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Indaial – 2021 Práticas de estradas e Pavimentos Prof. Luís Urbano Durlo Tambara Júnior 1a Edição Copyright © UNIASSELVI 2021 Elaboração: Prof. Luís Urbano Durlo Tambara Júnior Revisão, Diagramação e Produção: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. Impresso por: T154p Tambara Júnior, Luís Urbano Durlo Práticas de estradas e pavimentos. / Luís Urbano Durlo Tambara Júnior. – Indaial: UNIASSELVI, 2021. 208 p.; il. ISBN 978-65-5663-501-9 ISBN Digital 978-65-5663-502-6 1. Sistema viário. – Brasil. II. Centro Universitário Leonardo da Vinci. CDD 620 aPresentação Planejar adequadamente uma rede viária é uma necessidade para uma boa organização urbana. O sistema viário é definido como um conjunto de espaços públicos para a circulação de diferentes meios de transporte. O grupo de engenharia encarregado no desenvolvimento desses planejamentos deve levar em consideração a cultura do local onde haverá adaptações nos caminhos e meios de transporte, como exemplo, o grande tráfego de ciclistas em cidades como Amsterdã. Deve-se ter em mente que as redes de via estão sempre em constante evolução, por exemplo, no Brasil é comum encontrar cidades interioranas em que rodovias atravessam o meio da cidade. O eventual crescimento da cidade resultaria numa demanda da elaboração de uma rodovia que passe por fora da cidade para facilitar o deslocamento da população local, possibilitando um desafogamento das vias urbanas da cidade. É importante saber que para um avanço no desenvolvimento de rede viária são necessárias políticas de desenvolvimento do país para o financiamento da elaboração e execução dos projetos. O engenheiro deve pensar as apropriadas saídas para a realização de determinada rede viária de acordo com a densidade populacional da região, tipo de solo, intensidade de uso, formatos das configurações dos tecidos urbanos, custos e orçamentos limitados, escolha do tipo de pavimento, entre diversos outros aspectos para uma adequada implementação de rede. Este livro abordará as principais práticas e procedimentos para a execução de estradas e pavimentos: Na Unidade 1 estudaremos as redes viárias através de atividades práticas em projeto e gestão de obras de rede viária e os estudos geotécnicos necessários para obter um comportamento de solo satisfatório para a execução de obras viárias. A Unidade 2 apresentará os projetos geométricos de estradas, com as atividades práticas empregando as técnicas para desenvolver os projetos planialtimétricos e outros elementos de projetos como curvas, superelevação e superlargura. Também será visto atividades referentes à medição de volumes de corte e aterro por terraplenagem. Já na Unidade 3 serão abordados os temas referentes a solos e pavimentação. Serão executadas práticas de execução de pavimentos rígidos, flexíveis e com peças pré-moldadas de concreto. Nesta unidade também serão realizados estudos de tráfego, aplicação de métodos de dimensionamento de pavimentos asfálticos, patologias comumente encontradas nesses pavimentos e as manutenções necessárias para manter os pavimentos em serviço. Prof. Luís Urbano Durlo Tambara Júnior Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novidades em nosso material. Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo. Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto em questão. Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade. Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos! NOTA Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela um novo conhecimento. Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complemen- tares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada! LEMBRETE sumário UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS ....................................................................................................... 1 TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS ...................... 3 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................... 3 2 CONCEITOS GERAIS ........................................................................................................................ 3 2.1 ACESSIBILIDADE E MOBILIDADE ........................................................................................... 7 2.2 ANTEPROJETO ............................................................................................................................. 12 2.3. PROJETOS ..................................................................................................................................... 13 3 EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS ............................................................................................... 15 4 ROTEIRO: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS ............................................. 18 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 20 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 21 TÓPICO 2 — PRÁTICA 2: GESTÃO DA QUALIDADE EM OBRAS RODOVIÁRIAS ........ 23 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 23 2 DEFINIÇÕES ...................................................................................................................................... 23 2.1 PROCEDIMENTOS PARA GESTÃO EM OBRAS RODOVIÁRIAS ...................................... 24 2.1.1 Obtenção e administração dos dados ............................................................................... 25 3 ROTEIRO: GESTÃO DE QUALIDADE EM OBRAS RODOVIÁRIAS ................................. 26 RESUMO DO TÓPICO 2..................................................................................................................... 27 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 28 TÓPICO 3 — PRÁTICA 3: ESCOLHA DO TRAÇADO ................................................................ 31 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................31 2 TRAÇADO DA RODOVIA ............................................................................................................. 31 2.1 DEFEITOS DE TRAÇADO .......................................................................................................... 33 3 ROTEIRO: ESCOLHA DE UM TRAÇADO ................................................................................. 35 RESUMO DO TÓPICO 3..................................................................................................................... 39 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 40 TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS ..................... 41 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 41 2 AGREGADOS .................................................................................................................................... 41 3 MÓDULO DE RESILIÊNCIA .......................................................................................................... 42 3.1 COMPACTAÇÃO CBR ................................................................................................................ 46 3.1.1 Compactação Proctor .......................................................................................................... 46 3.1.2 Ensaio de índice de Suporte Califórnia (CBR) ................................................................. 48 4 ROTEIRO: ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE UM SOLO ............................................. 51 LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................ 53 RESUMO DO TÓPICO 4..................................................................................................................... 61 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 62 REFERÊNCIAS ...................................................................................................................................... 65 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS ....................................................... 67 TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO .................................................... 69 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 69 2 CROQUIS ............................................................................................................................................ 72 3 SEÇÃO TRANSVERSAL .................................................................................................................. 73 4 ROTEIRO: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO ............................................................................. 79 RESUMO DO TÓPICO 1..................................................................................................................... 83 AUTOATIVIDADE .............................................................................................................................. 84 TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS ........................................................... 87 1 INTRODUÇÃO .................................................................................................................................. 87 2 ELEMENTOS DE PROJETOS ......................................................................................................... 87 2.1 PONTES .......................................................................................................................................... 91 2.2 SINALIZAÇÕES RODOVIÁRIAS .............................................................................................. 92 2.3 CERCAS, DEFENSAS E PROTEÇÕES ...................................................................................... 93 2.4 PAVIMENTOS ............................................................................................................................... 94 2.5 CURVAS ......................................................................................................................................... 94 2.6 DISTÂNCIAS DE VISIBILIDADE .............................................................................................. 96 2.7 CONCORDÂNCIA ....................................................................................................................... 99 2.8 TAXAS E DISTRIBUIÇÃO DE SUPERELEVAÇÃO .............................................................. 101 2.9 SUPERLARGURA....................................................................................................................... 105 3 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DE CURVA, SUPERELEVAÇÃO E SUPERLARGURA ........................................................................................................................ 106 RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 111 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 112 TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM .......................................................................... 115 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 115 2 SERVIÇOS PRELIMINARES ........................................................................................................ 115 3 ROTEIRO: MEDIÇÃO DE CORTE E ATERRO DE TERRAPLENAGEM ............................ 118 LEITURA COMPLEMENTAR .......................................................................................................... 123 RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 131 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 132 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 134 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO ............................................................................... 135 TÓPICO 1 — PRÁTICA 8: PAVIMENTO RÍGIDO ..................................................................... 137 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 137 2 ESTRUTURAS DOS PAVIMENTOS ........................................................................................... 138 3 TRAÇO E MATERIAIS UTILIZADOS ........................................................................................ 139 3.1 SUBLEITO .................................................................................................................................... 140 3.2 REFORÇO DO SUBLEITO ......................................................................................................... 140 3.3 SUB-BASES .................................................................................................................................. 140 3.4 BASES ........................................................................................................................................... 140 3.5 REVESTIMENTO ........................................................................................................................ 141 4 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DE ESPESSURAS DE UM PAVIMENTO RÍGIDO ................................................................................................................... 141 RESUMO DO TÓPICO 1...................................................................................................................147 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 148 TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL .................................................................. 149 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 149 2 TRAÇO E MATERIAIS UTILIZADOS ........................................................................................ 149 3 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DAS ESPESSURAS DO PAVIMENTO FLEXÍVEL ...... 152 RESUMO DO TÓPICO 2................................................................................................................... 162 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 163 TÓPICO 3 — PRÁTICA 10: PAVIMENTO COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ......................................................................................................... 165 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 165 2 PAVIMENTO INTERTRAVADO .................................................................................................. 165 3 RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA À COMPRESSÃO ......................................................... 168 4 ABSORÇÃO DE ÁGUA .................................................................................................................. 168 5 RESISTÊNCIA À ABRASÃO ........................................................................................................ 169 6 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO ............................................................................................. 170 RESUMO DO TÓPICO 3................................................................................................................... 173 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 174 TÓPICO 4 — PRÁTICA 11: DEMANDA DE TRÁFEGO ........................................................... 177 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 177 2 VOLUME DIÁRIO MÉDIO (VDM) ............................................................................................. 177 3 PESQUISA DE TRÁFEGO ............................................................................................................. 178 4 ROTEIRO: ELABORAÇÃO DE ESTUDOS DE TRÁFEGO .................................................... 180 RESUMO DO TÓPICO 4................................................................................................................... 181 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 182 TÓPICO 5 — PRÁTICA 12: MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO-EMPÍRICO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS .................... 185 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 185 2 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO POR MEDINA ................................................................ 185 RESUMO DO TÓPICO 5................................................................................................................... 191 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 192 TÓPICO 6 — PRÁTICA 13: PATOLOGIA E MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS .................193 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 193 2 DEFORMAÇÕES E DEFEITOS DE SUPERFÍCIE ..................................................................... 193 2.1 AFUNDAMENTOS .................................................................................................................... 193 2.2 PANELA ....................................................................................................................................... 195 2.3 TRINCAS E FISSURAS .............................................................................................................. 195 3 RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS ............................................................... 196 4 ROTEIRO: SOLUÇÕES PARA PATOLOGIAS DE PAVIMENTOS ...................................... 197 RESUMO DO TÓPICO 6................................................................................................................... 198 AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................ 199 TÓPICO 7 — PRÁTICA 14: MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO .................................................. 201 1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 201 2 ORÇAMENTO (CUSTO DIRETO E INDIRETO) ..................................................................... 201 3 CUSTOS DE CONSTRUÇÃO ....................................................................................................... 202 4 CUSTOS DE MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO .......................................................................... 202 5 ROTEIRO: DETALHAMENTO DE ORÇAMENTO ................................................................ 203 RESUMO DO TÓPICO 7................................................................................................................... 207 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 208 1 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você será capaz de: • reconhecer e realizar estudos de projeto de redes viárias; • identificar melhores formas de gestão para a execução com qualidade de obras de rodovias; • escolher melhor traçado para aplicação em projetos de rodovias; • aplicar estudos de caracterização geotécnica de um solo para a execução de uma obra viária. Esta unidade está dividida em quatro tópicos. No decorrer da unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS TÓPICO 2 – PRÁTICA 2: GESTÃO DA QUALIDADE EM OBRAS RODOVIÁRIAS TÓPICO 3 – PRÁTICA 3: ESCOLHA DO TRAÇADO TÓPICO 4 – PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 2 3 TÓPICO 1 — UNIDADE 1 PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 1 INTRODUÇÃO As redes viárias, ou redes de transporte, são o conjunto de vias de comunicação (estradas, linhas aéreas, caminhos-de-ferro, linhas marítimas, entre outros) que ligam locais de origem a locais de destino, formando uma “teia” mais ou menos densa, de região para região. Os transportes desempenham um papel muito importante, pois facilitam a mobilidade das pessoas, o comércio de mercadorias, a troca de serviços e a circulação de informação. Para a realização das redes viárias, é necessário um conjunto de ações através de planejamento de tráfego, a organização do espaço em que a rede será aplicada e que o usuário tenha segurança e comodidade durante o trajeto a ser realizado. Neste primeiro tópico, estudaremos os conceitos gerais para as concepções de uma estrada, desde a utilização de anteprojetos e projetos até a utilização de maquinário ideal para realização das etapas da implementação deredes viárias. 