
solos moles
7. Cargas
Estáticas e bem
definidas
Dinâmicas,
variáveis e
Estimadas (efeito
Destrutivo
variável)
Estáticas e
bem
definidas
Tipos de Pavimentos
Pode-se classificar os pavimentos em 3 tipos
Rígidos: placas de concreto de
cimento Portland
Semi-rígidos: revestido de camada asfáltica e com
base estabilizada quimicamente (cal, cimento)
Flexíveis: revestido de camada
asfáltica e com base de brita ou solo
Tipos de Pavimentos
Mais recentemente há uma tendência de usar-se a nomenclatura
pavimentos de concreto de cimento Portland (ou simplesmente concretocimento) e pavimentos asfálticos, respectivamente, para indicar o tipo de
revestimento do pavimento.
PAVIMENTO FLEXÍVEL OU ASFÁLTICO
Classificação pelo Tipo de Revestimento
PAVIMENTO FLEXÍVEL OU ASFÁLTICO
Obra do Aeroporto
e
detalhe
de
compactação
Obra da Pista
Experimental na
Av. Washington
Soares
Pavimento Flexível
Pavimento Flexível ou Asfáltico
Nos pavimentos asfálticos, estão em geral presentes
camadas de base, de sub-base e de reforço do subleito
Revestimento asfáltico
Base
Sub-base
Reforço do subleito
Subleito
Estrutura-tipo de pavimento asfáltico
Camadas Constituintes
Regularização do subleito
Camada irregular sobre o subleito. Corrige
falhas da camada final de terraplenagem
ou de um leito antigo de estrada de terra.
Reforço 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-base
Entre o subleito (ou camada de reforço 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.
Base
Abaixo do revestimento, fornecendo suporte
estrutural. Sua rigidez alivia as tensões no
revestimento e distribui as tensões nas camadas
inferiores.
Base e Sub-base
Nos pavimentos asfálticos, a camada de base é de grande
importância estrutural. As bases podem apresentar uma das
seguintes diversas constituições:
Granular
Coesiva
 Sem Aditivo
 Com ligante ativo
 Solo; Solo-brita; Brita graduada.
 Com aditivo
 Solo melhorado com cimento; Solo
melhorado com cal.
Base Granular: Não tem coesão, não resiste à
tração, dilui as tensões de compressão,
principalmente devido a sua espessura.
 Solo-cimento;
rolado.
Solo-cal;
Concreto
 Com ligante asfáltico
 Solo-asfalto;
Macadame
Mistura asfáltica.
asfáltico;
Base Coesiva: Dilui as tensões de compressão
também devido a sua rigidez, provocando uma
tensão de tração em sua face inferior.
Base e Sub-base
Brita graduada
Macadame
Solo-Cal
Solo-Cimento
Revestimento
Flexível
 Revestimentos
constituídos
por
associação de agregados e materiais
betuminosos. Esta associação pode ser
feita de 2 maneiras: penetração ou
mistura.
Penetração
 Invertida
 Simples (capa selante), duplo ou triplo.
 Direta
 Macadame betuminoso.
Seqüência do serviço de tratamento
superficial
16
Revestimento
Mistura
 O agregado é pré-envolvido com o material betuminoso, antes da compressão.
Pré-misturado a frio
 Ligantes: emulsão asfáltica.
Exemplo:
Execução de pré-misturado a frio
 Agregados: vários tamanhos, frios.
Areia-asfalto a frio
 Agregado miúdo + emulsão.
Pré-misturado a quente
 Ligante: cimento asfáltico.
 Agregados: vários tamanhos, aquecidos.
Areia-asfalto a quente
 Espessura não deve ser > 5cm.
 Agregados miúdos aquecidos + cimento asfáltico
Concreto asfáltico (CA ou CBUQ) e Misturas Asfálticas Especiais SMA, BBTM,
CPA, Gap-graded
 agregado mineral graduado, material de enchimento e cimento asfáltico, aquecidos.
17
Execução de C.B.U.Q.
18
Classificação pelo tipo de revestimento
RÍGIDO – CONCRETO-CIMENTO
SUB-BASE (SB) - Pouca contribuição Estrutural
- Controle de bombeamento / expansão / contração
CCP - Concreto de Cimento Portland  BASE (B) e REVEST. (R)