2 CONCEITOS GERAIS O empreendimento de uma rede viária necessita abranger aspectos sociais, de menor custo e com redução nos efeitos agressivos ao meio ambiente. Quando paramos para pensar no início da exploração do Brasil, os primeiros sistemas de vias que foram utilizados foram os caminhos abertos pelos exploradores entre os rios que percorriam o país, sendo estes os primeiros elementos morfológicos direcionados ao desenvolvimento das cidades naquela época (SANTOS, 2008). Ao pensarmos que os espaços estão em constante evolução, sempre ocorrerá um aprimoramento dos sistemas viários para que haja uma melhor capacitação de qualidade e tráfego. A execução de implantação de uma estrada leva em consideração um ciclo de diversas fases de trabalhos desde registros gráficos através de desenhos e mapas, realização de cálculos altimétricos através de estudos topográficos, cálculos de segurança para a realização adequada de curvas decorrentes da velocidade em que o meio de transporte opera, descrição detalhada dos projetos para que a execução ocorra conforme todo o trabalho realizado no pré-projeto da obra, entre outros tópicos que treinaremos nesta unidade. UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 4 É necessário levar em consideração que durante a execução de um projeto de engenharia é natural que ocorram certos desvios do planejamento inicial do projeto. Cabe ao engenheiro que esteja desenvolvendo a execução do projeto tomar as decisões mais adequadas para reduzir os danos de custo e entrega final da obra. Para isso é imprescindível que o engenheiro organiza e detalhe o decorrer de todas ações tomadas durante o processo de execução da obra. As etapas de implantação de rodovias englobam: o planejamento de acordo com o plano diretor da cidade que será executado, o projeto o qual deve discutir a integração da infraestrutura do sistema viário de acordo com o Plano Nacional de Viação, em que o sistema reúne a infraestrutura física e operacional dos vários modos de transporte: rodoviário, ferroviário, aéreo e aquaviário sob jurisdição de União, estados e municípios pela Lei nº 12.379/11 (BRASIL, 2011). Em seguida, é realizado o estudo de viabilidade, por meio do qual selecionam-se alternativas para a realização do traçado da rota da rede; neste estudo são levados em conta as características técnicas em função do tráfego e a avaliação econômica do projeto, ou seja, é essencial considerar o orçamento para a execução da obra. Por fim, na etapa de projeto são realizadas as planificações e instalações dos serviços, os estudos geotécnicos e específicos para a obra, os quantitativos para, por fim, apresentar o projeto final (BRASIL, 2010). ATIVIDADE Vocês, acadêmicos, dividam-se em grupos para discutir a importância da concepção do projeto de alternativas de traçado, apontando alternativas para a elaboração de um projeto de rede viária entre a cidade A e o povoado B visto na Figura 1, com distância aproximada de 250 km e com topografia constante. Entre as cidades, localiza-se um rio destacado em azul com altitude de -6 m comparado às cidades. Ao escolherem os traçados, os alunos devem indicar os prós e contras do determinado traçado e discutir quais são os fatores que afetariam na elaboração do projeto de rede viária. FIGURA 1 – CROQUI PARA IDENTIFICAR TRAÇADOS DE REDES VIÁRIAS ENTRE CIDADES FONTE: O autor (2020) UNI TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 5 As fases de planejamento e etapas de projeto de concepção de uma implementação é dividida nas seguintes fases: estudo de alternativas, processo de ordenação espacial, definição de linha, fase de aprovação (anteprojeto), verificações do projeto e aprovação, fase de definição, processo de definição dos projetos e por fim o projeto executivo. As documentações básicas e estudos de suportabilidade com o meio ambiente são etapas realizadas na fase de estudo de alternativas já as plantas dos projetos e o plano de acompanhamento ambiente são realizados na fase de anteprojeto. As aplicações referentes a cada etapa da concepção podem ser vistas de maneira mais detalhada na Tabela 1 (DCE-SC, 2000). TABELA 1 – APLICAÇÃO DAS DIRETRIZES E PUBLICAÇÕES POR ETAPAS DISTINTAS DA CONCEPÇÃO Estudo de alternativas projeto do traçado Fase de aprovação (anteprojeto) Fase de definição Projeto executivo Qualidade de trânsito Redes de estradas Dimensionamento de seção transversal Segurança Condução do traçado Seção transversal Interseções Detalhamentos finos Meio ambiente Impacto ambiente Plano executivo de proteção ambiental Plano de acompanhamento de proteção ambiental Emissões Economia Análise de custo/benefício FONTE: Adaptado de DCE-SC (2000) Objetivo da atividade: situar os alunos para a importância da escolha do traçado. Não existem escolhas erradas, mas sim escolhas que diferenciarão no custo e no impacto ambiental para cada tipo de traçado. Esta atividade tem como intuito elucidar a necessidade de um bom pré-projeto para a elaboração de uma rede viária. Solução: os alunos devem discutir as maneiras mais econômicas, sustentáveis e seguras para a realização do traçado. Deve-se levar em consideração a ligação entre as duas cidades, dados socioeconômicos, demanda de tráfego, impacto da iluminação dos faróis, evitar trechos retos longos para evitar cansar o condutor, o custo mais elevado de construir uma ponte acima dos rios ou ao realizar um desvio do rio para evitar esta construção e o impacto ambiental. Deve-se considerar que um bom traçado é aquele com o menor custo para execução. UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 6 A etapa de qualidade de trânsito é realizada até a fase de definição da concepção. Já a segurança vem desde a condução do traçado aos detalhamentos finos, pensadas durante todas as etapas da concepção. Estudos ambientais sobre o impacto e emissões são realizados durante o estudo de alternativas do projeto do traçado; o plano de proteção ambiental, por sua vez, é realizado no projeto executivo. Análises de custo e benefício são realizadas no período do projeto de traçado e fase de aprovação, na qual são pensadas, por exemplo, a quantidade de pontes a serem realizadas durante o projeto, um projeto econômico visa reduzir estas estruturas onerosas. A realização de uma obra de estrada inicia-se com uma série de estudos que viabilizarão o empreendimento que agracie tecnicamente e economicamente sua execução. Majoritariamente este investimento se inicia através do órgão público administrador, que pode ser um município, o estado ou então a federação. Para distinguirmos quanto à jurisdição da rede viária, optou-se por definir nomenclaturas para identificar de maneira mais fácil qual o setor responsável, por exemplo, as estradas federais apresentam como sigla BR seguido de três números algarismos, sendo o primeiro número referente à categoria da rodovia e os outros dois o indicativo da posição da rodovia. Existem cinco critérios para a definição da categoria das rodovias, sendo eles (BRASIL, 1974a): 0 – Para rodovias radiais (rodovias que partem de Brasília ligando as capitais e principais cidades brasileiras). 1 – Para as rodovias longitudinais (rodovias com direção norte-sul, crescendo da direita para a esquerda). 2 – Para rodovias transversais (rodovias com direção de leste para oeste, iniciando do extremo norte até o extremo sul). 3 – Para as rodovias diagonais (rodovias do noroeste-sudoeste, apresentando valor final par e nordeste-sudeste com valores impares). De acordo com a Lei nº 9.503, de 23 de setembro de 1997 (Código de Trânsito Brasileiro), alterada pela Lei nº 14.071, de 13 de outubro de 2020, utilizam-se as seguintes definições para as rodovias: VIA RURAL – estrada e rodovias. ESTRADA – via rural não pavimentada. RODOVIA – via rural pavimentada. ATENCAO TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS7 4 – Para rodovias de ligação (rodovias que, como o nome diz, ligam outras rodovias entre si). 2.1 ACESSIBILIDADE E MOBILIDADE Um gestor de projetos públicos sempre precisa elaborar seu trabalho levando em consideração os princípios de acessibilidade em sua obra, uma vez que esta é uma garantia constitucional brasileira e da Declaração Universal dos Direitos Humanos. A inclusão social é um planejamento que garante que todo cidadão deve participar igualmente na sociedade. Conforme o art. 2º da Lei Brasileira de Inclusão, Lei nº 13.146, de 6 de julho de 2015, o conceito de acessibilidade é: Possibilidade e condição de alcance para utilização, com segurança e autonomia, de espaços, mobiliários, equipamentos urbanos, edificações, transportes, informação e comunicação, inclusive seus sistemas e tecnologias, bem como de outros serviços e instalações abertos ao público, de uso público ou privados de uso coletivo, tanto na zona urbana como na rural, por pessoas com deficiência ou com mobilidade reduzida (BRASIL, 2015, s.p.). Quando falamos de acessibilidade, abordamos diversos sistemas de vias de circulação, como os de navegação aquática (rios, mares e lagos), ferroviários e rodoviários que necessitam de aprimoração para transformar social e economicamente uma região (LAMAS, 2004). Portanto, sem acesso não há centros urbanos. De maneira a recapitular, conforme o Departamento Nacional de Estradas de Rodagem – DNER (BRASIL, 1999), existem três tipos de funções para as rodovias (ver detalhamento na Figura 2 e classificação indicativa na Tabela 2), sendo estas: Arteriais – geralmente rodovias que atendem ao tráfego de longa distância e altos volumes de tráfego. São, portanto, rodovias geralmente com qualidade técnica superior. Coletoras – atendem a uma área mais restrita que as arteriais, muitas vezes sendo alimentadoras do tráfego destas. Locais – rodovias que pretendem atender aos interesses de uma região bastante limitada, geralmente alimentando o tráfego das rodovias arteriais ou coletoras. UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 8 FIGURA 2 – REPRESENTAÇÃO DO DESENVOLVIMENTO ESPACIAL DE UMA SEQUÊNCIA HIERÁRQUICA DE VIAS FONTE: CCDR-N (2008, p. 13) TABELA 2 – CLASSIFICAÇÃO FUNCIONAL DAS ESTRADAS CONFORME DNER Arterial Principal Viagens internacionais e inter- regionais. Elevados níveis de Mobilidade. Formar sistema contínuo na região. Articulação com rodovias similares em regiões vizinhas. Conectar cidade com população superior a 150.000 hab. Extensão: 2 a 3,5% da rede. Serviço: 30 a 35% dos vpd Km. Ext. média de viagens: 120 Km. Veloc. Operação: 50 a 100 Km/h. Primário Viagens inter-regionais e interestaduais. Atender função essencial de mobilidade. Formar sistema contínuo na região. Conectar cidade com população maior que 50.000 hab. Extensão: 1,5 a 3.5 % da rede. Serviço: 15 a 20% dos vpd Km. Ext. média de viagens: 80 K m. Veloc. Operação: 50 a 100 Km/h. Secundário Viagens interestaduais e não servidas pelos sistemas superiores. Formar sistema contínuo com rodovias dos sistemas superiores. Atender função essencial de mobilidade. Conectar cidades com população > 10.000 hab. Extensão: 2,5 a 5 % da rede. Serviço: 10 a 20% dos vpd Km. Ext. média de viagens: 60 K m. Veloc. Operação: 40 a 80 Km/h. TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 9 Coletor Primário Viagens Intermunicipais. Acesso a geradores de tráfego (portos, mineração, parques turísticos, produção agrícola etc.). Conectar cidades com população menor que 5.000 hab. Extensão: 4 a 8 % da rede. Serviço: 8 a 10% dos vpd Km. Ext. média de viagens: 50 K m. Veloc. Operação: 30 a 70 Km/h Secundário Ligar áreas servidas com o sistema coletor primário ou com o sistema arterial. Acesso a grandes áreas de baixa densidade populacional. Conectar centros com pop. > 2 000 hab. e sedes municipais não servidas por sistemas superiores Extensão: 10 a 15 % da rede. Serviço: 7 a 10% dos vpd Km. Ext. média de viagens: 35 K m. Veloc. Operação: 30 a 60 Km/h Local Viagens intramunicipais. Acesso de pequenas localidades e áreas rurais as rodovias de sistemas superiores. Extensão: 65 a 80 % da rede. Serviço: 5 a 30% dos vpd Km. Ext. média de viagens: 20 K m. Veloc. Operação: 20 a 50 Km/h. FONTE: Adaptado de DNER (BRASIL, 1999) As condições técnicas da rodovia são classificadas em diferentes classes de projeto de acordo com os critérios de classificação técnicas apresentadas na Tabela 3. TABELA 3 – CLASSES DE PROJETO DE ACORDO COM CLASSIFICAÇÃO TÉCNICA DAS RODOVIAS Classe de projeto Características Critério de classificação técnica 0 Via expressaControle total de acesso Decisão administrativa I A Pista duplaControle parcial de acesso A previsão do volume de tráfego ocasiona níveis de serviço em rodovias de pista simples inferiores aos níveis C ou D B Pista simplesControle parcial de acesso II Pista simples VDM entre 700 e 1400 III Pista simples VDM entre 300 e 700 IV A Pista simples VDM entre 50 e 200 B Pista simples VDM < 50 VDM – Volume diário médio FONTE: DNER (BRASIL, 1973, s.p.) UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 10 Com relação às faixas de domínio, o Art. 24 do DNER presente nas Normas para o Projeto das Estradas de Rodagem (BRASIL, 1973): nas zonas rurais a faixa de domínio terá uma largura mínima limitada pela distância de 10 m, contada a partir das cristas dos cortes ou dos pés dos aterros, para cada um dos lados, não sendo inferior aos seguintes limites apresentados na Tabela 4. Também constam nestas normas s Art. 27, que relata que os trechos urbanos, sempre que economicamente possível, ou que apresentem tendências de se tornar urbanos em futuro próximo, a faixa de domínio deverá ter largura que permita a construção de duas vias para atender ao tráfego local, uma de cada lado, fisicamente separadas do corpo da estrada; o Art. 28 diz que os cruzamentos, ou entroncamentos com outras estradas, devem ser incorporadas à faixa de domínio nas áreas para a construção das obras necessárias à eliminação das interferências de tráfego. TABELA 4 – DOMÍNIOS DE ACORDO COM A CLASSE DE PISTA Classe Regiões Planas (m) Onduladas (m) Montanhas (m) I 60 70 80 II 30 40 50 III 30 40 50 FONTE: DNER (BRASIL, 1973, s.p.) ATIVIDADE Vamos levar em consideração um exemplo do desenvolvimento de solução de reorganização de rede rodoviária em uma situação real aplicada para a região de Setúbal, em Portugal, conforme Manual de planeamento de acessibilidade e transportes (CCDR-N, 2008). Na Figura 3 vemos uma cidade que apresenta uma rede mista de redes viárias, com uma lógica radial centrada no seu centro histórico, que apresenta grande parte da função comercial da região com amplo acesso a todos, porém, com pouco acesso a estacionamentos. Também se observa deficiência de acessibilidade à zona ribeirinha, com poucas zonas com arruamentos e a zona residencial a oeste do centro, na encontra da colina, uma vez que as ruas presentes nessa região são de capacidade limitada, sendo acessada apenas pelo centro da cidade, sem conexão a nenhuma outra rua. Acadêmico, nesta atividade você deve construir alternativas de solução para melhorar as condições operacionais das vias para que se aprimore a acessibilidade da região ribeirinha e que afaste o tráfego pesado da zona residencial. UNI TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 11 FIGURA 3 – REDE VIÁRIA E URBANA ESTRUTURANTE EXISTENTE A CURTO PRAZO FONTE: Adaptado de CCDR-N (2008) Solução: Deve-se ter em conta que toda alteração capaz de suprir as demandas de acessibilidade estarão corretas, dependendo apenas do investimento de cada ação e da verba possível para execução. A solução aqui apresentada é a executada para o estudo na cidade. Inicialmente, modificou-se o eixo coletor,prolongando a via pontilhada ao norte e transformando em eixos distribuidores a curva ao norte. Essa intervenção evita que exista tráfego pesado na região de zona residencial e facilita a circulação de veículos nos eixos coletores. Com relação à parte da zona ribeirinha, foram realizados túneis em alternativa as ruas, transformando aquela região em um espaço aberto de lazer para pedestres. Na zona central situada ao norte da zona de pedestres foi realizada liberação das vias internas ao tráfego de automóveis. Esta solução resultou em uma reformulação do tráfego, dificultando que os veículos atravessassem o espaço central, porém que o acesso continuou garantido a eles, executando diversas áreas de estacionamento na área de acesso à cidade e à sua área central para estacionamentos de curta e média duração. Estes espaços também forneceriam acesso às áreas rodoviárias da cidade. Um novo arruamento foi realizado para dar acesso ao bairro localizado a oeste, realizando um acesso através do eixo coletor mais ao norte, próximo da entrada da cidade. UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 12 FIGURA 4 – PROPOSTA GLOBAL PARA A SOLUÇÃO DE ACESSOS PARA A REDE VIÁRIA ESTUDADA FONTE: Adaptado de CCDR-N (2008) 2.2 ANTEPROJETO Conforme as diretrizes para concepção de estradas (DCE-C, 2000), o anteprojeto é elaborado de acordo com as “Instruções e Diretrizes Concernentes”, em escala 1:5.000 ou 1:1.000 ou nas seguintes especificações: horizontal: 1:10.000 – 1:5.000 e vertical 1:1.000 – 1:500. Nesta etapa do projeto, deve-se conter no mínimo os seguintes itens: 1. Projeto geométrico da estrada no plano horizontal e no vertical. 2. Plano de acompanhamento de tratamento paisagístico. 3. Estudos hidrológicos. 4. Estudos técnicos de emissões (ruídos, substâncias nocivas). 5. Detalhamentos especiais quando houver (interseções, obras especiais, entre outros). TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 13 No entanto, outros estudos complementares devem ser realizados para uma boa execução da obra, necessitando ter em mãos os estudos geotécnicos e topográficos para a elaboração dos projetos de obras de terra, terraplenagem, pavimentação, drenagem, desapropriação, de acessos e que caibam no plano de orçamento referente à obra. Portanto, o anteprojeto deve ser estruturado de forma organizada, constando cada etapa de preparação da execução da obra associado a cada técnico responsável. 2.3. PROJETOS Quando pensamos na execução do projeto de rede viária, devemos ter em mãos qual é a classificação da rede quanto aos aglomerados populacionais, finalidade, programas de impacto ambiental, nível de serviço e condições técnicas, quais serão os veículos de projeto e a velocidade da via. O principal limitante para a execução do projeto é o custo de sua execução. A Figura 5 apresenta a média de custo para cada etapa de obra. É recomendado procurar a DER local, que possui normalmente projetos padronizados para obras de diferentes portes para examinar o conteúdo e a possibilidade de emprego na preparação do seu projeto, contendo os desenhos e memoriais descritivos necessários (DER/SP, 1987). FIGURA 5 – PORCENTAGEM DE CUSTO POR ETAPA DA OBRA FONTE: Adaptado de Modler (2012) Considerando compreender melhor os âmbitos de uma cidade mais acessível, indica-se a leitura de um artigo anexado nas leituras complementares. Como prática você pode identificar os elementos presentes no artigo, seria possível elaborar um trabalho similar a este avaliando a situação da sua cidade ou região? ATENCAO UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 14 Segundo as Diretrizes Básicas do DNIT (BRASIL, 2010), os projetos de engenharia rodoviária se desenvolvem ao longo das seguintes fases: • Fase Preliminar. • Fase de Projeto Básico. • Fase de Projeto Executivo. A Figura 6 apresenta detalhadamente, em ordem cronológica, os processos necessários de estudos e projetos englobados para a realização de um projeto de estradas (BRASIL, 1974b). FIGURA 6 – ETAPAS DO PROJETO DE ESTRADAS FONTE: Adaptado de Brasil (1974b) TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 15 Conforme as Diretrizes Básicas do DNIT (BRASIL, 2010), o primeiro item apresentado no projeto de estradas (levantamento de dados pré-existentes) corresponde à fase preliminar do projeto de engenharia rodoviária. A fase de projeto básico é desenvolvida através do estudo de traçado através do reconhecimento do terreno e o anteprojeto, nesta etapa são fornecidas plantas, os desenhos e outros elementos que adequem a identificação da obra. Já na fase de projeto executivo, é apresentada as plantas, desenhos e notas de serviço para a construção da rodovia. Além disso, devem ser fornecidos os seguintes elementos: a) Informações que possibilitem o estudo e a dedução de métodos construtivos, instalações provisórias e condições organizacionais para a obra. b) Subsídios para montagem do plano de licitação e gestão da obra. c) Orçamento detalhado do custo global da obra, fundamentado em quantitativos de serviços, fornecimentos dos materiais e transportes propriamente avaliados. d) Informações para a instrução dos processos desapropriatórios. ATENCAO 3 EQUIPAMENTOS NECESSÁRIOS Os serviços de terraplenagem e da elaboração de toda estrutura da estrada estão diretamente interligados à execução da obra de uma estrada e envolvem a utilização de conjuntos de equipamentos pesados que consomem a segunda maior parte do orçamento de um projeto de rede viária (em média 20% do gasto total). Parâmetros como: distanciamento das jazidas mais próximas para extração dos agregados a serem utilizados, haver definido o traçado e quantificado o volume de aterro e/ou corte a ser realizado durante a obra e saber em quais processos se poderá utilizar mais de uma vez o mesmo equipamento são determinantes para a produção e o orçamento final dos serviços e no cronograma da obra. A Tabela 5 apresenta de maneira separada cada equipamento necessário para todos os processos e serviços a serem realizados em um projeto de terraplenagem. UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 16 TABELA 5 – EQUIPAMENTOS INDICADOS PARA SERVIÇOS DISCRIMINADOS DE TERRAPLENAGEM Itens – Serviços Equipamentos utilizados Escavação do solo Tratores de lâmina Moto-scrapers Escavadeiras Escavações de rochas Perfuratriz Compressor Trator de lâmina Escavadeiras Extração de areia Drag-lineRetroescavadeiras Extração de rocha PerfuratrizCompressor de ar Carga de materiais CarregadeirasEscavadeiras Produção de brita Instalação de britagem Transporte de materiais Caminhões fora da estrada Caminhões basculantes Caminhões carroceria fixa Espalhamento de materiais terrosos MotoniveladorasTratores de lâmina Mistura de solos (homogeneização de umidade na pista) Grade de disco Motoniveladora Compactação propriamente dita Trator compactador Rolo de pneu (pressão variável) Rolo liso vibratório Rolo pé de carneiro Serviços auxiliares Tratores de pneusRetroescavadeiras FONTE: Brasil (2010, s.p.) As etapas construtivas de uma rodovia podem ser procedidas da seguinte maneira (CATTERPILLAR, 1977): Quando já encontradas na obra as máquinas necessárias para começar a execução de uma rodovia, transportadas através de aberturas seguras de caminhos até o local da obra ou por caminhos rurais existentes, iniciam-se algumas etapas preliminares à terraplanagem, sendo primeiramente efetuada a locação do traçado da faixa de domínio e, logo em seguida, o desmatamento da área, utilizando tratores esteira e também motosserras, logo depois são retirados os tocos das árvores e efetuada a limpeza. TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 17 As próximas etapas são a construção das fundações do viaduto na estruturante, o estaqueamento da rodovia, a fabricação, transporte e colocação das obras d’arte corrente (bueiros) e terraplenagem dos bueiros. Após concluída a classificação do solo escavado,variando entre 1ª categoria até 3ª categoria, no caso de existir solo mole, o mesmo é removido e implantada a areia. A escavação, carga, transporte e espalhamento são feitas com moto-scrapers, ou então escavação com trator de esteira, carregamento com pá carregadeira, transporte com caminhão basculante e espalhamento com motonivelador. Para a estabilização da base é feita uma operação solo cal. Primeiramente espalham-se os sacos de cal uniformemente, logo após o destorroamento e início da mistura com grade de disco, a homogeneização é feita com motoniveladoras. A cal traz benefícios e modificações no comportamento do solo, tais como: redução na plasticidade, da expansão, da contração e da massa específica e o aumento da umidade ótima, da resistência mecânica, da rigidez e da durabilidade. Com o material argiloso, a compactação é feita com rolo pé de carneiro, sendo que é executada de baixo pra cima. Para o acabamento, utiliza-se o rolo liso com finalidade de tornar uniforme o solo, sem buracos. Por fim, executa-se a imprimação e em seguida é espalhada a massa asfáltica e compactada com vibro- acabadora e rolo liso. Fique atento a esta dica para uma boa realização de compactação dos solos operações (BARONI, 2011): a) Escolha da área de empréstimo: deve ser considerada as distâncias de transporte, propriedades geotécnicas do material de empréstimo e atenção especial da umidade natural do solo da área de empréstimo. b) Transporte e espalhamento do solo: a espessura de espalhamento depende do tipo de solo, geralmente de 22 a 23 cm de solo solto resultam numa camada de 15 cm de solo compactado. c) Umidade ótima: para garantir uma melhor compactação é realizada irrigação ou aeração, seguidas de revolvimento mecânico do solo de maneira a homogeneizar o mesmo. d) Compactação: os equipamentos devem ser escolhidos de acordo com o tipo de solo; para solos coesivos, há uma parcela preponderante de partículas finas a muito finas, nas quais as forças internas de coesão desempenham papel preponderante. Para solos não coesivos praticamente não existe coesão entre os grãos, havendo muito atrito entre eles. Para obter grau de compactação adequado em campo, é recomendado: 1. Espessuras de capadas compactas inferiores a 20 cm. 2. Umidade do solo próxima a umidade ótima. 3. Homogeneização das camadas. 4. Definir o número de passadas necessárias do equipamento sobre o solo. DICAS UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 18 4 ROTEIRO: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS Para a realização deste roteiro, será abordado um estudo piloto de projeto de rede viária que levou em consideração dois traçados para sua execução, conforme representado através de supostos estaqueamentos apresentados no perfil topográfico apresentando na Figura 7. Entre as duas alternativas, você, acadêmico, deve apresentar uma justificativa de escolha de perfil ideal para execução, levando os ensinamentos vistos durante este tópico. Deve-se elaborar uma tabela para identificar as fases preliminares de serviços e indicar os equipamentos pesados mínimos necessário para os serviços de terraplenagem na execução da obra do perfil escolhido, que é observado na Figura 7. FIGURA 7 – ESTAQUEAMENTO DOS PERFIS PARA A EXECUÇÃO DE UMA RODOVIA FONTE: O autor (2020) FIGURA 8 – COTAS DO TERRENO PARA A REPRESENTAÇÃO DO PERFIL 1 E DO PERFIL 2 TÓPICO 1 — PRÁTICA 1: CONCEPÇÃO DO PROJETO DE REDES VIÁRIAS 19 FONTE: O autor (2020) Solução: O melhor perfil para elaborar a obra viária seria o perfil 1. Os motivos para tal decisão se dão, principalmente, pela identificação da quantidade de corte e aterro que teria em cada perfil; o perfil 1 se destacou como o mais econômico. Também deve-se levar em consideração a quantidade de obras de artes especiais (pontes), no qual o perfil 2 necessitaria de duas pontes relativamente altas, encarecendo o custo da obra, enquanto no perfil 1 escolhido teríamos apenas a execução de uma ponte. Tendo em vista o terreno do perfil 1 apresentado, serão utilizados os seguintes serviços apresentados na Tabela S1. Os equipamentos mínimos para utilização serão: escavadeira, retroescavadeira, caminhão basculante, motoniveladora e rolo pé de carneiro. TABELA S1 – Lista de equipamentos para os serviços de terraplenagem Serviços Equipamentos utilizados Escavação do solo Escavadeira Escavações de rochas Escavadeira Extração de areia Retroescavadeiras Carga de materiais Escavadeira Transporte de materiais Caminhões basculantes Espalhamento de materiais terrosos Motoniveladora Mistura de solos (homogeneização de umidade na pista) Motoniveladora Compactação propriamente dita Rolo pé de carneiro Serviços auxiliares Retroescavadeira 20 Neste tópico, você aprendeu que: • A capacidade de organizar um projeto de rede viária é indicado através das normativas. • A identificar todas as etapas de execução de um projeto de rede viária. • A realizar soluções para facilitar a mobilidade e acessibilidade de uma rede viária. • A selecionar os equipamentos necessários para a elaboração dos processos de terraplenagem da obra. RESUMO DO TÓPICO 1 21 1 A compactação do solo é um procedimento que aumenta a densidade do terreno onde será construída uma rede viária. A partir disso, é possível garantir mais resistência e estabilidade para todas as etapas posteriores do projeto. Qual o tipo de solo recomendado para a compactação com rolo pé de carneiro? 2 Um projeto de rede viária é um conjunto de ideias que apresente a melhor solução tendo em vista critérios econômicos, ambientais e de relevo. Pesquise sobre os estudos topográficos, hidrológicos e geotécnicos e descreva o processo desses projetos: 3 A execução de uma obra rodoviária envolve o desenvolvimento de diversos estudos e processos prévios ao início das primeiras movimentações de terra no local. Tendo em vista estas diferentes etapas, assinale a alternativa CORRETA que corresponde a um processo verdadeiro de execução de uma rede viária: a) ( ) A etapa de maior gasto na execução de uma obra está geralmente na terraplenagem. b) ( ) Os estudos hidrológicos só ocorrem na fase posterior ao anteprojeto. c) ( ) Moto-scrapers podem ser utilizados para a etapa de escavação na realização de uma rodovia. d) ( ) Os estudos topográficos indicam a ocorrência de áreas pantanosas e tipos de solo necessárias para a execução do projeto. 4 As redes viárias, ou redes de transporte, são o conjunto de vias de comunicação (estradas, linhas aéreas, caminhos-de-ferro, entre outros) que ligam locais de origem a locais de destino, formando uma “teia” mais ou menos densa, de região para região. Os transportes desempenham um papel muito importante, pois facilitam a mobilidade das pessoas, o comércio de mercadorias, a troca de serviços e a circulação de informação. Dentre estes conjuntos de vias de comunicação existem as vias arteriais, que são: a) ( ) Rodovias que atendem ao tráfego de longa distância e baixos volumes. b) ( ) Rodovias com áreas mais restritas com tráfego de baixo volume. c) ( ) Rodovias que atendem a regiões bastantes limitadas. d) ( ) Rodovias de altos volumes de tráfego com qualidade técnica elevada. 5 A melhoria das redes viárias só é possível através de vários fatores, tais como a construção de novas infraestruturas, as licenças e sinais de trânsito de acordo com a lei; a segurança, rapidez e comodidade de passageiros e mercadorias devem ser uma prioridade, a evolução dos meios de transporte e a reorganização do espaço (alargamento das áreas urbanas e ordenamento do território). Todas estas melhorias contribuem fortemente para aumentar a acessibilidade dos lugares. Para a implantação de rodovias NÃO é obrigatório: AUTOATIVIDADE 22 a) ( ) Projeto discutindo integração de infraestrutura do sistema com o Plano Nacional de Viação. b) () Planejamento de acordo com o plano diretor da cidade. c) ( ) Realização de licitação para execução do projeto. d) ( ) Capacitação de mão de obra especializada. 23 TÓPICO 2 — UNIDADE 1 PRÁTICA 2: GESTÃO DA QUALIDADE EM OBRAS RODOVIÁRIAS 1 INTRODUÇÃO O termo qualidade para obras rodoviárias está associado a dois momentos: durante a construção e durante o uso ((FERREIRA; PICADA-SANTOS, 2006). Durante a construção, existem certas exigências que devem ser cumpridas, a maior parte delas contempladas dentro do planejamento do projeto, porém, em certas ocasiões e pela realidade do nosso país, é necessário “ficar de olho” durante a execução dos projetos para ter certeza que o que foi planejado e aprovado é o que realmente está sendo executado. Posteriormente a esta aprovação, a qualidade tem que continuar sendo feita sobre o sistema, pois este satisfaz necessidades de uma sociedade que está em constante evolução. Assim, a rodovia, sendo uma plataforma de comunicação, pode gerar feedback sobre suas condições de manutenção (estado de conservação), de modo que são os usuários que avaliam o estado, a qualidade e as deficiências da rodovia. A forma de medir essa qualidade é mediante o uso de indicadores, fazendo comparação de “o que se tem” com “o quê deveria ser” e, dessa forma, tentar ajustar as necessidades prioritárias dos usuários, quando estas sejam, claramente, economicamente viáveis. 2 DEFINIÇÕES A qualidade sempre vem acompanhada de certos conceitos básicos para a compreensão de seu processo. Na Figura 9 são apresentados alguns indicadores importantes e necessário à medida que é feita a avaliação de qualidade. 24 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS FIGURA 9 – INDICADORES DE QUALIDADE PARA A EXECUÇÃO DE UMA OBRA FONTE: Adaptado de Norma DNIT 011/2004 (BRASIL, 2004) 2.1 PROCEDIMENTOS PARA GESTÃO EM OBRAS RODOVIÁRIAS Baseados na norma DNIT 011/2004 (BRASIL, 2004), de forma resumida, os projetos de obras de rodovias passam por dois diferentes tipos de avaliação de controle de qualidade, sendo eles: o autocontrole e o controle externo da obra. O autocontrole deve ser realizado diretamente pela empresa que executa a obra rodoviária desde seu planejamento até o momento de entrega, sendo dividida em: controle da produção (verificar qualidade dos materiais utilizados, realização dos ensaios, coleta dos materiais, treinamento da mão de obra utilizada, estocagem do matéria, entre outros aspectos) e controle de qualidade (monitorar o controle de produção, registro de aprovação de materiais e serviços concluídos, manutenção dos procedimentos, armazenamento de todos dados obtidos através dos ensaios, controle do passivo ambiental, entre outros). Por outro lado, o controle externo da obra é mantido pelo contratante que deve fiscalizar e supervisionar a contratada para controlar e fiscalizar se todos os requisitos pedidos estão sendo realizados corretamente pela empresa contratada. Quando se tem uma série de eventos que influenciam no resultado final do produto a ser entregue, conforme visto na Figura 10, vemos que a raiz do problema são as não conformidades que os clientes apresentam em suas obras, composta pela qualidade dos materiais, tempo de atraso da obra, funcionamento dos recursos humanos, interpretações erradas das plantas e planos e o controle de insumos de entrada. O cumprimento do contrato significa que todas as condições estipuladas são fielmente realizadas (LOPEZ, 2014). TÓPICO 2 — PRÁTICA 2: GESTÃO DA QUALIDADE EM OBRAS RODOVIÁRIAS 25 FIGURA 10 - DIAGRAMA CAUSA-EFEITO PARA GESTÃO EM OBRAS RODOVIÁRIAS FONTE: Adaptado de Lopez (2014) 2.1.1 Obtenção e administração dos dados Para que ocorra uma boa gestão de qualidade em uma empresa, é necessário que ela seja responsável e esteja envolvida na construção de um processo que faça uso de diagnósticos da sua situação, que se esforce para estruturar toda documentação com base em normas vigentes da ISO 9001 (ABNT, 2008), que estabeleça um plano de desenvolvimento de qualidade da gestão e, além disso, que planeje em conjunto tudo o que for necessário para verificar o status do sistema de maneira transparente. Para isso, é necessário obter algumas estruturas mínimas, sendo elas (BRASIL, 2004): • Definição do empreendimento rodoviário, apresentando de maneira clara os objetivos da qualidade da empresa, organogramas gerais do canteiro de obras e da empresa. • Documentar e comunicar as atribuições e responsabilidades de todos os setores envolvidos na realização da obra, não somente da mão de obra, mas também através de controle interno e gerência de qualidade dos materiais utilizados. • Todos devem ser responsáveis por uma boa higiene e segurança no ambiente de trabalho. • Obter pessoas qualificadas designadas para a gestão e execução dos trabalhos, elaborar modelos de quadros-resumos de controles geométricos, tecnológicos e estatísticos com os parâmetros para execução da obra. • Estabelecer e manter procedimentos documentados dos cumprimentos da legislação ambiental aplicável e de outros instrumentos legais normativos, como órgãos públicos, códigos e práticas. 26 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS Para que isso realmente ocorra de maneira efetiva, existem certas maneiras de verificação da gestão de qualidade. São calculados valores de frequências relativas simples para verificar a evolução, geralmente mensal, de insumos, produção e da entrega do produto. Esta frequência é obtida através da relação entre o total de verificações realizados no controle dividida pelo total de verificações esperadas em projeto. Quanto mais próximo de 100% estiver o valor da frequência, melhor estará o desenvolvimento da gestão de um projeto. 3 ROTEIRO: GESTÃO DE QUALIDADE EM OBRAS RODOVIÁRIAS Este roteiro tem como intuito estimular os acadêmicos a visitarem a realização de uma obra de rede viária que esteja acontecendo próxima a sua cidade. Caso não ocorra nenhuma durante o período deste curso, poderá ser executada em alguma outra obra previamente informada ao tutor. Durante a visita, os alunos deverão fiscalizar e identificar os dados de efetividade da gestão de qualidade do empreendimento, identificando os cuidados de gestão dos itens anteriormente mencionados neste tópico (materiais, pessoas qualificadas executando o serviço, controle ambiental, segurança e higiene etc). Ao final, você, acadêmico, necessitará elaborar um relatório técnico como se fosse elaborado pelo supervisor da obra, levando em consideração tudo o que foi observado durante a visita. Boas práticas de gestão envolvem, acima de tudo, um comportamento íntegro entre as pessoas envolvidas no trabalho. Envolvem além de um bom projeto organizacional, uma boa conduta moral e ética. DICAS 27 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • O acadêmico deverá identificar dois pontos de avalição da qualidade, um ponto associado à construção de rodovia dentro ou fora da cidade, e outro sobre uma rodovia já finalizada e entregue para a comunidade. • É necessário identificar a extensão do projeto, argumentar quem está sendo beneficiado com a execução desse projeto e mostrar registros da visita técnica. • É preciso avaliar as condições de geometria viária, sinalização, estabilidade da infraestrutura, estado de conservação e segurança numa secção transversal do projeto, emitir um parecer sobre as condições visualizadas e argumentar sobre possíveis melhoras que deveriam ser feitas para atingir um produto de qualidade. 28 1 O processo de gestão, operação e manutenção rodoviária é formado por atividades complexas. Grande parte das tarefas é feita de forma manual. Para garantir que sejam realizadas com exatidão, é necessário contar com procedimentos de conferência que acabam atrasando a finalização das atividades. Indiquequais as melhores alternativas para aprimorar a funcionalidade da gestão de mão de obra da construção de uma rodovia: 2 As normas oferecem algumas vantagens importantes. Além de conduzirem as ações diretas de planejamento e gerenciamento de projetos, essas regulamentações possibilitam que procedimentos sejam realizados de acordo com níveis bastante elevados e internacionais de padrões de qualidade, o que gera agilidade e segurança. Além de seguir as normas de qualidade NBR ISSO 9001, pesquise outras normativas que podem contribuir para melhorara gestão de uma obra rodoviária: 3 Em todo projeto de engenharia, em particular nos projetos de estradas, pode-se, em geral, optar entre diversas soluções. É decisivo para a escolha da solução final o critério adotado pelo projetista, a sua experiência e o seu bom senso. Quanto aos projetos, analise as afirmativas a seguir: I- São empreendidos de forma temporária. II- Surgem para dar uma resposta estratégica a um desafio. III- Sequência de fases de um projeto: realizar, analisar, implementar e concluir. IV- A surpresa e a incerteza envolvem todo projeto. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) II e III apenas. b) ( ) I, III e IV apenas. c) ( ) II apenas. d) ( ) I, II, IV apenas. 4 O gerente de projetos de uma grande empresa começa a perceber que sua equipe não está trabalhando em conjunto. Assinale a alternativa que indica um indício de que isso está acontecendo: a) ( ) As reuniões são improdutivas. b) ( ) A equipe apresenta descontentamento com o andamento do projeto. c) ( ) Há comodismo da equipe. d) ( ) Há existência de conflitos com clima de competição dentro da equipe. 5 Conforme Paludo (2015), projetos são iniciativas únicas, com começo e fim definidos para atingir alguma meta ou objetivo. Sua finalidade é alcançar o resultado previamente estabelecido, portanto, o objetivo do projeto. Sobre a administração de projetos, assinale a alternativa CORRETA: AUTOATIVIDADE 29 a) ( ) O ciclo de vida refere-se ao tempo despendido para o desenho do processo de execução e planejamento do projeto. b) ( ) Os projetos são conjuntos de atividades rotineiras que produzem resultados similares de modo que não há uma previsão de término bem específico de cada uma de suas etapas. c) ( ) O ciclo de vida de um projeto inclui as fases de iniciação, planejamento, execução, monitoramento/controle e encerramento. d) ( ) Segundo o conceito moderno, projetos e processos apresentam objetivos e métodos semelhantes; a única diferença reside no fato de que o primeiro é utilizado em entidades públicas, já o segundo é utilizado em qualquer tipo de organização. 30 31 TÓPICO 3 — UNIDADE 1 PRÁTICA 3: ESCOLHA DO TRAÇADO 1 INTRODUÇÃO Neste tópico abordaremos a escolha de traçado para a realização de uma obra de rede viária. Veremos os principais fatores para a realização de um bom traçado, econômico e agradável aos usuários. O traçado de uma rodovia, como visto nos tópicos anteriores, deve levar em consideração os parâmetros geométricos, econômicos, técnicos, de demanda sociais e de tráfego. Um fator importante para o desenho do traçado é o usuário que irá trafegar pela rota, o traçado não pode apresentar trechos retilíneos muito extensos, pois isso pode provocar cansaço e sonolência ao condutor. A sinalização também deve ser bem realizada para que não impacte negativamente os condutores que viajam à noite. 2 TRAÇADO DA RODOVIA O que devemos levar em conta quando vamos elaborar o traçado? Três principais pontos devem ser pensados quando elaboramos um projeto (CATERPILLAR, 1977): Topografia: quando a obra vai ser realizada em ambientes com grandes diferenças de altitude, é imprescindível usar o terreno o favor para reduzir os gastos com movimentos de terra através de métodos de terraplenagem. Deve- se utilizar o terreno ao favor do traçado, muitas vezes aumentar o percurso do traçado para subir grandes declives sai mais em conta que realizar um elevado volume de corte ou aterro. Tenha isso em mente. Geologia: movimentos de terra são inevitáveis nessas obras, no entanto, devemos saber com que tipo de solo estaremos trabalhando durante a execução de obra. O acadêmico deve recordar de tópicos vistos em mecânica dos solos; solos muito moles podem apresentar certos recalques se não realizados pré- adensamentos, podendo levar a grandes patologias da estrada ao longo do tempo devido às cargas aplicadas sobre ela. Hidrologia: conhecer completamente o histórico de climatologia de chuvas da região em que a obra será construída a estrada é muito importante. Geralmente, o planejamento do traçado deve levar em consideração a pior 32 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS situação registrada do local para que não ocorra formação de enchentes sobre o traçado realizado. Também deve-se realizar um projeto de drenagem adequado para dar vazão à água que circundará o traçado. Em resumo, vemos que é necessário reconhecer toda a região para levantar os dados de jazidas para execução da obra, topografia e geologia para um melhor aproveitamento dos níveis do solo já existentes e conhecer os perfis hidrológicos e suas diferentes extensões ao longo do ano para que não atinjam o trecho da obra. A determinação de alguns pontos obrigatórios a serem atingidos ou evitados são decorrentes de certas condições sociais, econômicas ou estratégicas, como a necessidade de acesso a algum vilarejo ou de passagem devido a razões técnicas como evitar atravessar o leito mais largo de um rio. Na Figura 11 vemos alguns exemplos de boas execuções de traçado que levam em consideração as condições e passagens necessárias para um projeto mais econômico e acessível. Como exemplo: Na Figura 11 a) vemos a melhor representação de desenvolvimento de traçado em um terreno com elevado declive, pelo qual é indicado um traçado mais longo, porém com menor movimentação de terra, em que os trechos retos do traçado acompanham as curvas de nível do declive. Na Figura 11 b) vemos o desenho de traçado cruzando a menor largura de um rio, evitando a execução de uma ponte mais larga e consequentemente com maior faturamento. Já no exemplo da Figura 11 c) vemos um traçado que acompanha as curvas de nível com pouco ou nenhuma movimentação de terra, no entanto para este último exemplo deve- se levar em consideração as condições de drenagem do terreno, uma vez que haverá maior acúmulo de água neste trecho. FIGURA 11 – ESCOLHAS DE TRAÇADOS NAS MELHORES SITUAÇÕES FONTE: O autor (2020) TÓPICO 3 — PRÁTICA 3: ESCOLHA DO TRAÇADO 33 Algumas outras recomendações também são importantes: - O greide da rodovia deve ser desenhado de maneira suave e uniforme, evitando as constantes quebras do alinhamento vertical e os pequenos comprimentos com rampas diferentes. - Nos trechos em corte ou em seção mista, deve-se projetar o greide com declividade igual ou superior a 1 %. - Rampas inferiores requerem cuidados especiais quanto à drenagem. - O mínimo permitido é de 0,35%, limitado a uma extensão de 30 m. - Nos trechos em corte, deve-se evitar concavidades com rampas de sinais contrários, para evitar problemas com a drenagem superficial. - Em regiões planas, o greide deve ser preferencialmente elevado. FIGURA 12 – ELEMENTOS DE GREIDE EM PLANTA, PERFIL E EM ELEMENTO ESPACIAL FONTE: Modler (2012, p. 55) 2.1 DEFEITOS DE TRAÇADO Algumas condições de realização de traçado nem sempre são possíveis de evitar, porém, podem gerar certo desconforto ou insegurança ao condutor e forçam a redução da velocidade do veículo. Neste tópico serão abordadas brevemente algumas condições a serem evitadas na hora de realização do traçado. Estes problemas são denominados defeitos de traçado. 