RÍGIDO – CONCRETO-CIMENTO
O concreto de
cimento Portland
(ou simplesmente
concreto):
Paralelepípedos
rejuntados
Pavimento
de
concreto-cimento
Nota: Pavimento de blocos
pré-moldados de cimento
comporta-se como flexível
Pavimento Rígido - Concreto
TEXTURIZAÇÃO / MOLDAGEM / ACABAMENTO
Pavimento Rígido - Concreto
JUNTAS TRANSVERSAIS E LONGITUDINAIS
PAVIMENTO RÍGIDO X FLEXÍVEL
Pavimento Composto
– RA + CCP + SBEQ ou SBG+ (REF)
–
RÍGIDO
CCP + RA + BG + SBG + (REF)
FLEXÍVEL
–
CCP + RA + BG ou BEQ+ SBEQ ou SBG + (REF)
SEMI - RÍGIDO
Pavimento Rodoviário x Aeroviário
ESTRADAS
AEROPORTOS
5.000
50.000
PRESSÃO PNEUS
(kgf/cm²)
7,0
28,0
N.º REPETIÇÕES
106 a 109
104 a 5 x 104
APLICAÇÃO DAS
CARGAS
0,5 - 10m da
borda
10m centrais
Característica
CARGA / RODA (kgf)
Distribuição de Esforços / aplicação
PAVIMENTO RÍGIDO X FLEXÍVEL
PAVIMENTO FLEXÍVEL
1 - A carga se distribuí em parcelas proporcionais à
rigidez das camadas
2 - Todas as camadas sofrem deformações elásticas
significativas
3 - As deformações até um limite não levam ao
rompimento
4 - Qualidade do SL é importante pois é submetido a altas
tensões e absorve maiores deflexões
PAVIMENTO RÍGIDO
1 - Placa absorve maior parte das tensões
2 - Distribuição das cargas faz-se sobre uma área
relativamente maior
3 - Pouco deformável e mais resistente à tração
4 - Qualidade de SL pouco interfere no comportamento
estrutural
Defeitos mais comuns
Fadiga
Trilha de roda
Deformação
permanente
Pavimento do Ponto de Vista Estrutural
A solicitação de tráfego e as
características das camadas do
pavimento são de grande
importância estrutural.
Limitar as tensões e
deformações na estrutura do
pavimento, por meio da
combinação de materiais e
espessuras das camadas
constituintes, é o objetivo do
Projeto Estrutural
(Dimensionamento)
BREVE HISTÓRICO DA PAVIMENTAÇÃO
(A) Antigüidade
(B) Pós-renascença
(C) Era Moderna
(D) Situação Atual no Brasil
Breve Histórico da Pavimentação
Percorrer a história da pavimentação nos remete à
própria história da humanidade, passando pelo
povoamento dos continentes, conquistas
territoriais, intercâmbio comercial, cultural e
religioso, urbanização e desenvolvimento.
As técnicas de pavimentação evoluíram e sempre
evoluirão com os meios de transporte terrestre
ANTIGÜIDADE

Os veículos com rodas de madeira necessitavam de
superfícies revestidas
Civilizações:
 Mesopotâmia
 Egito
 Babilônia
 China
 Índia
 Incas, Maias e Astecas

EGITO
– Uma das mais antigas estradas pavimentadas
implantadas não se destinou a veículos com
rodas, mas a pesados trenós destinados ao
transporte de cargas elevadas. Para construção
das pirâmides (2600-2400 aC), vias com lajões
justapostos em base com boa capacidade de
suporte. Atrito era amenizado com
umedecimento constante (água, azeite, musgo
molhado)

ÁSIA
 Estrada de Semíramis (600a.C.) – entre as cidades da
Babilônia e Ecbatana; cruzava o Rio Tigre; transformouse hoje em estrada asfaltada.
 Estrada Real (500a.C.) – na Ásia Menor ligando Iônia
(Éfeso) do Império Grego ao centro do Império Persa,
Susa; concluída em 323 a.C (400 anos para concluir);
2840 km de extensão; 93 dias de percurso (30 km por
dia).
 À época de Alexandre, o Grande (anos 300a.C.), havia a
estrada de Susa até Persépolis, passando por um posto
de pedágio, as Portas Persas, possibilitando o tráfego de
veículos com rodas desde o nível do mar até 1.800m de
altitude



Velhos caminhos da China (200a.C.) e Índia
Destaque: Estrada da Seda, uma das rotas de comércio mais
antigas e historicamente importantes devido a sua grande
influência nas culturas da China, Índia, Ásia e também do
Ocidente.
A Estrada da Seda não existia apenas com o propósito do
comércio da seda, mas de diversos outros bens como ouro,
marfim, animais e plantas exóticas. A mercadoria mais
significativa carregada nesta rota não era a seda, mas a
religião, o budismo.