34 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS Conformevisto na Figura 13, estes defeitos devem ser evitados, pois dificultam o trajeto do usuário da pista. As dobras em óptica geram curvas de pequeno desenvolvimento entre tangentes, pois causa aparência de quebra de continuidade. Os mergulhos são quebras de fluidez de altitude, que além de causar desconforto ao usuário, podem danificar o veículo caso esteja em alta velocidade. FIGURA 13 – TÍPICOS DEFEITOS DE TRAÇADO Defeito Em planta e perfil Elemento espacial Dobra em óptica Mergulho em tangente Mergulho em curva Mergulho em tangente Abaulamento TÓPICO 3 — PRÁTICA 3: ESCOLHA DO TRAÇADO 35 Ondulação na curva Início de curva em área convexa FONTE: Adaptado de Modler (2012, p. 56-58). 3 ROTEIRO: ESCOLHA DE UM TRAÇADO Para a execução deste roteiro, deve-se realizar uma atividade prática visando revisar a utilização em campo de um nível e calcular o volume de aterro para a elaboração de uma estrada, utilizando uma situação imaginária na qual se mede a situação de um terreno, sendo presente um rio entre determinadas estacas e, por fim, apresentar a planta, perfil longitudinal e cálculos do aterro. Escolher uma via com extensão mínima de 150 metros, de preferência com certo declive para obtenção de diferentes cotas do terreno. Os materiais necessários para a realização do roteiro são: nível; tripé; trena; mira; Autocad ou outro software de desenho; e Excel ou outra ferramenta para elaboração de tabelas. Uma rodovia segura é aquela que evita ao máximo a presença de defeitos de traçado e que faça uso de todos os estudos prévios realizados no local de execução de obra (topografia, geologia, hidrologia, etc). DICAS 36 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS Metodologia: Na extensão de 150 metros em uma estrada a ser escolhida, realizar dez medições com o nível, distanciadas entre 15 metros para calcular as cotas do terreno. O rio imaginário deve estar situado entre as estacas 5 e 6. Cota final: C1 + 1,5 m Largura da Plataforma: 6 m Bueiro: Estaca 9 Da posse dos dados foi elaborada a planta, perfil longitudinal e aterro: Resultado esperado: Planta: Bordo da plataforma de terraplanagem. Eixo de projeto. Limite da faixa de domínio. Off-set. Curso d’água. Ponte. Bueiro. Perfil Longitudinal: Abcissas (estacas) e ordenadas (cotas – mm). Linha do terreno natural. Greide de terraplanagem. Bueiro. Ponte. Furos de Sondagem. Aterro: Volume (m³). Custo. Nº de cargas. Qual o erro médio da metodologia de cálculo. Realização da planta conforme modelo visto na Figura 14, e do perfil longitudinal conforme visto na Figura 15. TÓPICO 3 — PRÁTICA 3: ESCOLHA DO TRAÇADO 37 FIGURA 14 – REPRESENTAÇÃO EM PLANTA PARA O TRAÇADO REALIZADO FONTE: O autor (2020) FIGURA 15 – GRÁFICO PARA APRESENTAR AS COTAS OBTIDAS ATRAVÉS DAS MEDIÇÕES FONTE: O autor (2020) Solução provável: 38 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS TABELA 6 – TABELA PARA CÁLCULO DE VOLUMES DE CORTE OU ATERRO ESTACA CT (mm) CF - CT (mm) A (m²) V (m³) Dados obtidos com nível 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CF: cota final CT : cota do terreno A: área da seção transversal V: volume do solo entre duas estacas consecutivas Solução provável: ESTACA CT (mm) CF - CT (mm) A (m²) V (m³) Dados obtidos com nível 1 -140 1465 10,93623 168,0889 1465 2 -200 1525 11,47563 179,2051 1525 3 -303 1628 12,41838 198,0781 1628 4 -470 1795 13,99203 217,3682 1795 5 -573 1898 14,9904 235,0622 1898 6 -710 2035 16,35123 261,0662 2035 7 -915 2240 18,4576 293,7008 2240 8 -1125 2450 20,7025 330,5895 2450 9 -1365 2690 23,3761 364,4895 2690 10 -1525 2850 25,2225 - 2850 39 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • O traçado de uma estrada é o principal aspecto que acarretará no custo final do projeto de obra rodoviária. • Devem ser considerados diferentes condições para sua elaboração: técnica, social, econômica e ambiental. • A topografia deve ser utilizada ao seu favor na hora de executar um traçado. • Deve-se avaliar o traçado para evitar ao máximo a presença de defeitos que dificultam a experiência do usuário da rodovia. 40 1 O levantamento topográfico consiste na representação planimétrica ou altimétrica, em carta ou em planta, dos pontos notáveis, assim como dos acidentes geográficos e outros pormenores de relevo de uma porção de terreno. Nos estudos topográficos, qual a importância do reconhecimento da região e os principais objetivos? 2 Os serviços de campo executados nos estudos topográficos têm por objetivo avaliar as condições atuais dos terrenos em que a obra será realizada. Que dados e levantamentos podem ser obtidos para o reconhecimento da região? 3 As redes viárias desempenham um papel muito importante pois ligam locais de origem a locais de destino, facilitando a mobilidade de pessoas, mercadorias e serviços. Quais os estudos de campo realizados para o projeto geométrico de uma rodovia? Comente sobre cada um deles. 4 O traçado em planta de uma rodovia permite que o movimento sobre o plano horizontal seja estabelecido, sendo compatíveis as devidas condições de segurança e velocidade. A topografia e locais obrigados de passagem também impõem condições no traçado. Para um elevado declive, como é indicado realizar o traçado? 5 De acordo com o DNIT, a finalidade deste Estudo de Traçado é garantir melhoria física e operacional ao segmento de travessia urbana com disciplinamento do tráfego por meio de adequação geométrica, proporcionando melhor fluidez, segurança e conforto ao usuário, tanto do tráfego de passagem quanto do tráfego local. Para o estudo de traçado referente à implantação de uma rodovia nova podemos afirmar que: a) ( ) O estudo de traçado para projetos rodoviários é a primeira etapa da fase de estudos. Trata-se de uma análise superficial do melhor caminho para o desenvolvimento da rodovia, um maior detalhamento do referido estudo será feito na fase de projeto geométrico. b) ( ) O estudo de traçado é uma fase essencial para o desenvolvimento dos projetos, não se pode tratar o estudo de traçado isoladamente sem considerar as demais disciplinas que compõem o projeto de engenharia rodoviária. c) ( ) Os estudos para elaboração de projetos rodoviários devem ser realizados simultaneamente por uma equipe multidisciplinar, considerando aspectos topográficos, geológicos, hidrológicos, ambientais, sociais, técnicos (geometria, drenagem, OAC, OAE etc.), financeiros etc. d) ( ) O estudo de traçado apesar de importante poderá ser realizado na fase de projeto básico, tendo em vista que ajustes nos projetos devem ser realizados na referida fase. AUTOATIVIDADE 41 TÓPICO 4 — UNIDADE 1 PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 1 INTRODUÇÃO Nesta unidade recordaremos os tópicos dos materiais e ensaios geotécnicos necessários para a execução de uma obra viária. A Figura 16 apresenta a estrutura típica. Para a realização de uma estrada. As principais camadas para a realização de uma rodovia, são compostas por um subleito e sua regularização e reforço, sub- base, base e revestimento. Para cada camada diferentes capacidades são exigidas para que a estrada sempre permaneça em serviço. FIGURA 16 – REPRESENTAÇÃO TÍPICA DE UMA ESTRUTURA RODOVIÁRIA FONTE: Modler (2012, p. 10). 2 AGREGADOS Quando pensamos na elaboração de uma estrada, um aspecto muito importante é o tipo de agregado (material granular e inerte) utilizado para cada camada de sua composição. Neste tópico iremos discutir quais são as principais fontes de agregados para aplicação nas redes viárias. Os engenheiros rodoviários tem grande interesse em explorar pedreiras próximas a construção da rede devido ao grande volume para a obra de pavimentação e diversificada granulometria para as inúmeras aplicações ao longo da obra (BRASIL, 2010). 42 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIASPara as camadas de reforço de subleito, deve-se utilizar grandes fragmentos de rochas para que não ocorra a percolação por capilaridade de água, o reforço é realizado para nivelar a superfície de execução da estrada. Para a sub-base, usualmente são realizadas camadas de 10 a 20 cm com rochas de alta resistência sem a presença de material argiloso e orgânico, esta camada é responsável pelo suporte as cargas da estrada. Para a base, as camadas em média são compostas por alturas de 40 a 80 cm e é responsável por distribuir as cargas dos veículos para a sub-base e subleito, para a base são utilizados agregados ligados por betume. A camada de rolamento fornece resistência à derrapagem ao tráfego e proteção às camadas abaixo dela, esta camada também é composta por agregados ligados por betume de alturas de 10 a 40 cm. 3 MÓDULO DE RESILIÊNCIA Um engenheiro rodoviário a cada dia necessita ter mais conhecimento do ensaio de módulo de resiliência, pois este ensaio pode fornecer a deformabilidade da estrutura do pavimento em suas camadas, verificando esta deformação recuperável, conseguindo obter uma informação mais precisa relativa as cargas transientes no pavimento. O ensaio de módulo de resiliência é normatizado através da Norma DNIT 134/2018-ME (BRASIL, 2018). Para este ensaio é necessária a utilização de um equipamento triaxial, em que é realizado a compactação com a umidade ótima da amostra de solo quando queremos obter informações das camadas de base e sub- base e subleito da nossa estrada. O equipamento triaxial é utilizado para simular o estado de tensões em que a camada se encontra. O esquema do equipamento e a execução do ensaio na amostra e apresentada na Figura 17. FIGURA 17 – EQUIPAMENTO TRIAXIAL PARA OBTENÇÃO DO MÓDULO DE RESILIÊNCIA FONTE: Adaptado de Baroni (2011, p. 21) TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 43 Inicialmente, a amostra é compactada de acordo com a energia utilizada na especificação do projeto para a determinada camada a ser analisada. A amostra é acoplada na câmara e é aplicada uma tensão confinante em todo o corpo de prova. Os ciclos de carga são aplicados axialmente (tensão desvio) a cada período estipulado em projeto, conforme visto na Tabela 7. São utilizados geralmente dois LVDTs (Linear Variable Differential Transformer ou Transformador Diferencial Variável Linear) para medir o deslocamento quando a carga é aplicada. Os ciclos de tensão são realizados aumentando ao longo do ensaio. Quando o ensaio é realizado para camadas de subleito, o projetista não precisa utilizar os pares de tensões superiores a 0,070 MPa, uma vez que as tensões no subleito são menores devido aos bulbos de tensões. TABELA 7 - SEQUÊNCIA DE TENSÕES PARA DETERMINAÇÃO DO MÓDULO DE RESILIÊNCIA σ3 (MPa) σd (MPa) σ1/ σ3 0,020 0,020 2 0,040 3 0,060 4 0,035 0,035 2 0,070 3 0,105 4 0,050 0,050 2 0,100 3 0,150 4 0,070 0,070 2 0,140 3 0,210 4 0,105 0,105 2 0,210 3 0,315 4 0,140 0,140 2 0,280 3 0,420 4 FONTE: Norma DNIT (BRASIL, 2018, s.p.). Para determinar o módulo de resiliência (MR) é realizado o cálculo da razão da tensão desvio pela deformação específica resiliente, conforme apresentado na equação abaixo: 44 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS Os intervalos de aplicação de σd são realizados conforme a Figura 18, onde a carga é aplicada durante 0,1s e retorna em repouso por 0,9s antes de ser novamente aplicada. Assim obtemos os estados de deformações conforme as tensões aplicadas. FIGURA 18 – ESQUEMA DA CARGA REPETIDA COM FREQUÊNCIA DE 1 Hz FONTE: Norma DNIT (BRASIL, 2018, s.p.) Para cada par de tensão teremos um módulo de resiliência, uma vez que este módulo varia de acordo com os estados de tensões. Por isso, é necessário a realização de tabelas para obtenção dos resultados, conforme visto na Tabela 8. ATIVIDADE Calcular os valores de MR para todas as deformações obtidas através de um ensaio de módulo de resiliência de uma amostra de base de uma rodovia. Utilizar para os cálculos a altura de corpo de prova de 200 mm. TABELA 8 – PROCEDIMENTO PARA OBTENÇÃO DOS DADOS DE MR PARA CADA APLICAÇÃO DE TENSÃO σ3 (MPa) σd (MPa) Deslocamento resiliente (mm) Deformação resiliente (εr ) MR (MPa) 0,020 0,020 0,01354 0,020 0,040 0,02982 0,020 0,060 0,04950 0,035 0,035 0,02386 0,035 0,070 0,05676 0,035 0,105 0,08422 0,050 0,050 0,03596 0,050 0,100 0,00554 0,050 0,150 0,14200 0,070 0,070 0,06096 0,070 0,140 0,12595 UNI TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 45 0,070 0,210 0,20909 0,105 0,105 0,00442 0,105 0,210 0,20078 0,105 0,315 0,33330 0,140 0,140 0,10752 0,140 0,280 0,27951 0,140 0,420 0,46399 Deslocamento resiliente (mm) - Obtido pelo ensaio através dos LVDT’s; ε r - Deslocamento resiliente dividido pela altura do corpo de prova ensaiado (200 mm); MR - σd/ ε r para cada tensão aplicada FONTE: O autor (2020) Solução: A tabela S2 apresenta os valores dos cálculos do Módulo de resiliência obtidos através dos deslocamentos resilientes apresentados na atividade. TABELA S2 – SOLUÇÃO PARA A ATIVIDADE PROPOSTA σ3 (MPa) σd (MPa) Deslocamento resiliente (mm) Deformação resiliente (εr ) MR (MPa) 0,020 0,020 0,01354 0,0000677 295,4209749 0,020 0,040 0,02982 0,0001491 268,2763246 0,020 0,060 0,04950 0,0002475 242,4242424 0,035 0,035 0,02386 0,0001193 293,3780386 0,035 0,070 0,05676 0,0002838 246,6525722 0,035 0,105 0,08422 0,0004211 249,3469485 0,050 0,050 0,03596 0,0001798 278,0867631 0,050 0,100 0,00554 0,0000277 3610,108303 0,050 0,150 0,14200 0,00071 211,2676056 0,070 0,070 0,06096 0,0003048 229,6587927 0,070 0,140 0,12595 0,00062975 222,3104407 0,070 0,210 0,20909 0,00104545 200,8704386 0,105 0,105 0,00442 0,0000221 4751,131222 0,105 0,210 0,20078 0,0010039 209,1841817 0,105 0,315 0,33330 0,0016665 189,0189019 0,140 0,140 0,10752 0,0005376 260,4166667 0,140 0,280 0,27951 0,00139755 200,3506136 0,140 0,420 0,46399 0,00231995 181,0383844 FONTE: O autor (2020) 46 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 3.1 COMPACTAÇÃO CBR Neste item iremos abordar os procedimentos necessários para a realização de análise de índice de suporte Califórnia (CBR) para uso em camadas de base, sub-base e subleito da construção de rodovias. 3.1.1 Compactação Proctor A compactação é um procedimento que reduz os espaçamentos entre as partículas de solo. Para obras de estradas, são utilizados equipamentos mecânicos como o rolo compactador. As técnicas de compactação foram inicialmente desenvolvidas pelo engenheiro Proctor, o qual, através de seus estudos, mostrou que ao aplicar certa energia de compactação, a massa específica resultante depende intrinsicamente da quantidade de água presente entre as partículas, definindo, assim, o teor de umidade ótima para as compactações utilizadas até hoje (PINTO, 2002). Antes de abordarmos o ensaio CBR, é necessário relembrar o ensaio de Proctor, normatizado pela NBR 7182 (ABNT, 2016a). Para este ensaio são realizados os seguintes passos: 1. A amostra seca ao ar e destorroada. 2. Acrescenta-se água ao solo seco até o mesmo ficar com 5% de umidade abaixo da ótima (o teor de umidade ótima pode ser correlacionado à porcentagem de água necessária para obtenção de limite de plasticidade do solo). 3. Com umidade uniformizada, uma porção do solo é colocado num cilindro padrão (ver Figura 19) com 10 cm de diâmetro, 12,73 cm de altura e 1000 cm³ de volume e submetida a 26 golpes com um soquete de 2,5 kg a 30,5 cm de altura de queda. TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 47 FIGURA 19 – EQUIPAMENTO UTILIZADO PARA REALIZAÇÃO DO ENSAIO DE COMPACTAÇÃO DE ACORDO COM A NORMA NBR 7182 FONTE: Adaptado de Molina Júnior (2017) 4. O solo deve ser compactado em 3 camadas, o qual, ao final das 3 camadas compactadas, a amostra deva ficar levemente acima do cilindro (processo pelo qual é possível graças aum anel complementar anexado ao cilindro). O excesso é então raspado para apresentar uma superfície lisa. 5. A massa específica é determinada. Com uma amostra do interior, determina- se a umidade. Com esses dois valores determina-se a densidade seca. 6. A amostra é destorroada, a umidade aumentada 2% e uma nova compactação é feita. 7. O ensaio termina após a densidade ter aumentado e depois caído com o aumento de umidade. A energia de compactação tem grande influência na densidade do solo em estudo. Quando realizado um ensaio de Proctor, normalmente levamos em consideração a utilização de um maquinário convencional na hora da execução da compactação. No entanto, pode-se utilizar energias de compactação maiores ou menores. Os valores de compactação maiores são empregados quando a obra utiliza equipamentos mais pesados para a compactação; as menores estão relacionadas a compactações manuais ou de equipamentos mais leves que os convencionais. A energia utilizada para os ensaios de compactação é obtida através da equação vista a seguir: 48 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS Em que: M = massa do soquete (kg) L = altura de queda (m) n = número de camadas N = número de golpes g = gravidade (10m/s²) V = volume (m³) E = energia (Joules) TABELA 9 – ENERGIAS DE COMPACTAÇÃO PARA O ENSAIO DE PROCTOR Ensaio de compactação P (kg) H (cm) N N V (cm³) E (kg.cm/cm²) Normal 2,5 30,5 3 26 1000 5,7 Intermediário 4,5 45,7 5 26 2085 12,6 Modificado 4,5 45,7 5 55 2085 26,6 FONTE: Baroni (2011, p. 17). Existem certas distinções quanto ao tipo de solo estudado para os ensaios de compactação. Os solos grossos apresentam como principais características uma menor variação da massa específica com a umidade, curvas mais abertas e maiores folgas nos limites de tolerância de projeto das obras de compactação. Para os solos finos, são observadas maiores umidades ótimas e menor massa específica seca quando comparados com os solos grossos e curvas mais fechadas. 3.1.2 Ensaio de índice de Suporte Califórnia (CBR) O índice de suporte Califórnia (CBR) é a medida de resistência à penetração de uma amostra saturada compactada segundo o método Proctor. Para essa finalidade, um pistão com seção transversal de 3 pol. quadradas penetra na amostra a uma velocidade de 0,05 pol./min. Este ensaio surgiu na Califórnia, na década de 1920, e verifica o potencial de ruptura das camadas de subleito das rodovias, assim como analisa o desempenho das estruturas do pavimento. Este ensaio é de extrema importância, pois, dependendo do resultado obtido de CBR do material, saberemos qual o dimensionamento de cada camada de pavimento ou se determinado solo está dentro dos limites para emprego em camadas de subleito, por exemplo (PINTO, 2002). No Brasil a determinação do índice de suporte Califórnia pode ser obtida através de duas normas, a NBR 9895 (ABNT, 2016b) ou através da DNIT 172/16 (BRASIL, 2016). Estes métodos apresentam algumas diferenças de execução de ensaio, mas apresentam resultados muito próximos. TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 49 O primeiro diferencial entre as normas é o volume de amostra indicado, para a NBR 9895 é necessário 50 kg de amostra problema, já a norma DNIT 172/16 indica diferentes volumes de amostra dependendo da finura do material estudado. A execução da compactação de pelo menos 5 corpos de prova ocorre da seguinte maneira: • Aumenta-se a umidade para cada corpo de prova. • Emprega-se o mesmo número de golpes por camada de acordo com a energia empregada. • Utiliza-se 5 camadas para qualquer energia de compactação. • São utilizados cilindros grandes (152 mm de diâmetro). • Escarificação após cada camada coletada para obtenção do teor de umidade. A norma DNIT 172/16 determina diferentes números de golpes por camada, dependendo do tipo de camada utilizado, sendo estas: • 12 golpes para camada de subleito. • 26 golpes para camada de sub-base. • 55 golpes para camada de base. O valor de resistência à penetração é computado em porcentagem, sendo que 100% é o valor correspondente a penetração em uma amostra de brita graduada de elevada qualidade que foi adotada como padrão de referência. O esquema de execução do ensaio pode ser visto na Figura 19. O cálculo do valor CBR também é apresentado em porcentagem através da seguinte equação: FIGURA 20 – REPRESENTAÇÃO DO ESQUEMA DO ENSAIO CBR FONTE: Adaptado de Baroni (2011) 50 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS Previamente, ao realizar o ensaio de CBR, é necessário realizar o ensaio de expansão do corpo de prova. Este método consiste em medir a expansão do material devido à absorção de água. O corpo de prova é submetido a anéis de sobrecarga (com massa superior a 4,5 kg) para simular o peso do pavimento e são submersos em água pelo período de 4 dias. A execução deste ensaio é vista nas duas imagens à direita, na Figura 19. Devem ser registrados os valores visualizados no extensômetros instalados no topo do molde a cada 24 horas de ensaio. O cálculo da expansão final é obtido através da equação abaixo: Findado o período de embebição, cada molde com o corpo de prova deve ser retirado da imersão e deixado escoar a água durante 15 minutos, pesando o conjunto. Finalizado este tempo o corpo de prova está pronto para a realização do ensaio a penetração CBR. Os valores do puncionamento da CBR são obtidos para valor de penetração de 0,1 polegada e 0,2 polegadas e o valor de CBR será calculado através do maior valor de pressão de penetração para ambas as pressões estudadas: 0,1 pol (2,54 mm) ou 0,2 pol. (5,08 mm). São expressões em porcentagens das pressões padrão (correspondente ao ensaio realizado em pedra britada). A velocidade de penetração deve ser de 1,27 mm/min. Aqui também vemos uma leve diferença entre as duas normas do ensaio. Para a DNIT 172/16, as pressões padrões utilizadas para 0,1 pol. E 0,2 pol são de 7,03 Mpa e 10,55 MPa, já para a NBR 9895/16 as pressões são de 6,9 Mpa e 10,35 Mpa, respectivamente. Observamos então que os valores da NBR apresentam pressões um pouco menores e podem apresentar penetrações inferiores ao da DNIT. Sabendo que cada tipo de camada de uma estrutura viária demanda capacidades diferentes de resistência, as características desejáveis para um ensaio de CBR são diferentes para cada emprego de camada, sendo as características desejáveis para o material: Subleito: • CBR > 2% • Expansão ≤ 2 % (medida com sobrecarga de 10lb) Reforço de subleito: • CBR > CBR subleito • Expansão ≤ 1 % (medida com sobrecarga de 10lb) TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 51 Sub-base: • CBR ≥ 20 • Expansão ≤ 1 % (medida com sobrecarga de 10lb) Base: • CBR ≥ 80 • Expansão ≤ 0,5 % (medida com sobrecarga de 10lb) 4 ROTEIRO: ENSAIOS DE CARACTERIZAÇÃO DE UM SOLO Trataremos neste roteiro a utilização de um solo de uma jazida próxima a realização de uma obra rodoviária, este solo será utilizado para o subleito da estrada. O objetivo desta atividade é a aplicação dos conceitos anteriormente vistos na caracterização do solo em que iniciaremos o projeto rodoviário. Inicialmente devemos obter o teor de umidade do solo (h), onde medimos inicialmente a massa inicial da amostra (massa úmida, Mh) e subtraímos pela massa após secagem (massa seca, Ms), sendo este calculado pela equação abaixo: A massa úmida é obtida pela pesagem do material em campo, a massa seca é obtida após secagem do material em estufa por 24 horas em aproximadamente 100 °C. Para a realização do ensaio CBR, é necessário a seguinte aparelhagem: • Peneira 4,8 mm e 19mm de abertura. • Balança. • Estufa e cápsulas para cálculo de umidade. • Bandeja e régua para escarificar o solo. • Equipamento de Proctor grande. • Prensa. • Extrator de corpo de prova. • Tanque. O detalhamento do procedimentoé composto pelas seguintes etapas: 1. A amostra é seca ao ar e destorroada. 2. Inicia-se o ensaio acrescentando água até ficar com 5 de umidade abaixo da ótima (ela é muito próxima e levemente abaixo do limite de plasticidade). 3. Com umidade uniformizada, uma porção do solo é colocado num cilindro padrão 10 cm diâmetro, 12 73 cm altura e 1000 cm³ volume) e submetida a 26 golpes de 2 5 kg a 30 5 cm de altura. 52 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS 4. O solo deve ser compactado em 3 camadas, onde ao fim das 3 camadas compactadas a amostra deve ficar levemente acima do cilindro (processo que é possível graças a um anel complementar) O excesso é então raspado. 5. A massa específica é determinada com uma amostra do interior determina se a umidade com esses dois valores determina se a densidade seca. 6. A amostra é destorroada, a umidade aumentada 2 e é feita nova compactação. 7. O ensaio termina após a densidade ter aumentado e depois caído com o aumento de umidade. TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 53 2º SNCS Seminário Nacional de Construções Sustentáveis MOBILIDADE E ACESSIBILIDADE URBANA Eridiana Pizzinatto Almeida (1) Larissa Bressan Giacomini (2) Marluse Guedes Bortoluzzi (3) Resumo: Neste artigo serão tratados os diversos problemas causados pela globalização, pelo aumento da população, pela falta de infraestrutura nas cidades, e também possíveis soluções encontradas envolvendo as pessoas que nelas residem, isso porque, está mais difícil para a população se locomover com conforto e segurança, pois não há um planejamento urbano pensando na cidade para as pessoas e sim pensando basicamente em automóveis. Ao invés de calçadas mais largas, mais parques, mais ciclovias, e apoio para uma cidade mais sustentável, estão sendo feitas mais estradas para atender a número de veículos que tende a crescer cada vez mais, já que não há uma conscientização da população e infra estruturas adequadas e suficientes para se obter uma cidade que proporcione uma qualidade de vida melhor. Para chegar a qualquer lugar há grandes distâncias, e os transportes públicos nem sempre chegam até lá, não há suporte suficiente para deficientes físicos, nem sinalizações, ciclovias, segurança, iluminação adequada, o que torna o dia-a- dia das pessoas mais complicado. Porém, apesar das grandes dificuldades para executar projetos deste porte, já que não dependem apenas de ações arquitetônicas mas muito mais de movimentação política, há diversas ideias e soluções para melhorar as condições da cidade, para que ela possa ser realmente para as pessoas, e isto envolve desde a conscientização da população até melhorias urbanas. Para tudo isso funcionar é necessária uma mobilização de todos, afinal as pessoas não precisam ser cuidadas, elas têm que se sentir incluídas no cuidar. Palavras-chave: Pessoa; Cidade; Acessibilidade; Mobilidade. Abstract: This article will address the various problems caused by globalization, population growth, lack of infrastructure in the cities, and also found possible solutions involving people who reside in them, because it is more difficult for people to get around safely and comfortably because there is no thinking urban planning in the city for people but thinking primarily in automobiles. Instead of wider sidewalks, more parks, more bike lanes, and support for a more sustainable city, most roads are being made to meet the number of vehicles that tends to grow more, since there is an awareness of the population and infrastructure appropriate structures and sufficient to obtain a city that provides a better quality of life. To LEITURA COMPLEMENTAR (1) Estudante de Arquitetura e Urbanismo, IMED, Brasil. E-mail: eripizzi@msn.com (2) Estudante de Arquitetura e Urbanismo, IMED, Brasil. E-mail: lari_giacomini@hotmail.com (3) Estudante de Arquitetura e Urbanismo, IMED, Brasil. E-mail: marluseguedes@yahoo.com.br 54 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS get anywhere there are large distances, and public transport is not always reach it, there is not enough support for disabled people, or signs, bike lanes, safety, proper lighting, which makes the day- to -day lives more complicated. However, despite the great difficulties in executing projects of this size, since it does not depend only on actions architectural but much of political movement, there are several ideas and solutions to improve the conditions of the city, so it can really be for the people, and since this involves the awareness of the population to urban improvements. For all this to work you need a mobilization of all, after all people do not need to be cared for, they have to feel included in care. Keywords: Person; City; Accessibility; Mobility. 1. INTRODUÇÃO A forma como as cidades são planejadas, ou a forma que ela toma com o passar do tempo, devido o aumento da população, causam um enorme impacto na vida das pessoas, de coisas simples e pequenas que aos poucos se tornam grandes problemas para a população. Com a globalização, informatização, aumento de veículos e da população, ocorrem a realocação de atividades de comércio e serviços para as partes periféricas da cidade devido o seu rápido crescimento, assim busca-se no meio da disputa pelo espaço urbano entre veículos e pessoas, um cenário onde o conceito de acessibilidade desempenha papel fundamental para que haja igualdade social, em que todas as pessoas, indiferentemente de suas necessidades e características, possam utilizar o espaço da melhor maneira, o mais confortável e seguro possível. Por isso e por outros, que as cidades precisam de soluções rápidas para amenizar o impacto do desenvolvimento. Há várias ideias elaboradas por pessoas que estudaram todo o problema da mobilidade urbana Mesmo não sendo uma tarefa fácil é possível sim aos poucos transformar nossas cidades em lugares melhores de se viver, com fácil acesso, segurança e sustentabilidade. O objetivo deste trabalho, é tratar dos problemas, refletir sobre o rumo que nossas cidades estão tomando, assim ajudando na conscientização das pessoas sobre o assunto, na busca de soluções possíveis para que possamos mudar esta realidade. As cidades precisam de uma solução para tomar decisões rápidas frente aos problemas e atuar gerenciando informações em tempo real, buscando planejar cidades melhores para se viver. Com a globalização, informatização, aumento de veículos, busca-se no meio da disputa pelo espaço urbano entre veículos e pessoas, um cenário onde o conceito de acessibilidade desempenha papel fundamental para a promoção da igualdade social, para que todas utilizem os espaço públicos de igual maneira. TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 55 2. MOBILIDADE E ACESSIBILIDADE URBANA Quando se pensa em cidade para as pessoas, logo pensa-se em mobilidade, acessibilidade por vezes estes assuntos podem se confundir, pois se tem várias definições. A algum tempo, vem-se tentando propor um maior espaços acessíveis a todos, com segurança do pedestre, e com a opção por meio de transportes não poluentes e no incentivo à bicicletas. Por mais contraditório que seja, o incentivo aos pedestres, vem sendo praticado desde a década de 70: Com a contínua estruturação de zonas para pedestres, que passaram a valorizar o espaço público, o comércio de rua, as áreas de passeio, reduzindo-se as distâncias e obstáculos para o fluxo dos pedestres, através de projetos que priorizam o conforto e a segurança destes usuários. A cidade para pedestres é segundo Paulhans Peters (1970), a reação frente à cidade ordenada, também a resposta à cidade que prioriza o uso do automóvel. Seu princípio de ordenação se orienta pelo cotidiano do homem contemporâneo, suas necessidades e prioridades habituais, numa tentativa de conciliação e coexistênciaentre pedestres e motoristas, pedestres e ciclistas. A circulação de pedestres remete-se às necessidades de andar, descansar, olhar e comer. A rua e suas extensões devem reforçar este caráter de lugar de relação, que garantem não só a vitalidade do lugar, como sua sustentabilidade e manutenção. A diversidade e a vitabilide de espaço são segundo Schmidt e Stahr (1977): “o estímulo da alma, da fantasia e da criatividade de ações sobre o espaço, possibilitando a convivência entre o usuário e o espaço público”. A mobilidade pessoal, segundo Morris et al. (1979): É interpretada como sendo a capacidade do indivíduo de se locomover de um lugar ao outro e dependente principalmente da disponibilidade dos diferentes tipos de modos de transporte, inclusive a pé. Para Tagore & Sikdar (1995), este conceito é interpretado como a capacidade do indivíduo de se mover de um lugar a outro dependendo da performance do sistema de transporte e características do indivíduo. Raia Jr.et al. (1997) no entanto, “entendem acessibilidade como sendo um esforço dos indivíduos para transpor uma separação espacial objetivando exercer suas atividades cotidianas”. O conceito de mobilidade está relacionado com o deslocamento das pessoas no espaço urbano, que devem facilitar o percurso das pessoas e não dificultar, com ruas limpas, seguras, arborizadas, pouco ruidosas, com calçadas amplas, dotadas de mobiliário urbano confortável, iluminação adequada, sinalização e com total acessibilidade. 56 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS A cidade para as pessoas, dá importância as pessoas e não aos veículos. O tempo dos semáforos daria importância a necessidade dos pedestres e não ao fluxo do trânsito, por exemplo, segundo Gehl (2010) “uma cidade para pessoas não tem edifícios altos, pois o contato com a vida da cidade só se pode obter até o quinto andar, e que a questão da densidade se resolve com projetos arquitetônicos orientados por uma ideia humanista. O conceito não se resume a retirar os carros das ruas e diminuir a altura das edificações”. As pessoas só vão exigir cidades melhores de fato, quando elas souberem como e quão melhores as cidade podem ser. Parece impossível fazer com que as cidades se tornem mais sustentáveis, para pessoas e não para veículos, pois ainda existe preconceito onde quem pode se locomover com veículos não largariam deste conforto para andar de bicicletas em grandes distâncias, e claro da forma como a maioria das cidades são organizadas fica difícil, pois há grandes distâncias a serem percorridas para se chegar onde se quer. Para mudarmos a cidades precisamos primeiramente mudarmos o conceito das pessoas sobre conforto, bem-estar e sustentabilidade. Sustentável não é apenas separar o lixo, mas é sim um estilo de vida. Posteriormente é necessário planejar novamente a cidade, começando a se perguntar que tipo de cidade queremos para nós. Em Copenhague, Jan Gehl, conseguiu fazer estas mudanças aos poucos, proibindo o estacionamento de carros em uma avenida e implantando ciclovias e estacionamentos para bicicletas, assim aos poucos acostumando as pessoas, e por necessidade elas passem a usar as bicicletas para se locomover na cidade não só para se exercitar, mas para ir trabalhar e estudar. Se todas as cidades desenvolverem um sistema de ciclovias e de transporte público eficiente, se reduziriam a ênfase do transporte privado, e consequentemente o caos do trânsito. 2.1 Acessibilidade urbana O formato do papel a ser utilizado é A4 (210x297 mm), com as seguintes margens: superior com 3cm, lateral esquerda com 2,5cm, inferior e lateral direita com 2cm. Cabeçalho e rodapé devem estar respectivamente a uma distância de 0,5cm das bordas superior e inferior da página. Todo o artigo deve ter alinhamento justificado (exceto título, autores, tabelas e figuras, que são centralizados), com recuos esquerdo e direito iguais a zero. O cabeçalho com a identificação do evento SNCS 2013 deverá ser respeitado no artigo, conforme modelo. São muitas as barreiras arquitetônicas encontradas no meio urbano, como: escadas íngremes e sem corrimãos, portas estreitas, degraus na entrada de estabelecimentos, pisos escorregadios. Para ter uma cidade acessível a todos, deve-se respeitar a diversidade física e sensorial entre as pessoas e as modificações pelas quais passa o nosso corpo, da infância à velhice. Deve-se pensar sempre na inclusão, com as rampas, calçadas mais largas, sinalização nas calçadas para deficientes visuais, sinaleira para pedestres e ciclovias. TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 57 A Norma Brasileira 9050 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT NBR 9050, 1994) visa promover a acessibilidade no ambiente construído e proporcionar condições de mobilidade, com autonomia e segurança, eliminando as barreiras arquitetônicas e urbanísticas nas cidades, nos edifícios, nos meios de transporte e de comunicação. De acordo com esta: 1.3. [...] visa proporcionar à maior quantidade possível de pessoas independentemente de idade, estrutura ou limitação de mobilidade ou percepção, a utilização de maneira autônoma e segura do ambiente, edificações, mobiliário, equipamentos urbanos e elementos. 1.3.1 Todos os espaços, edificações, mobiliário e equipamentos urbanos que vierem a ser projetados, construídos, montados ou implantados, bem como as reformas e ampliações de edificações e equipamentos urbanos, devem atender ao disposto nesta Norma para serem considerados acessíveis. 1.3.2 Edificações e equipamentos urbanos que venham a ser reformados devem ser tornados acessíveis. Em reformas parciais, a parte reformada deve ser tornada acessível. 3.1 acessibilidade: Possibilidade e condição de alcance, percepção e entendimento para a utilização com segurança e autonomia de edificações, espaço, mobiliário, equipamento urbano e elementos. 3.2 acessível: Espaço, edificação, mobiliário, equipamento urbano ou elemento que possa ser alcançado, acionado, utilizado e vivenciado por qualquer pessoa, inclusive aquelas com mobilidade reduzida. O termo acessível implica tanto acessibilidade física como de comunicação. A seguir nas figuras 1 e 2, observam-se alguns detalhes importantes para facilitar o fluxo de pessoas: FIGURA 1 - REBAIXAMENTO DA CALÇADA FONTE: Guia de Acessibilidade Urbana – CREA-MG- PBH – 2006 apud Oliveira et. al 2010. FIGURA 2 – SINALIZAÇÃO DE MOBILIÁRIOS URBANOS FONTE: Guia de Acessibilidade Urbana – CREA-MG- PBH – 2006 apud Oliveira et. al 2010. 58 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS A importância da acessibilidade esta na Inclusão Social, sendo que quando a sociedade modifica a edificação e o ambiente urbano, visando contemplar este aspecto, todas as pessoas podem ter acesso, além participar juntas e ativamente nos mesmos locais. 2.2 Mobilidade urbana A mobilidade urbana pode ser compreendida como a facilidade de deslocamento das pessoas na cidade, utilizando diferentes meios, vias e toda a infraestrutura urbana. Uma cidade com boa mobilidade urbana é a que proporciona às pessoas deslocamento confortável e seguro num tempo razoável. Ao se caminhar pelas ruas das cidades, o que se observa é a presença de vias e espaços públicos totalmente desprovidos de meios de acessibilidades pra pessoas que apresentem alguma limitação de movimento. FIGURA 3 – MOBILIDADE HUMANA FONTE: Wordpress – 2012 apud Julio Lopes Marcio Fortes 2012. “Pensar a mobilidade urbana é, portanto, pensar sobre como organizar os usos e a ocupação da cidade e a melhor forma de garantir o acesso das pessoas e bens ao que a cidade oferece, e não apenas pensar os meios de transporte e trânsito” (SANTO E VAZ, 2005). De acordo com Raia Jr (2000): Na geografia urbana, o deslocamento nas cidades é analisado e interpretado em termos de um esquemaconceitual que articula a mobilidade urbana, que são as massas populacionais e seus movimentos; a rede, representada pela infra-estrutura que canaliza os deslocamentos no espaço e no tempo; e os fluxos, que são as macro decisões ou condicionantes que orientam o processo no espaço. O Plano de Mobilidade Urbana - PLANMOB (BRASIL, 2007, a) apresenta esses conceitos de forma articulada onde se tem que: A mobilidade urbana para a construção de cidades sustentáveis será então produto de políticas que proporcionem o acesso amplo e democrático ao espaço urbano, priorizem os modos coletivos e TÓPICO 4 — PRÁTICA 4: ESTUDO GEOTÉCNICO PARA OBRAS VIÁRIAS 59 não motorizados de transporte, eliminem ou reduzam a segregação espacial, e contribuam para a inclusão social favorecendo a sustentabilidade ambiental. Campos (2006) complementa que: De acordo com as dimensões do desenvolvimento sustentável, pode-se considerar que a mobilidade dentro da visão da sustentabilidade pode ser alcançada sob dois enfoques: um relacionado com a adequação da oferta de transporte ao contexto socioeconômico e outro relacionado com a qualidade ambiental. No primeiro, se enquadram medidas que associam o transporte ao desenvolvimento urbano e a equidade social em relação aos deslocamentos; no segundo, se enquadram a tecnologia e o modo de transporte a ser utilizado. São exemplos de mobilidade urbana que deram certo do mundo na questão de melhora na qualidade de vida dos seus moradores, Barcelona, Bogotá, Copenhague, Paris e Boston. (Figuras 4 e 5). FIGURA 4 – TRANSPORTE PÚBLICO, ECOLOGICAMENTE CORRETOS FONTE: La vie en Ville – 2011 apud Sérgio Guilherme Gollnick 2011. FIGURA 5 – CIDADE CONCEITO SUSTENTÁVEL FONTE: Wordpress – 2012 apud Julio Lopes Marcio Fortes 2012. 