Apogeu da Estrada da Seda foi na dinastia Tang
(anos 600d.C.) e, após um período de declínio, voltou
a se tornar importante com o surgimento do Império
Mongol sob a liderança de Gêngis Khan (anos
1200d.C.), por ser o caminho de comunicação entre
as diversas partes do Império.
Um dos visitantes mais conhecidos e melhor
documentado na história da estrada foi Marco Pólo,
negociante veneziano, que iniciou suas viagens com
apenas 17 anos em 1271 (Bohong, 1989).
BREVE RELATO HISTÓRICO
ANTIGÜIDADE

Os veículos com rodas de aço necessitavam de estruturas
mais resistentes
Civilizações:
– Grécia
– Império Romano


O sistema viário romano já existia
anteriormente à instalação do Império,
embora o mesmo tenha experimentado
grande desenvolvimento a partir de então.
Portanto, há mais de 2000 anos os romanos
já possuíam uma boa malha viária, contando
ainda com um sistema de planejamento e
manutenção. A mais extensa das estradas
contínuas corria da Muralha de Antonino, na
Escócia, à Jerusalém, cobrindo
aproximadamente 5.000km (Hagen, 1955).
Breve Histórico da
Pavimentação
ROMANOS

Viae publicae; Viae militare;
Actus (vias locais); Privatae

Pavimento (espessura 1m-1,5m)
 Fundação: pedras grandes
 Camada Intermediária: areia, pedregulho, argila
 Camada de Superfície: pedras nas bordas, pedregulhos, limalha
de ferro (espessura 5cm-7,5cm, podendo chegar a 60cm)
Via Ápia
Próximo a
Roma, Itália
Pompéia,
Itália
Tempo e tráfego tiraram o
material ligante
 Grande
declividade: > 6%
Lyon,
França
 Vias não tinham
um traçado suave
como hoje
VIA ÁPIA - ROMA
Summun dorsun
Nucleus
Statumen
Rudus
IDADE MÉDIA



A partir da queda do Império Romano (476d.C.), e durante os
séculos seguintes, as novas nações européias fundadas perderam
de vista a construção e a conservação das estradas.
A França foi a primeira, desde os romanos, a reconhecer o efeito do
transporte no comércio, dando importância à velocidade de viagem.
Carlos Magno, no final dos anos 700 e início dos anos 800,
modernizou a França e também no que diz respeito ao progresso
do comércio por meio de boas estradas.
Séculos X a XII de pouco cuidado com os Caminhos Reais da
França; este descuido é uma das causas da decadência da Europa
civilizada. Mudança significativa no reinado de Felipe Augusto
(1180-1223), a partir do qual a França passa a ter novamente a
preocupação de construir novas estradas e conservá-las.

AMÉRICA
 Império Inca (1400’s), Peru (Equador, Argentina, Bolívia, Chile)
• O alemão Alexander Von Humboldt, combinação de cientista
e viajante que durante os anos de 1799 e 1804 realizou
expedições científicas por várias partes da América do Sul,
qualifica as estradas dos incas como “os mais úteis e
estupendos trabalhos realizados pelo homem”
• Sistema viário avançado (pedestres e animais de carga); 30 a
40.000km; definiram a rede peruana de estradas.
• A estrada do sol: Trechos de 1m até 16m de largura,
presença de armazéns e refúgios espaçados ao longo da
estrada, pontes, túneis, contenções, drenos, etc
 Império Maia (300’s AC), México – ligando centros, povoados e
portos do mar; sacbeob – estradas brancas
PÓS-RENASCENÇA



Os ingleses, observando a forma como eram calçados os
caminhos da França, conseguiram construir as vias mais
cômodas, duráveis e velozes da Europa, o que foi importante
para o progresso da indústria e comércio do país.
Já à época havia uma grande preocupação com diversos
aspectos hoje sabidamente importantes de considerar para uma
boa pavimentação: drenagem e abaulamento; erosão; distância
de transporte; compactação; sobrecarga; marcação.
Nomes importantes: Tresaguet (França); Telford (Escócia) e
McAdam (Inglaterra)
PÓS-RENASCENÇA
MacAdam (1756 - 1836) e Telford (1754 - 1834)

–
–
–
–
–
–
Importância da compactação
Estruturas mais leves
Bases bem drenadas (Drenagem)
Manutenção contínua (Manutenção)
Estabilização granulométrica
Revestimentos mais confortáveis - cascalhos,
paralelepípedos
- TELFORD
- MACADAM
- MACADAM
Núcleo do Pavimento de Macadam
Histórico Brasileiro