60 UNIDADE 1 — REDES VIÁRIAS CONSIDERAÇÕES FINAIS Nas últimas décadas, o assunto acessibilidade e mobilidade vem sendo mais debatido na área de arquitetura e urbanismo, as cidades estão olhando com mais preocupação para criar espaços agradáveis e sustentáveis, na busca de um melhor estilo de vida para as populações. Estes são esforços para diminuir as ações que causadoras do impacto ambiental que envolvem poluição visual, sonora e do ar. Assim a mobilidade urbana acaba tendo grande impacto na economia local e na qualidade de vida das pessoas. Pensar a mobilidade urbana de modo mais eficiente no que se refere os setores sociais, econômicos e ambientais, é sustentabilidade. Pensar a mobilidade urbana com mais tecnologia e inovação, é um dos mais urgentes desafios deste século. Apesar das diversas dificuldades encontradas nas cidades, ainda assim existem soluções. O transporte, metrôs e bondes com nova tecnologia podem ser uma das soluções mais eficazes para resolver problemas atuais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BRASIL. Ministério das Cidades. 2007. Caderno PlanMob: para orientação aos órgãos gestores municipais na elaboração dos Planos Diretores de Mobilidade Urbana. Brasília. (a). BRASIL. Ministério das Cidades. 2007. Construindo uma Cidade Acessível. Caderno 2. Brasília. (b) CAMPOS, V.B.G. 2006. Uma visão da mobilidade sustentável. Revista dos Transportes Públicos. v. 2, p. 99-106. GEHL, Jan; Cidade para pessoas; 2013. MORRIS, J.M.; Dumble, P.L.; Wigan, M.R. 1979. Accessibility indicators for transport planning. Transportation Research, Part A, v.13, n.2, p.91-109. NORMA Brasileira 9050 da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT NBR 9050, 1994). OLIVEIRA. J. C.; FERREIRA. L. V. S.; COSTA. R. R. e CORAD. R. L. Acessibilidade Urbana: Estudo de Caso da Praça Capela Nova. MundoGEO. 2010. Disponível em: <http://mundogeo.com/blog/2010/05/05/acessibilidade-urbana-estudo-de-caso- da-praca-capela-nova/>. Acesso em: 10 out 2013. RAIA Jr, A.A.; SILVA, A.N.R.; Brondino, N.C.M. 1997. Comparação entre Medidas de Acessibilidade para Aplicação em Cidades Brasileiras de Médio Porte. FONTE: https://www.imed.edu.br/Uploads/Mobilidade%20e%20Acessibilidade%20Urbana.pdf. Acesso em: 8 dez. 2020. 61 RESUMO DO TÓPICO 4 Neste tópico, você aprendeu que: • Diferentes tipos de agregados são indicados para a composição das camadas de base, sub-base e subleito de uma rodovia. • Para a execução das camadas de um projeto de rede viária é necessário conhecer o teor de umidade ótimo para que haja a melhor compactação do solo. • O ensaio de CBR identifica a característica de deformabilidade do solo quanto submetido a cargas que são providas pelo tráfego de veículos. • A realização do módulo de resiliência apresenta dados mais completos que o CBR, no entanto, é um ensaio mais caro que está atualmente sendo difundido para as realizações de projetos rodoviários. Ficou alguma dúvida? Construímos uma trilha de aprendizagem pensando em facilitar sua compreensão. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. CHAMADA 62 1 O Ensaio de compactação Proctor é um dos mais importantes procedimentos de estudo e controle de qualidade de aterros de solo compactado. Num ensaio de compactação Proctor, foram obtidos os seguintes dados: H (%) 9,8 12,6 15,6 18,1 22,4 Ys (kN/m³) 15,9 18,8 18,5 17,5 15,6 Desenhe a curva deYs x h, determinando a umidade ótima e o peso específico máximo. 2 A Tabela e a Figura a seguir apresentam os resultados de ensaio CBR para um solo que será aplicado em uma sub-base. Como pressão padrão, foi utilizada a norma ABNT. TABELA – ENSAIO CBR Penetração (mm) Força (kgf) Pressão (kgf/cm²) Pressão padrão (kgf/cm²) 0 0 0,0 0,63 39 2,0 1,27 75,44 3,9 1,9 150,1 7,7 2,54 210,7 10,9 70,31 3,17 344,7 17,8 3,81 577,14 29,7 4,44 880,1 45,4 5,08 1075,21 55,4 105,46 6,35 1500,1 77,3 7,62 1808,8 93,2 8,89 2010,5 103,6 10,16 2090,15 107,7 11,43 2200,1 113,4 13 2458,9 126,7 FONTE: O autor (2020) AUTOATIVIDADE 63 FIGURA – GRÁFICO DE ENSAIO CBR FONTE: O autor (2020) Determine o valor de CBR desse solo ensaiado. 3 (ENADE, 2011) Em razão dos jogos da copa de 2014, foi proposta a ampliação de uma pista de pouso e decolagem de um aeroporto. A pista a ser ampliada terá um comprimento de 1 200 m e foi estaqueada com um total de 60 estacas de 20 m cada. O projeto de terraplenagem da ampliação dessa pista foi realizado e a equipe de topografia apresentou o diagrama de massas ilustrado na figura a seguir: A partir da linha de distribuição representada no diagrama, qual é o volume do bota-fora? 64 a) ( ) 110 m³ b) ( ) 1200 m³ c) ( ) 1100 m³ d) ( ) 500 m³ 4 Dos trabalhos de Proctor surgiu um ensaio universalmente padronizado, frequentemente citado como Ensaio de Proctor, que no Brasil foi padronizado como Ensaio Normal de Compactação. O solo, em diferentes umidades, é compactado em um cilindro com 10 cm de diâmetro e 1000 cm³ de capacidade, por meio da aplicação de 26 golpes (na norma antiga eram 25 golpes) de um soquete pesando 25N e caindo de 30,5cm, em três camadas. Com relação a este ensaio, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Quando o solo se encontra com umidade abaixo da ótima, a aplicação de mais energia provoca aumento de densidade. b) ( ) Quando a umidade é maior do que a ótima, entretanto, maior esforço de compactação tem maior efeito, pois consegue expelir o ar dos vazios, aumentando a densidade. c) ( ) Quando a umidade é ótimo é obtido a menor densidade do solo. d) ( ) Quando a umidade está abaixo da ótima é obtido maior densidade da amostra devido ao aumento do efeito da compactação. 5 A capacidade de suporte de um solo compactado pode ser medida através do Índice de Suporte Califórnia (CBR). O ensaio tem por objetivo determinar a relação entre a pressão necessária para produzir uma penetração de um pistão num corpo de prova de solo e a pressão necessária para produzir a mesma penetraçãonuma mistura padrão de brita estabilizada granulometricamente. Sobre o ensaio, analise as afirmativas a seguir: I- O CBR baseia-se na relação de cargas obtidas para a penetração de 7,5 mm do pistão na amostra. II- Um solo de boa qualidade para execução de sub-base deve apresentar CBR superior a 20%. III- Para determinação da expansão, os corpos de prova devem ficar imersos durante 96 horas, realizando-se leituras de deformação a cada 24 horas. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Afirmativa I. b) ( ) Afirmativa II. c) ( ) Afirmativa III. d) ( ) Afirmativas I e III. 65 REFERÊNCIAS ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Solo - Ensaio de compactação. NBR 7182. Rio de Janeiro, 2016a. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. Solo - Índice de suporte Califórnia (ISC) - Método de ensaio. Rio de Janeiro, 2016b. ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 9001:2008: Sistemas de gestão da qualidade - requisitos. Rio de Janeiro, 2008. ALMEIDA, E. P.; GIACOMINI, L. B.; BORTOLUZZI, M. G. Mobilidade e Acessibilidade Urbano. 2º SNCS Seminário Nacional de Construções Sustentáveis. 2013. BARONI, M. Notas de Aula de Mecânica dos Solos II. Universidade Federal do Pampa. 2011. BRASIL. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem - DNER. Classificação funcional do sistema rodoviário do Brasil. Rio de Janeiro, 1974a. BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Diretoria Executiva. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Manual de implantação básica de rodovia. 3 ed. Rio de Janeiro: IPR. Publ., 2010. BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT. Diretoria Executiva. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Pavimentação - Solos - Determinação do módulo de resiliência - Método de ensaio. Rio de Janeiro: IPR. Publ., 2018. BRASIL. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT. Diretoria Executiva. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Solos - Determinação do Índice de Suporte Califórnia utilizando amostras não trabalhadas - Método de ensaio. Rio de Janeiro. 2016. BRASIL- Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT. Diretoria Executiva. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Gestão de qualidade em obras rodoviárias - Procedimento. Rio de Janeiro, 2004. Disponível em: http:// www1.dnit.gov.br/arquivos_internet/ipr/ipr_new/normas/DNIT011_2004_PRO. pdf. Acesso em: 29 out. 2020. BRASIL. Manual de projeto de engenharia rodoviária. Rio de Janeiro: Instituto de Pesquisas Rodoviárias, 1974b. BRASIL. Sistema Nacional de Viação (SNV). Lei nº 12.379, 2011. 66 BRASIL. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Diretoria de Desenvolvimento Tecnológico. Divisão de Capacitação Tecnológica. Diretrizes básicas para elaboração de estudos e projetos rodoviários (escopos básicos/ instruções de serviço). Rio de Janeiro, 1999. BRASIL. Ministério dos Transportes. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Normas para o projeto das estradas de rodagem. Rio de Janeiro: Serviço de Publicações, 1973. CATERPILLAR. Princípio Básicos de Terraplenagem, 1977. COMISSÃO DE COORDENAÇÃO E DESENVOLVIMENTO REGIONAL DO NORTE (CCDR-N), Manual de Planeamento das Acessibilidades e da Gestão Viária -Manual do planejamento de acessibilidades e transportes, 2008. DCE-C. Departamento de Estradas de Rodagem de Santa Catarina. Diretriz para a concepção de estradas (DCE-C), 2000. DEPARTAMENTO DE ESTRADAS DE RODAGEM DO ESTADO DE SÃO PAULO. DER-SP. Manual básico de estradas vicinais. Projeto, construção e operação. 1987. FERREIRA, A.; PICADA-SANTOS, L. A. Gestão da Qualidade das Redes Rodoviárias. O Estado da Arte e os Desenvolvimentos Futuros. Revista Ingenium, v. 98, p. 58-66, 2006. LAMAS, J. M. R.G. Morfologia urbana e desenho da cidade. 3 ed. Porto: Fundação Calouste Gulbenkian, 2004. LOPEZ, P. A. F. 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São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 2008. 67 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você será capaz de: • identificar os conceitos de projetos planialtimétricos; • conhecer os elementos de projeto para a execução de uma rede viária; • executar adequadamente os tipos de curva gerais para a execução de uma rodovia; • aprender sobre os serviços preliminares durante a execução de terraplenagem. Esta unidade está dividida em três tópicos. No decorrer da unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO TOPICO 2 – PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS TÓPICO 3 – PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 68 69 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Neste primeiro tópico da Unidade 2, estudaremos os processos para a realização de projetos planialtimétricos. Serão discutidos alguns conceitos para a execução destes projetos, as seções transversais típicas, perfis tipos da estrutura de um pavimento e seus elementos e a elaboração de um roteiro para projetos planialtimétricos. Tendo em vista que atualmente os modais utilizados no país são os rodoviários, ferroviários, aéreos, hidroviários e dutoviários, são apresentados na Figura 1 os dados da infraestrutura existente na malha de redes viárias brasileiras no ano de 2018, conforme estatísticas obtidas do anuário estatístico de transportes (CNT, 2018). Segundo essas informações, é visto que a maior malha brasileira se mantém na rede rodoviária, porém, com crescimento nas áreas de redes ferroviárias e aéreas. Tendo em vista que o modal mais utilizado hoje em dia é o rodoviário, abordaremos a seguir os principais conceitos quanto à classificação e estrutura de uma rodovia. FIGURA 1 – INFRAESTRUTURA EXISTENTE EM OPERAÇÃO NO ANO DE 2018 NO BRASIL TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 70 FONTE: Anuário estatístico de transportes (CNT, 2018, s.p.) Conforme a norma DNIT 742 (BRASIL, 2010), a estrutura de uma rodovia, de maneira genérica, pode ser feita de acordo com dois critérios: Infraestrutura rodoviária: Composta por uma plataforma terraplenada com os requisitos e atribuições necessárias para a demanda da rodovia; sistemas de proteção e drenagem que respondam adequadamente para a preservação e garantia de durabilidade da via; e obras de arte especiais necessárias para a execução do traçada, tais como pontes, tuneis, viadutos. Para esta última, é necessário a realização de projetos específicos separados e detalhados para execução. Superestrutura rodoviária: A superestrutura rodoviária é composta por um conjunto de sistemas: o pavimento, que interage diretamente com o tráfego dos veículos, revestido por betume ou concreto; e dispositivos de sinalização que provém maior segurança ao usuário que esteja trafegando na via. Na Unidade 1 vimos que as vias podem ser classificadas quanto a sua função, sendo funções de vias rurais e urbanas. Além deste tipo de classificação, as vias também são classificadas de acordo com as classes de acordo com o número de pistas e complexidade técnica empregada, sendo estas descritas na Tabela 1 (BRASIL, 2010). TABELA 1 – CLASSIFICAÇÃO DE CLASSES DAS VIAS BRASILEIRASClasse da via Descrição Classe 0 Rodovias de maior padrão técnico, com controle total de acesso e apresentando no mínimo pista dupla. É adotada quando necessita atender elevada demanda do tráfego de passagem por uma região sem grandes considerações ao atendimento do tráfego local. A acessibilidade deve ser atendida por outras classes de vias. Os níveis de serviço são iguais aos da classe I A. TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO 71 Classe I A Rodovia com pista dupla e controle de acesso determinado pelo tráfego previsto em projeto. Classe I B Rodovia com pista simples, projetada para 10 anos, com controle de tráfego de 200 veículos por hora ou com volume médio diário bidirecional de 1400 veículos e para limite superior igual ao requerido no caso da classe I A. Classe II Rodovia com pista simples, projetada para 10 anos, para um limite inferior de tráfego médio diário bidirecional de 700 veículos mistos e para um limite superior de tráfego diário bidirecional de 1400 veículos mistos. Classe III Rodovia com pista simples, projetada para 10 anos, para um limite inferior de tráfego médio de 300 veículos e para um limite superior de tráfego diário de 700 veículos. Classe IV A Rodovia de pista simples, geralmente apresentando apenas revestimento primário e com suporte de tráfego médio diário entre 50 e 200 veículos. Classe IV B Rodovia simples com suporte de tráfego médio diário inferior a 50 veículos, como no caso de estradas agrícolas. FONTE: DNIT 742 (BRASIL, 2010, s.p.) Com o intuito de fornecer melhoramento nas elaborações das redes rodoviárias, seja no perfil ou em planta de estradas, é recomendado levar em consideração dois importantes princípios: a) adotar greides elevados com a preocupação de assegurar uma boa drenagem. Onde o greide se apresente enterrado sempre que possível, no qual se deve procurar melhorá-lo; b) as estradas de melhor desempenho são aquelas situadas nas áreas bem drenadas, sobre solos granulares, com fração final suficiente para conferir alguma coesão. Para efeito de execução dos melhoramentos é recomendável a observância, em termos de requisitos geométricos e geotécnicos específicos, os estabelecidos no instrumental técnico normativo vigente nas normas de DNIT em vigência. ATENCAO Por fim, deve-se identificar a velocidade de projeto que um veículo-padrão pode desenvolver no trecho da estrada em condições normais para garantir a segurança dos usuários. Esta velocidade está relacionada à função da estrada. Portanto, estradas com maiores tecnologias possibilitam maiores velocidade de tráfego. Na Tabela 2 vemos as limitações recomendadas de velocidade de projeto para os veículos de acordo com as classes de rodovias brasileiras. UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 72 TABELA 2 – VALORES DE VELOCIDADE DE PROJETO RECOMENDADOS PELA DER-SP Classe da rodovia VDM* Tipo de terreno Velocidade de projeto (km/h) Desejável Mínima 0 4401 a 50000 Plano 120 100 Ondulado 100 80 Montanhoso 80 60 I 1501 a 4400 Plano 100 100 Ondulado 80 80 Montanhoso 60 60 II 501 a 1500 Plano 80 80 Ondulado 60 60 Montanhoso 40 40 III Até 500 Plano 60 60 Ondulado 40 40 Montanhoso 30 30 Volume diário médio de tráfego esperado. FONTE: Pimenta e Oliveira (2004, p.18). 2 CROQUIS Quando nos referimos ao croqui de um projeto planialtimétrico, estamos falando de um primeiro esboço em que devemos identificar as principais localizações e estruturas da nossa obra. Para isto, é necessário ter em mãos o conhecimento da região onde estará localizada nossa estrada, indicando todos os principais pontos que poderão influenciar no desenho e na localização do traçado. Os croquis podem ser realizados de maneira rápida através de cadernetas no local do trabalho ou através de uso rápido de softwares de fácil uso. Uma das principais fases para a realização de croquis está na etapa de nivelamento do eixo do projeto. É comum em campo, durante as medições com nível, a realização de anotações in loco para localizar as medições realizadas. Para você se familiarizar ao uso de softwares de fácil acesso é possível ver algumas dicas de uso para a elaboração simples de uma via no link: https://www.youtube. com/watch?v=uK1daOJcgB8&ab_channel=YouNERD DICAS TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO 73 É indicado que todo o trabalho diário deve ser iniciado e finalizado em uma referência de nível (RN), e que estas referências estejam espaçadas de mil em mil metros (BRASIL, 2010). A Figura 2 apresenta dois exemplos de aplicação de croqui para a realização de medição de um levantamento, a primeira apresentando as medições ao longo da extensão medida, a segunda apresenta medições em pontos externos ao traçado da via, capazes de obter maiores quantidade de pontos de medição da estrada. FIGURA 2 – EXEMPLOS SIMPLES DE REALIZAÇÃO DE CROQUI DE NIVELAMENTO GEOMÉTRICO FONTE: Botelho et al. (2016, p. 2-5) 3 SEÇÃO TRANSVERSAL Ao abordar este tema, temos que inicialmente definir alguns componentes da infraestrutura e superestrutura rodoviária. Quando nos referimos à plataforma da rodovia, estamos nos referindo ao conjunto completo de infraestrutura e superestrutura da rodovia. UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 74 A infraestrutura rodoviária, por sua vez, é definida como a parte da construção de uma rodovia constituída pelo terrapleno e todas as obras situadas abaixo do greide do terrapleno. O terrapleno é considerado o terreno resultante de terraplenagem, que por sua vez é o conjunto de operações de escavação, carga, transporte, descarga e compactação dos solos, aplicadas na construção de aterros e/ou cortes, dando à superfície do terreno a forma projetada para construção da rodovia. A Superestrutura da Rodovia é constituída pelo pavimento, que se define como um sistema de camadas de espessuras finitas assentes sobre um semiespaço considerado teoricamente como infinito, a infraestrutura ou terreno de fundação, o qual é designado de subleito. Na Figura 3 podemos observar um esquema típico dos elementos da plataforma de uma rodovia. Nela estão indicados os principais elementos componentes que serão definidos a seguir (BRASIL, 2010). FIGURA 3 – SEÇÃO TRANSVERSAL DE UMA PLATAFORMA TÍPICA DE UMA RODOVIA FONTE: Adaptado de DNIT 742 (BRASIL, 2010) 1 Faixa de domínio: faixa que desapropria para a construção da estrada, prevendo uma largura suficiente que possibilite a expansão da via e que facilite a execução de serviços de manutenção futuras da estrada. 2 Vedo: tapume da estrada para proteção contra invasão de animais de diferentes portes. Também funciona como um fixador dos limites da faixa de domínio, garantindo sua posse. Geralmente, o vedo é realizado utilizado arame farpado, muro de pedras arrumadas ou uma cerca viva. 3 Valeta de proteção dos cortes: uma valeta construída entre a crista do corte e o limite da faixa de domínio. Tem a função de desviar as enxurradas das encostas para fora da estrada e auxiliar a sarjeta para que não haja sobrecarga. Em situações de cortes em rocha nua é mais indicado economicamente a construção de muretas de proteção para conduzir a água do que construir valeta. TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO 75 4 Rampa do corte: é a parte fortemente inclinada da seção transversal do corte. Se o corte é em seção plena, existem duas rampas. É também chamado de talude de corte. 5 Saia do aterro: parte inclinada da seção transversal do aterro. Se o aterro é em seção plena, existem duas saias. 6 Pé do corte ou do aterro: é o extremo inferior da rampa do corte, ou saia do aterro. 7 Crista do corte ou do aterro: Crista do corte é a interseção da rampa do corte com o terreno natural. Quando a seção é toda em corte, existem duas cristas de corte, mas, se a seção é mista, há apenas uma crista de corte. Crista de aterro é a borda saliente da seção de uma estrada em aterro. Quando a seção é toda em aterro, existem duas cristas de aterro, mas, se a seção é mista,só há uma crista de aterro. 8 Terreno marginal: é o terreno vizinho situado ao longo da faixa de domínio de uma estrada de rodagem. 9 Faixa marginal: é cada uma das faixas de terreno compreendida entre a crista do corte e o limite da faixa de domínio, no caso da seção em corte, ou entre o pé do aterro e o limite da faixa de domínio, no caso da seção em aterro. 10 Recuo: é a distância na qual se permitem construções estranhas à estrada, a contar do limite da faixa de domínio. É assunto regulamentado para cada estrada ou trecho de estrada. 11 Faixa terraplenada: é a faixa correspondente à largura que vai de crista a crista do corte, no caso de seção plena em corte; do pé do aterro ao pé do aterro, no caso de seção plena em aterro; e da crista do corte ao pé do aterro, no caso da seção mista. É a área compreendida entre as linhas de off-sets. 12 Plataforma: é a faixa da estrada compreendida entre os dois pés dos cortes, no caso da seção em corte; de crista a crista do aterro, o caso da seção em aterro; e do pé do corte à crista do aterro, no caso da seção mista. No caso dos cortes, a plataforma compreende também a sarjeta. 13 Acostamento: é a faixa que vai da borda do pavimento até a sarjeta, no caso da seção da estrada em corte, ou a faixa que vai da borda do pavimento até a crista do aterro, no caso da seção em aterro. Destina-se à proteção da borda do pavimento, estacionamento do veículo na estrada, pista de emergência, canteiro de serviço para a conservação da estrada, passeio para pedestre etc. Nas estradas de tráfego intenso, os acostamentos são também pavimentados. 14 Sarjeta: é uma valeta rasa, com seção em V aberto, situada ao pé do corte e destinada a receber as águas pluviais da plataforma e da faixa que vai da valeta de proteção do corte até o pé do mesmo. UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 76 15 Banqueta de proteção do aterro: é um prisma de terra que se constrói junto à crista dos aterros, para servir de anteparo às rodas dos veículos automotores, no caso de derrapagem, e também para impedir que as enxurradas corram pelos aterros altos, provocando erosão. Algumas situações dispensam a banqueta, seja porque nos aterros altos se colocam dispositivos de proteção do veículo (defensas), seja porque as saias dos aterros são convenientemente gramadas para evitar a erosão. 16 Defensa: é uma cerca baixa, robusta, com moirões de madeira de lei ou de aço, com pranchões ou chapas de aço corrugado dispostos na horizontal, pregados nos moirões do lado interno da estrada. São colocadas nas cristas de aterros altos (mais de 2,50 m de altura), em curvas perigosas, e destinam-se a impedir, num acidente, que o veículo saia da plataforma da estrada com consequências mais danosas para o veículo, passageiros ou cargas. Proporciona maior segurança para o tráfego. 17 Pista: é a faixa pavimentada da estrada por onde trafegam os veículos automotores. As estradas de rodagem podem ter uma única pista (pista simples) ou duas pistas (pista dupla). No segundo caso, cada pista tem o tráfego num único sentido, permitindo maior segurança. No caso de pistas duplas, elas podem ser contíguas (paralelas) ou independentes. Na travessia de perímetro urbano, as estradas podem ter 4 pistas ou mais, sendo as duas externas destinadas ao tráfego local ou ao acesso à estrada. 18 Faixa de tráfego: é a parte da pista necessária à passagem de veículo automotor típico. Cada pista deve ter, pelo menos, duas faixas de tráfego, a fim de permitir o cruzamento de dois veículos ou a passagem de um veículo pelo outro. No caso de transposição de serras, as estradas podem ter ainda uma faixa adicional, a 3ª faixa, destinada à subida de veículos lentos. 19 Talude do aterro: é a cotangente do ângulo de inclinação da saia do aterro expresso de maneira análoga à dos cortes ou a tangente, com o ângulo horizontal. Na prática, os taludes dos aterros variam de 2:3 (V: H) a 1:4 (V: H). O talude 1:4 (V: H) é empregado nas autoestradas quando os aterros são baixos (abaixo de 2,50 m), visando oferecer melhor segurança ao tráfego. A denominação talude tem ampliado o seu sentido, sendo muitas vezes empregada para designar a rampa do corte ou da saia do aterro. Talude do corte: é a cotangente do ângulo de inclinação da rampa do corte com a vertical. Pode-se definir, também, como a tangente do ângulo horizontal. No Brasil, o talude é expresso por uma relação entre a altura e a base de um triângulo retângulo, que tem um segmento da rampa por hipotenusa. A relação em apreço corresponde à cotangente do ângulo da rampa do corte com a vertical. Na expressão do talude toma-se a vertical como referência e não a horizontal, porque os dispositivos usados para medir os taludes são de gravidade. Os taludes clássicos dos cortes são, na prática, os seguintes: talude vertical (caso dos cortes em rochas); talude 3:2 (vertical: horizontal) – caso dos solos consistentes; talude 1:1 (V: H) – caso dos solos pouco consistentes. TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO 77 20 Rodagem: é a faixa de estrada compreendendo pista e acostamentos. Recebeu este nome porque, nesta faixa, o veículo deve poder trafegar livremente, não se permitindo colocar nela nenhum obstáculo que vá limitar a liberdade de movimento do veículo. A sinalização deve, por isso, ficar sempre fora da rodagem. 21 Pistas independentes: são as pistas de uma estrada de rodagem que seguem o seu traçado independente uma da outra, tendo cada qual sua plataforma. No caso de pistas duplas independentes, as pistas são abauladas, como se tratasse de duas estradas diferentes. Este tipo de pista é usado, de preferência, em terrenos montanhosos e escarpados, porque a sua construção é mais econômica do que a de estradas de pistas duplas paralelas. As modernas estradas americanas de duas pistas estão sendo construídas com pistas independentes, qualquer que seja a topografia, por razões técnicas e estéticas. Além das seções transversais típicas, existem outras variedades de realizações de seções transversais, como no caso de rodovias com duas pistassem nível (Figura 4 (a)) e em desnível (Figura 4 (b)). FIGURA 4 – PISTA DUPLA PARALELA EM NÍVEL (A) E EM DESNÍVEL (B) FONTE: Adaptado de DNIT 172 (BRASIL, 2010) 22 Pistas duplas paralelas: é o tipo de estrada de duas pistas construída com plataforma única (Figura 4). Neste tipo de estrada, as duas pistas são separadas fisicamente por uma faixa de terreno (canteiro central) geralmente com largura constante e convenientemente gramada e com cerca viva formada por arbustos. Entre as duas pistas pode, também, ser projetada barreira de concreto, para maior segurança do tráfego. Cada pista tem geralmente, uma única declividade, para fora, sendo a inclinação usual de 1,5% ou 2%. UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 78 23 Canteiro central: é a faixa de terreno que separa fisicamente uma pista da outra. É denominado impropriamente ― refúgio central. Tem por finalidade oferecer maior segurança ao tráfego. Deve ser o mais largo possível, para permitir ampliação da largura das pistas se, no futuro, for necessário. No Brasil, adota-se de 3 a 6 metros de largura, sendo preferível 6,00 m, por permitir retorno. Outras definições importantes (BRASIL, 2010): Borda do pavimento: é a beirada da pista, como o nome indica. Abaulamento: é a inclinação transversal de cada trecho reto da seção transversal, sempre expresso em porcentagem. A seção transversal da pista de uma estrada de rodagem em tangente deve ser abaulada (convexa), para facilitar o escoamento das águas pluviais. A seção transversal é constituída de dois trechos retos simétricos em relação ao centro da pista, inclinados para cada margem, com uma ligeira concordância no vértice. Nas estradas pavimentadas, o abaulamento empregado é, em geral, de 1% a 3%, não devendo ir além de 3%, para não prejudicar a estabilidade do veículo. Nas estradas de pistas paralelas, o pavimento geralmente não é abaulado, pois cadapista tem inclinação transversal única, para permitir somente escoamento lateral das águas, no sentido da borda externa. Estender a denominação abaulamento para a inclinação deste tipo de pista é uma impropriedade, pois a superfície de cada pista é plana e não abaulada. Superelevação ou sobrelevação: é a inclinação transversal da pista de uma estrada em curva, para fazer face à força centrífuga do veículo automotor em movimento. É sempre expressa em porcentagem. Pela norma do DNIT, a superelevação varia de 2% a 10%, conforme o raio de curvatura da estrada. Vale notar que as normas citadas denominam a superelevação de ― inclinação transversal das curvas, fugindo ao critério geral do mundo ocidental que sempre emprega palavra correspondente à superelevação. Superlargura: é o alargamento da estrada nas curvas, em relação à largura adotada nos trechos em tangente. Só se emprega nas curvas com pequenos raios de curvatura; Eixo da estrada: é o centro da pista na estrada de pista simples. Nas estradas de pista dupla paralela, é o centro do canteiro central. Nas estradas de pista dupla independente, é o centro de cada uma das pistas. Banqueta de visibilidade: é uma saliência deixada no alargamento de um corte em curva do lado da concavidade da mesma e destinada a ampliar a visibilidade. A altura da banqueta é determinada levando em conta a visibilidade, como veremos depois. Quando o corte é em rocha sem fendilhamentos (rocha maciça), é mais econômico fazer um nicho e não um corte completo, obtendo-se por ambos os processos a banqueta de visibilidade. TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO 79 Um esquema completo de uma seção transversal é apresentado na Figura 5. FIGURA 5 – SEÇÃO TRANSVERSAL COMPLETA DE UMA ESTRADA FONTE: Adaptado de Modler (2012) 4 ROTEIRO: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO A prática de levantamento planimétrico permite a criação do perfil ao longo da estrada, identificando as possíveis áreas de terraplenagem e de corte para nivelamento. Nesta prática, você será capaz de construir o perfil a partir dos dados obtidos das leituras dos equipamentos utilizados. Este exercício de cálculo permitirá desenvolver uma noção de profundidade e perspectiva para as medições de determinado terreno, mesmo que na atualidade sejam empregados diferentes programas que facilitem esta construção, é necessário ter a capacidade de questionar a natureza dos dados obtidos. Um bom projeto planimétrico obedece as etapas de planejamento, execução e trabalho em escritório. Assim, a falta de informação de pontos estratégicos ou descontinuidades nas leituras podem causar uma distorção do perfil real. Da mesma forma, a improvisação durante a leituras em campo podem provocar um efeito dominó durante o trabalho em escritório, que levarão a executar trabalho de campo. ATENCAO UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 80 Materiais necessários: Trena Estacas Caderneta de campo Mira Nível óptico A finalidade desta prática é determinar as diferenças de nível que ajudaram a construir um perfil longitudinal e altímetro. 1. Realiza-se um reconhecimento prévio pelo terreno. 2. É realizada a demarcação longitudinal da zona de interesse, determinando um ponto de referência no chão, com uma estaca, sobre o qual será colocado o equipamento ou a primeira estação de base (E0) e sobre o qual serão realizadas as leituras dos outros pontos (E1...E9), que também devem estar alinhados e devidamente espaçados regularmente, sem superar os 10 metros. 3. A base do equipamento é posicionada sobre a marca de controle e seguindo as indicações do fabricante se procede a realizar o nivelamento do tripé. Assegurar que este fique bem fixado no chão. 4. O equipamento é estacionado entre as duas estações, de modo equidistante e são realizadas leituras as alturas, primeiramente, do equipamento até o ponto E0 (Leitura de ré) e depois E1 (Leitura de vante) e assim, sucessivamente, deslocando o equipamento para todas as estações nas quais poderiam ser observados os pontos anterior e posterior. Realizando a gravação das leituras de altura de cada estação entre o equipamento e a marcação no chão. (Ver Figura 6). FIGURA 6 - ESQUEMA DE LEITURAS COM O EQUIPAMENTO FONTE: O Autor (2020) 5. O registro destas leituras inicialmente é feito no caderno de campo, como se observa a continuação: TÓPICO 1 — PRÁTICA 5: PROJETO PLANIALTIMÉTRICO 81 TABELA 3 – REPRESENTAÇÃO DAS LEITURAS EM CAMPO Estação Ponto Visado Leitura Ré Leitura Vante Altura do instrumento Cota Compensação Cota Compensada 1 E0 755 E1 1856 E2 3214 FONTE: O autor (2020) 6. Ao chegar na última estaca, faz-se o contranivelamento, ou seja, leituras no sentido inverso da ordem inicialmente marcado, da última estaca para a primeira, E8 E0. 7. Feito o contranivelamento é realizado o trabalho em escritório, determinando as alturas de instrumento, cotas e compensações. Adotando uma cota arbitrária, de 10000mm como inicial, é somada a leitura de ré. Altura do Instrumento = cota inicial + leitura de ré Altura do Instrumento= 10000 + 755= 10755 mm As cotas são determinadas assim: Cota = Altura do Instrumento – leitura de vante Cota = 10755 mm - 1856 mm = 8899 mm Quando mudar de estação, é necessário somar a última cota da leitura de ré seguinte, determinando então a nova altura de instrumento (ver Tabela 4). Se ao término dos cálculos a cota inicial – a cota final for igual a zero, não há erro. Caso haja diferença são feitos cálculos de compensação. Erro= Cota final – Cota inicial Erro= 10008 – 10000 Erro= 8mm Nosso erro foi de 8mm, então Faremos o seguinte: Compensação= excedente/números de estações no contranivelamento Compensação= 8/6 Compensação= 1,3 mm TABELA 4 - REPRESENTAÇÃO DOS REGISTROS DAS COTAS DE LEITURA Estação Ponto Visado Leitura Ré Leitura Vante Altura do instrumento Cota Compensação Cota Compensada 1 E0 755 10755 10000 E1 1856 8899 E2 3214 7541 2 E2 1098 8639 E3 2217 6422 E4 3187 5452 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 82 3 E4 1000 6452 E5 1949 4503 E6 2672 3780 E7 3313 3139 E8 3954 2498 ------------------------------------------------------ 4 E8 1851 4349 E7 1213 3136 -1,3 3134,7 E6 563 3786 -1,3 3784,7 5 E6 1862 5648 E5 1126 4522 -2,6 4519,4 E4 186 5462 -2,6 5459,4 6 E4 2080 7542 E3 1000 6542 -4 6538 7 E3 2082 8624 E2 758 7866 -5,3 7860,7 8 E2 2005 9871 83 Neste tópico, você aprendeu que: • A classe da rodovia influencia no dimensionamento dos projetos planialtimétricos. • A importância da realização dos croquis durante as etapas da obra para futuras indicações em projeto. • A utilizar do levantamento planimétrico para criar o perfil ao longo da estrada. • A identificar e realizar todos os elementos de uma seção transversal. RESUMO DO TÓPICO 1 84 1 Seção transversal é um corte dado no sentido perpendicular ao eixo da rodovia para uma melhor representação espacial da rodovia. Numa seção transversal, quando nos referimos à plataforma, estamos falando sobre qual conjuntos do projeto? 2 Para definir a nomenclatura das diversas partes envolvidas em uma obra rodoviária, os departamentos envolvidos definiram todas as partes de uma seção transversal. Dentre uma delas encontra-se o abaulamento. Descreva o que é e pra que serve este item em uma seção transversal: 3 O desenho abaixo representa um levantamento planialtimétrico na escala 1:10.000, onde as cotas estão expressas em metros. Considerando que nesta planta a distância entre os pontos A e B é de 20 cm, a declividade média entre os pontos A e B é: a) ( ) 0,01% b) ( ) 1% c) ( ) 10% d) ( ) 100% e) ( ) 0,1% 4 Considere o levantamento topográfico das Estacas A, B e C, conforme apresentado na planta a seguir: AUTOATIVIDADE 85 A cota da estaca C, em metros, é: a) ( ) 14,63 b) ( ) 163,13 c) ( ) 136,87 d) ( ) 164,63 e) ( ) 13,13 5 Em um nivelamento geométrico o topógrafo,instalado no ponto O, realizou visadas com o nível para miras situadas nos pontos P e Q, conforme ilustrado na figura a seguir, obtendo as leituras de 0,60 e 1,50, respectivamente. Sabendo-se que a altura do instrumento vale 1,20 e que a cota no ponto O é de 728,50m, as cotas nos pontos P e Q valem, respectivamente: a) ( ) 727,9 m e 727 m b) ( ) 729,1 m e 728,2 m c) ( ) 729,5 m e 728,7 m d) ( ) 730,0 m e 729,1 m 6 Curvas de nível em levantamentos topográficos são linhas que unem pontos: a) ( ) Com a mesma altura na superfície dos terrenos. b) ( ) Com a mesma longitude na superfície dos terrenos. c) ( ) Com a mesma latitude na superfície dos terrenos. d) ( ) Da superfície dos terrenos com o mesmo tipo de solo. e) ( ) Da superfície dos terrenos para identificação de seus limites. 7 No AutoCad podemos inserir os dados analíticos topográficos de duas formas: entrando com os dados em coordenadas planas ( X e Y ) e entrando com os dados angulares (azimute e distância horizontal). Sendo assim, para entrar como os dados X e Y pelo comando point, é correto afirmar que: a) ( ) No AutoCAD, deve-se utilizar sempre o ponto (.) no fracionamento e vírgula (,) na separação dos pares. Ex: 1234.5678 , 8765.4321 b) ( ) No AutoCAD, deve-se utilizar sempre a vírgula (,) no fracionamento e ponto (.) na separação dos pares. Ex: 1234,5678 . 8765,4321 c) ( ) No AutoCAD, deve-se utilizar sempre o ponto (.) no fracionamento e ponto e vírgula (;) na separação dos pares. Ex: 1234.5678 ; 8765.4321 d) ( ) No AutoCAD, deve-se utilizar sempre a vírgula (,) no fracionamento e ponto e vírgula (;) na separação dos pares. Ex: 1234,5678 ; 8765,4321 86 87 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Para a criação de adequados elementos de projetos de uma estrada ou rodovia, depende-se da elaboração do projeto geométrico. Estes elementos são realizados para se obter um tráfego eficiente, seguro e confortável do usuário que acessa a via com adequado custo de execução. No entanto, nem sempre o menor custo de projeto justifica os benefícios para uma obra, pois pode levar a manutenções precoces, necessidade de intervenção em duplicação em trechos congestionados, acidentes de tráfego, entre outras complicações. Portanto, é necessário uma criteriosa escolha do dimensionamento dos diversos elementos presentes num projeto geométrico que serão apresentados ao longo deste tópico. 2 ELEMENTOS DE PROJETOS Dentre os elementos de projeto rodoviário estão (PONTES, 1998): Elementos de drenagem: Constituído por um sistema que deve eliminar a água que atinge o corpo da estrada, capitando e conduzindo a água para locais que não afetem a durabilidade e segurança do usuário na via. Entre os itens utilizados, estão: Bueiros: obras destinadas a permitir a passagem livre da água que atingem a estrada. Compostos por boca (dispositivo de admissão e lançamento das águas) e corpo (situado sub os cortes e aterros). São classificados como normais quanto o eixo do bueiro coincidir com o eixo da via e esconsos quando o eixo longitudinal do bueiro fizer ângulo diferente de zero com o eixo da rodovia. Tubos metálicos corrugados: Os tubos metálicos devem ser fabricados a partir de bobinas de aço conforme normativas da AASHTO e ASTM e revestidos adequadamente para as condições ambientais. As uniões podem ser feitas com parafusos ou cintas. TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 88 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Drenagem superficial: é a parcela de contribuição das estradas no escoamento da água da chuva, seja pela água que desce as encostas ou taludes em direção a pista de rolamento. Uma pista de rolamento com acúmulo de água, dependendo do tamanha da película de água, pode causar problemas de aderência do veículo com a pista, causando derrapagens e aquaplanagem do veículo, causando sérios riscos ao usuário. Outro dano que a água acumulado da chuva pode causar é o efeito de penetrar na base do pavimento e causar pressões internas no pavimento danificando a plataforma da estrada. Portanto, a drenagem superficial são métodos de construção de dispositivos que facilitem o escoamento da água facilmente até um canal natural. Os dispositivos necessários para uma drenagem superficial eficiente são (BRASIL, 2020): Valeta de proteção de corte e de aterro: objetivam interceptar as águas que escorrem pelo terreno natural a montante (no caso de corte) e evitando a entrada de água na via e a valeta de proteção de aterro interceptam as águas que escoam na parte superior do aterro, impedindo que atinjam o pé do talude de aterros, evitando a erosão do solo. Devem estar localizadas paralelamente às cristas do corte ou aterro entre 2 a 3 metros. Exemplos de valetas de proteção de corte e de aterro são apresentadas na Figura 7. FIGURA 7 – REPRESENTAÇÃO E EXEMPLOS DE A) VALETA EM CORTE E B) VALETA EM ATERRO FONTE: Adaptado de Barbosa (2015) Sarjetas de corte e de aterro: são dispositivos de drenagem lateral as pistas de rolamento, tem como função captar e conduzir longitudinalmente as águas precipitadas sobre a pista e áreas laterais a rodovia para os bueiros, saídas dos cortes e no caso de sarjeta de aterro impedindo que escoem pelo talude, evitando pontos de erosão. TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 89 Descidas e saídas de água: as descidas de água objetivam conduzir as águas captadas por outros dispositivos de drenagem, pelos taludes de corte e aterro. Conduzem as águas das valetas quando atingem um comprimento crítico. A saídas de água são dispositivos destinados a conduzir as águas coletadas pela sarjeta lançando-as nas descidas de água, ou seja, são dispositivos de transições entre as sarjetas de aterro e as descidas de água. Caixas coletoras: coletam as águas das sarjetas, montante de bueiros, descidas de água de corte com destino a um desague seguro. Na Figura 8 são apresentados os esquemas de fluxo de drenagem em uma plataforma. FIGURA 8 – FLUXO DE ÁGUA SUPERFICIAL FONTE: DNIT 742 (BRASIL, 2010, p. 58-62) Drenagem profunda: é composto por dispositivos que interceptam o fluxo de águas subterrâneas através do rebaixamento do lençol freático (camada porosa na qual a água se escoa sobre um leito impermeável), impedindo de atingir o subleito. Os drenos profundos são instalados em profundidades entre 1,5 a 2,0 metros para captar e aliviar o lençol freático para proteger o corpo da estrada. Estas drenagens devem ser realizadas nos trechos de corte em que apresentem lençol freático próximos ao subleito. Os drenos profundos são constituídos por valas, materiais drenantes e filtrantes. No caso de drenos com tubos podem ser utilizados envoltórios drenantes ou filtrantes constituídos de materiais naturais ou sintéticos. Alguns exemplos de drenos subterrâneos e camadas drenantes são apresentadas na Figura 9. FIGURA 9 – EXEMPLOS DE A) DRENOS SUBTERRÂNEOS E B) CAMADA DRENANTE 90 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS FONTE: Adaptado de DNIT 742 (BRASIL, 2010) Por fim, para que ocorra uma drenagem eficiente, é necessário que cada disposto atue de maneira integrada na cadeira de drenagem, mantendo a limpeza para uma boa condição estrutural, sem observar obstruções dentro do sistema, é visto um esquema do sistema de drenagem uma pista simples na Figura 10. FIGURA 10 – SISTEMA DE DRENAGEM EM PISTA SIMPLES FONTE: DNIT 742 (BRASIL, 2010, p. 66) Na Figura 11 são vistos alguns exemplos de execução de obras de bueiros e de drenos em obras de rodovias. Nas obras são vistas as formas para a realização dos bueiros, assim como as armaduras utilizadas para a execução da concretagem em concreto armado. Para a execução dos drenos é visualizada a movimentação de terra, com a remoção e o aterro da terra, os bueiros vistos também são feitos em concreto armado. TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 91 FIGURA 11 – EXECUÇÃO DE OBRAS DE BUEIROS E DRENOS NA CONSTRUÇÃO DE RODOVIAS FONTE: Budny (2019, p. 35-39) 2.1 PONTES Um dos elementosimportantes para a execução de uma rede viária é a presença de pontes ou elevados em situações em que não é possível realizar aterros devido cursos de rio no traçado ou elevado desnível de terreno. As pontes majoritariamente são compostas por superestruturas, mesoestruturas e infraestruturas. A seguir serão descritos cada um destes componentes básicos (BRASIL, 2010): A superestrutura é o componente superior da ponte, constituída do estrado e elementos que suportam o estrado e as cargas aplicadas nele. Sua função é transmitir cargas ao longo do vão para os apoios. O estrado é o elemento da ponte onde é aplicada diretamente a carga móvel dos veículos que trafegam, capaz de resistir de maneira segura e confortável ao usuário. O estrado é composto por laje e um sistema estrutural secundário e pode ser feito de madeira, concreto ou aço. A mesoestrutura é o componente que envolve todos elementos que suportar a superestrutura, tem como função transmitir as cargas da superestrutura e a carga própria para a infraestrutura. É constituída de fundações diretas ou profundas. Tem capacidade de absorver solicitações horizontais (causadores de momentos fletores). Os elementos que compõem a mesoestrutura são: encontros, pilares e blocos. Os encontros são elementos que suportam as extremidades das pontes e arrimam os acessos rodoviários (somente obras de grande apresentam encontros); os pilares são os apoios intermediárias que descarregam a carga nos blocos. 