1560 – Caminho do Mar – ligação São Vicente – Piratininga 
recuperada em 1661 como Estrada do Mar  em 1790 vira
Calçada de Lorena
1792 – Estrada Santos - São Paulo: lajes de pedra
1726 – Caminho do Ouro – Minas ao Rio – Resquícios em Parati
e várias outras cidades. Também chamada Estrada Real
(Estrada Velha de Parati e Nova que vai para o Rio de Janeiro)
1865 – Estrada de rodagem União e Indústria (144km) ligando
Petrópolis a Juiz de Fora (foto) – primeira estrada a usar
macadame como base/revestimento no Brasil
 Até aqui era usual o calçamento de ruas com pedras importadas
de Portugal
Caminho do Mar no Século 20
Caminho do Ouro
Minas – Parati
(1726)
–
Resquícios do Caminho do
Ouro (1726), Parati (2003)
Estrada Real
União Indústria
Rio de Janeiro – Juiz de Fora
Construída por Mariano Procópio – por concessão de D. PedroII – ações na bolsa
União Indústria
Rio de Janeiro – Juiz de Fora
Construção 1856 -1861 – 144km
ERA MODERNA



Século XIX (1ª Metade): Ferrovias
Século XIX (2ª Metade): Goodyear (pneus), Dumlop
(vulcanização), Daimler (motor)
1890 - Penhard / Lassar - automóvel de benzina
Século XX: (Evolução Tecnológica do automóvel)
– 1905: Asfalto
– 1909: Placas CCP
– 1920: HRB
– 1940: USACE
– 1950: WASHO
– 1960: AASHO  Manuais 66/72/86/93/2000
– 1982: PICR  (HDM)
– 1993: SHRP





1906 – Calçamento asfáltico em grande escala na cidade
do Rio de Janeiro – CAN (Trinidad)- Prefeito Rodrigues
Alves
1913 – Rodovia Santos - São Paulo
1922 – Estrada Rio - Petrópolis – Pavimento de concreto
Malha ferroviária brasileira: 3.000km
1937 – Criação do DNER
1942 – Contato com engenheiros norte-americanos que
construíram pistas de aeroportos e estradas de acesso
durante a 2ª Guerra Mundial (Belém, Fortaleza, Natal,
Recife, Maceió e Salvador) - CBR

1942 – 1.300km de rodovias pavimentadas, uma
das menores extensões da América Latina

1945 – Rodovia Rio - Bahia

1950 – Pavimentação da Rio - São Paulo (Dutra):
 Sem estudo geotécnico, com espessuras constantes
de 35cm (20cm de base de macadame hidráulico e
15cm de um revestimento de macadame betuminoso
por penetração dosado pela regra “a quantidade de
ligante é a que o agregado pede”.

Melhoria das estradas vicinais


1959 – Criação da Associação Brasileira de
Pavimentação (ABPv)
1960 – Fim do Governo de Juscelino Kubischekcriação de Brasília – Estradas radiais e Plano
Nacional de Viação
Malha ferroviária totalizava 38.000km

1964 – Alguns projetos de pavimentação do Governo
militar:
 Transamazônica
 Ponte Rio - Niterói

1986 – 95.000km de rodovias pavimentadas:
45.000km federais e
50.000km estaduais e municipais

1988 – 140.000km de rodovias pavimentadas (maior
extensão da América Latina)
Malha ferroviária: 30.000km

1996 – Início do programa de concessões

2002 – 165.000km de rodovias pavimentadas
55.000km federais

1.600.000km de rodovias não pavimentadas (federais,
estaduais e municipais)

2005
190.000km de rodovias pavimentadas
55.000km federais
1.700.000km de rodovias não pavimentadas
(federais, estaduais e municipais)
Produção de Asfalto: 1.300.000t/ano
SITUAÇÃO ATUAL (2010)


Condição precária em grande parte da malha federal, muitos
acidentes geotécnicos, quedas de pontes, taludes, etc
Alguns estados tem ampliado sua malha e introduzido novas
técnicas de pavimentação
SITUAÇÃO ATUAL NO BRASIL
PESQUISA CNT DE RODOVIAS / 2010

Rede implantada no auge da construção (décadas de 60 e
70) está se deteriorando intensamente.

Condição atual de maior parte da rede é de regular a ruim
com tendência a deterioração acelerada

A reabilitação da rede exige recursos três a cinco vezes
superior do que custaria a conservação no momento
oportuno.
aPESQUISA CNT DE RODOVIAS 2010
Fonte: DNIT 2000
aPESQUISA CNT DE RODOVIAS 2010
• Boletim Estatístico
• Boletim Novo
• Principais Dados
• Boletim Econômico
• Relatório Gerencial –
•11- Análise Sócio –econômica das rodovias
Fonte: DNIT 2000

Introdução à Pavimentação - departamento de transportes da ufpr

Transcrição

Documentos relacionados

VIBRO ACABADORA

REQUERIMENTO 005/2015. Exmo Sr. Presidente: Oficiar o

termo de referência

Legacy Cognac - L`Antic Colonial

Baixar o edital

wallcovering upholstery curtain

Ficha Técnica - MC

Inventário - Balneário Piçarras

Folheto Informativo Devi

revestimento mural upholstery cortina