92 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS A infraestrutura é o componente que assenta todo o peso da estrutura e as ações das cargas móveis no solo natural. São compostas por fundações diretas ou profundas, dependendo do tipo de terreno em que a ponte está assentada. Como fundações diretas podem ser utilizadas as sapatas e profundas podem ser tubulão e estacas. Dependendo do volume diário de veículos e da carga móvel mínima necessária para a construção da ponte as estacas podem ser de madeira, metálicas ou concreto. Além disso, as pontes podem ser classificadas em três tipos em função de como serão distribuídas as cargas e aos apoios: Ponte em viga: transmitem as cargas aos apoios através de solicitação de compressão, podendo ser pontes em laje de concreto armado ou protendido; pontes em viga, de madeira, concreto ou aço; pontes em caixão de concreto ou aço; pontes em treliça de madeira ou de aço. Ponte em arco: transmitem cargas através de solicitações inclinadas de compressão (solicitação nos arcos predominantemente ou exclusivamente de compressão). Construídas em madeira, concreto ou aço. Pontes pênseis e pontes estaiadas: Compostas por torres e cabos de aço. Solicitações de tração dos cabos de suspensão são transmitidas às ancoragens na infraestrutura, provocando solicitações de compressão nas torres intermediárias. 2.2 SINALIZAÇÕES RODOVIÁRIAS Este sistema consiste no conjunto de sinalizações que adicionam segurança e conforto ao usuário da via e que são obrigações dos órgãos públicos, devidamente tratados em manuais elaborados pela DNIT e das Normas de Especificações de Serviços pertinentes. As sinalizações tem como função transmitir instruções e informações ao usuário para uma correta e segura movimentação do veículo na via, devendo transmitir mensagens claras sem duplas interpretações. As sinalizações são verticais e horizontais. Dentre as sinalizações verticais estão: placas, painéis, balizadores e sinalizações vivas. Nas sinalizações horizontais estão: faixas de sinalização e marcações no pavimento. Para rodovias de grandes volumes de tráfego também são utilizados painéis em pórticos que atravessam toda a largura da pista ou postes laterais. As placas são organizadas segundo sua função, conforme indicado na Tabela 5. Os sinais de regulamentação objetivam notificar as restrições e proibições da via e caso o usuário não atenda o sinal é constituído infração conforme o Código Nacional de Trânsito. Os sinais de advertência comunicam a existência de situações perigosas iminentes. TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 93 Os sinais de iniciação orientam e indicam informações que facilitem a viagem do usuário. E a sinalização de obras indica uma iminente construção ou restauração da pista, utilizando em conjunto cones, barreiras, sinalizadores e outros equipamentos de emergência. TABELA 5 – CLASSIFICAÇÃO DAS PLACAS Modalidade/Função Forma Cor Sinais de regulamentação Placa circular Vermelha Sinais de advertência Placa quadrada com uma diagonal na vertical Amarela Sinais de indicação Placa retangular com a maior dimensão horizontal Verde, azul ou marrom Sinalização de obras Laranja FONTE: DNIT 742 (BRASIL, 2010, p. 71) 2.3 CERCAS, DEFENSAS E PROTEÇÕES Além dos itens vistos anteriormente, existem outros importantes para uma adequada segurança do usuário da via, sejam para proteção contra animais silvestres ou até mesmo de segurança devido aos acidentes na estrada. São elas: Cercas: A utilização de cercas delimita a faixa de domínio da rodovia e são realizadas ao longo de toda rodovia, exceto em casos especiais como travessias de grande curso de água, entroncamento com outra estrada, entre outros casos. Para a implementação de cercas é necessário a realização de serviços de limpeza da faixa de implementação, cravação no terreno de mourões e esticadores (utilizando materiais de madeira ou concreto armado) e na colocação de fios de arame farpada ou telas para o atendimento ambiental. Defensas: São utilizadas para atenuar acidentes de estrada, como o choque de veículos desgovernados contra estruturas fixas, assim evitando que haja uma saída do veículo da pista. Sua utilização é justificada quando a saída do veículo da pista tenha consequências mais graves (tombamentos do veículo no talude de aterro, por exemplo) do que o choque contra a defensa. Alguns requisitos devem ser atingidos para a execução de defensas, sendo elas: • Acoplado a pórticos de sinalização, em ambos lados da pista. • Junto a obras de arte especiais. • Junto a acessos à rodovia, do lado esquerdo. • Acompanhando o acostamento, nos aterros altos, em tangentes. • Em curvas perigosas. • Como separação da corrente de tráfego de sentidos opostos. • Nas estradas que margeiam rios, lagos, entre outros cursos de água. 94 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS As defensas são realizadas em concreto de cimento simples ou armado, ou em chapas metálicas perfiladas montadas em suporte de madeira cravadas no terreno. Para defensas de concreto existe a possibilidade de utilização de resíduos de borracha para reduzir os danos ao usuário devido ao impacto. Proteção dos taludes: preservam as áreas expostas da via, em especial as áreas de talude, dando condições de resistência à erosão. As soluções utilizadas para proteger taludes são: • Revestimento vegetal envolvendo a arborização do solo. • Revestimento com solo-cimento. 2.4 PAVIMENTOS O pavimento é a estrutura composta por camadas capaz de resistir às cargas dos veículos que trafegam na pista. É assentada sobre um subleito e suas camadas são calculadas para resistir a diferentes resistências e deformabilidades devido as tensões causadas pelo tráfego. O subleito deve resistir às cargas ainda não dissipadas pelo pavimento, portanto, é necessário um estudo de resistência de cargas, sendo em média definido uma faixa de profundidade de cargas impostas do pavimento entre 0,6 m a 1,5 m. Os pavimentos são classificados em três tipos: Flexível: aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa, distribuindo a carga em parcelas equivalente entre camadas. Como exemplo temos os pavimentos betuminosos e com base de brita ou solo pedregulhoso. Semirrígido: base cimentada por algum aglutinante com propriedade cimentícia. Exemplo uma base composta por solo cimento e revestida com uma camada asfáltica. Rígido: revestimento de alta rigidez em relação as outras capadas, absorve praticamente todas as tensões do carregamentoaplicado. Exemplo é o pavimento constituído por lajes de concreto de cimento Portland. Na prática é o de maior custo, porém, com o custo de vida útil mais elevado. 2.5 CURVAS Quando pensamos na elaboração do traçado, devemos considerar que sua elaboração deve ser composta por dois elementos: trechos retilíneos e trechos curvos. Quando falamos da parte reta do traçado denominamos tangentes, quando falamos das curvas chamamos de curvas horizontais. Pontes (1998) afirma que a melhor maneira de definir o traçado é definir inicialmente os trechos tangentes para depois alocar as curvas devido às diferenças de topografia e/ou impedimentos como rios e lagos, ligando as curvas com tangentes (daí a origem do nome para os traçados retos). TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 95 As curvas horizontais circulares são curvas em forma de arco de circunferência ligadas diretamente às tangentes. Para a elaboração desta curva, define-se o raio para que se adeque ao traçado, respeitando os valores mínimos que mantenham a rodovia segura para percorrer na velocidade definida em projeto. As geometrias de uma curva circular simples é apresentada na Figura 12. FIGURA 12 – PARÂMETROS GEOMÉTRICOS DE CURVA SIMPLES FONTE: Pimenta e Oliveira (2004, p. 30) Em que: PI é o ponto de interseção das tangentes, PC é o ponto de curva (início da curva), PT o ponto de tangência (fim da curva), AC a deflexão entre as tangentes, R o raio da curva, T a tangente da curva, D o desenvolvimento (comprimento do arco) e O centro da curva. O raio da curva (R) é o raio do arco do círculo empregado na concordância, normalmente expresso em metros. É um elemento selecionado por ocasião do projeto, de acordo com as características técnicas da rodovia e a topografia da região. Existe um valor limite de 5.000 m para o raio, pois a experiência mostra que curvas com raios superiores a esse teto tendem a confundir visualmente com tangentes e dificultam a manutenção dos veículos na trajetória da curva, devido à sensibilidade mecânica do procedimento de mudanças de direção dos veículos. O ângulo central (AC) é o ângulo formato pelos raios que passam pelo PC e PT e que se interceptam no ponto O. Estes raios são perpendiculares nos pontos de tangência PC e PT. O ângulo apresentado é numericamente igual à deflexão entre os dois alinhamentos. A soma dos ângulos internos do quadrilátero PC, PI, PT, O equivale a EQ. 1.1: 90° + 90° + (180° - deflexão) + AC = 360° Portanto, AC é igual à deflexão. (EQ. 1.1) 96 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS As tangentes (T) são os segmentos de reta que vão do PC ao PI, ou do PI ao PT (não confundir com a extensão do trecho em tangente entre duas curvas consecutivas). O comprimento T pode ser medido conforme EQ. 1.2: T = R . tg(AC/2), para T em metros e AC em graus O desenvolvimento da curva (D) é a extensão do desenvolvimento da curva circular e se obtém através da seguinte expressão da EQ 1.3: D = (π .R. AC)/ (180), para AC em graus e D em metros Na Figura 13 é apresentada uma representação de curva de um projeto rodoviário, contendo as informações da deflexão (Δ) e demais informações necessárias para a realização da curva, conforme descrito anteriormente. FIGURA 13 – REPRESENTAÇÃO DE UMA CURVA EM PROJETO Curva Δ R (m) T (m) D (m) dm (‘) E (PC) E (PT) 1 46º 156,37 66,37 125,45 11 35+7,35 41+12,80 FONTE: Budny (2019, p. 22-23) 2.6 DISTÂNCIAS DE VISIBILIDADE A estrada deve oferecer ao motorista que a percorre, em qualquer ponto, condições mínimas de visibilidade para parar o veículo com segurança, devido obstáculos que possam surgir no seu percurso. Cuidados especiais devem ser tomados nos pontos de cruzamentos, acessos a estradas, entre outros. São considerados dois valores de distância de visibilidade: (EQ. 1.2) (EQ. 1.3) TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 97 • Distância de visibilidade de parada ou frenagem. • Distância de visibilidade de ultrapassagem. A distância de visibilidade de parada ou de frenagem é a distância desejável para que um veículo, que percorra a rodovia à velocidade diretriz, consiga parar o veículo com segurança, recorrendo ao freio e sem atingir o obstáculo que existe a sua frente, mesmo em condições chuvosas. Esta distância é a soma de duas parcelas, conforme mostrada na Figura 14. A primeira parcela D1, é relativa à distância percorrida pelo veículo no intervalo de tempo entre o instante em que o motorista vê o obstáculo e o instante em que inicia a frenagem (tempo de percepção e reação). A segunda parcela D2 é relativa à distância percorrida pelo veículo durante a frenagem. FIGURA 14 – DISTÂNCIA DE VISIBILIDADE DE PARADA OU FRENAGEM FONTE: Pontes (1998, p. 76) A ASHTO, baseada em várias experiências, aconselha o uso de valor de 1,5 segundos para o tempo de percepção, adicionando-se a esse valor o tempo necessário à reação de frenagem 91 segundos), teremos, portanto, o tempo total de percepção e reação de t = 2,5 segundos. Portanto, vemos a percepção e reação conforme a EQ. 1.4: D₁ = v . t = 2,5 v Em que v é em m/s e D1 em metros. Como em projeto geométrico de estradas é comum o uso de velocidade em km/h, torna-se necessário compatibilizar as unidades da seguinte maneira da EQ. 1.5: D₁ = 2,5 v = 2,5 . V/3,6 = 0,7 V Em que: V = velocidade de projeto (km/h) D₁ = Distância percorrida durante o tempo de percepção e reação (m) A segunda parcela corresponde à distância percorrida desde o início da atuação do sistema de frenagem até a imobilização do veículo. Esta distância é chamada de distância de frenagem (D₂). (EQ. 1.4) (EQ. 1.5) 98 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Para o cálculo de D₂ , basta aplicar alguns conceitos da física. A energia cinética do veículo no início do processo de frenagem deve ser anulada pelo trabalho da força de atrito ao longo da distância de frenagem. Assim temos a EQ. 1.6: Quando o trecho da estrada considerada está em rampa, a distância de frenagem em subida será menor que a determinada pela equação e maior no caso de descida. Para levar em conta o efeito das rampas é usada a equação 1.7: Assim, teremos para a distância de visibilidade de parada conforme indicado nas EQ. 1.8 e 1.9: DP = D1 + D2 Em que: DP = distância de visibilidade de parada (m) i = greide (m/m) (positivo se ascendente, negativo se descendente) V = velocidade de projeto ou de operação (km/h) fL = coeficiente de atrito longitudinal pneu/pavimento Foi visto que o coeficiente fL varia com o tipo, pressão e condições dos pneus do veículo, tipo e estado da superfície do pavimento e especialmente se o pavimento está seco ou molhado. A Tabela 6 apresenta os coeficientes de atrito longitudinal pneu/pavimento na atuação do processo de frenagem, eficiência do sistema de frenagem, esforço reativo longitudinal decorrente do atrito pneu/pavimento no caso de frenagem, sendo considerado o pavimento molhado, em condições superficiais razoáveis. Em todos os cálculos envolvendo a distância de visibilidade de parada, recomenda-se adotar 1,1 metros com a altura dos olhos do motorista em relação ao plano da pista e 0,15 metros como a menor altura de um obstáculo que o obrigue a parar. (EQ. 1.6) (EQ. 1.7) (EQ. 1.8) (EQ. 1.9) TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 99 TABELA 6 – VALORES DE COEFICIENTE DE ATRITO LONGITUDINAL PNEU/PAVIMENTO DE ACORDO COM A VELOCIDADE DE PROJETO V (km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120 fL 0,40 0,37 0,35 0,33 0,31 0,30 0,29 0,28 0,25 FONTE: Fontes (1995, p. 42) 2.7 CONCORDÂNCIA Em razão de uma adequação das tangentes com a curva circular são realizadas as concordâncias de transição, que são espaços necessários para a realização de um afastamento entre a curva e a tangente da rodovia. FIGURA 15 – CONCORDÂNCIA DA CURVA DE TRANSIÇÃO FONTE: Pimenta e Oliveira (2004, p. 47) Em que: Rc = Raio da curva circular SC e CS = Pontos em que a curva coincidem com a circunferência da curva circular TS e ST = Pontos em que coincidem coma tangente em relação ao ponto de intersecção PI O = origem do raio do círculo AC = ângulo central do raio do círculo p = afastamento entre a tangente e a curva circular Existem três maneiras de calcular o afastamento (p), sendo estas: Com a redução do raio Rc da curva circular para o valor (Rc – p), mantendo o mesmo centro (O) da curva circular. Este método é denominado método do centro conservado. 100 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Mantendo a curva circular em sua posição original e afastando as tangentes a uma distância p. Denominado método do centro e raio conservados. Realizando um afastamento do centro (O) da curva circular para uma nova posição (O’), de forma que se obtenha o afastamento desejado (p) conservando o raio e as tangentes. Chamado método do raio conservado. Os métodos para obtenção do afastamento são apresentados na Figura 16. FIGURA 16 – MÉTODOS PARA A OBTENÇÃO DO AFASTAMENTO FONTE: Pimenta e Oliveira (2004, p. 48) Pimenta e Oliveira (2004) recomendam algumas escolhas para a realização do traçado com curvas, sendo estas: • Apresentar o traçado com poucas curvas de raio baixo e ser consistente com a topografia em que será realizada a obra. Linhas com curvas de raios grandes concordando com o contorno natural do terreno é mais aceita esteticamente que um longo trecho reto com presenças de lombadas. • Traçados com grandes sequências de curvas de raio pequeno são desconfortáveis e perigosos para o usuário, uma vez que precisa de maior atenção do motorista. • Utilizar raios mínimos devem ser escolhidos quando raios maiores forem economicamente inviáveis. Sempre que possível deve-se utilizar curvas de grandes raios. • O traçado necessita ser homogêneo, curvas de raios pequenos não devem ser colocadas no fim de tangentes longas. • Mudanças bruscas de trechos com curvas suaves para curvas fechadas devem ser descartadas sempre que possível. • Curvas com ângulo centrais pequenos devem usar raios grandes para evitar desenvolvimentos curtos. TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 101 ATIVIDADE Em uma curva circular com raio de 170 m, queremos locar um ponto logo à frente do ponto de curvatura (PC). Sabemos que o comprimento do arco é de 20 m. A soma das coordenadas sobra a tangente deste ponto são (considerar sem 3,3703° = 0,058789 e cos 3,3703° = 0,9983): R.: UNI 2.8 TAXAS E DISTRIBUIÇÃO DE SUPERELEVAÇÃO Ao percorrer um trecho de rodovia em curva horizontal com certa velocidade, o veículo fica sujeito à ação de forma centrífuga, que atua no sentido de dentro para fora da curva, tendendo a mantê-lo em trajetória retilínea, tangente à curva, conforme esquematizado na Figura 17. 102 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS FIGURA 17 – AÇÃO DE FORÇA CENTRÍFUGA EM CURVA HORIZONTAL FONTE: Pinto (1998, p. 221) Para contrabalançar os efeitos dessas forças laterais e procurando oferecer ao usuário melhores condições de conforto e segurança no percurso das curvas horizontais, é utilizado o conceito de superelevação da pista de rolamento, que é a declividade transversal da pista nos trechos em curva, introduzida com a finalidade de reduzir ou eliminar os efeitos das forças laterais sobre os passageiros e as cargas dos veículos em movimento. A superelevação é medida pela inclinação transversal da pista em relação ao plano horizontal, sendo expressa em proporção (m/m) ou em porcentagem (%). A superelevação (e) pode ser expressa pela equação 1.10: Em que: e = superelevação (m/m) V = velocidade diretriz (km/h) R = raio da curvatura (m) f = coeficiente de atrito transversal, entre pneu/pavimento. Este coeficiente é obtido através da Tabela 7 para condições limites (curvas horizontais de raio mínimo, conforme visto na Tabela 8) Para obter a superelevação em porcentagem, é preciso realizar a multiplicação do valor em m/m por 100. TABELA 7 – VALORES DE COEFICIENTE DE ATRITO TRANSVERSAL ENTRE PNEU/PAVIMENTO PARA VELOCIDADES DE PROJETO V(km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120 f 0,20 0,18 0,16 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,11 FONTE: Fontes (1995, p. 34) (EQ. 1.10) TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 103 O efeito de superelevação pode ser visto na Figura 18, na qual vemos todos os esforços atuantes em determinada superelevação de ângulo α. A superelevação (e) nada mais do que a tangente da inclinação da pista, conforme a EQ. 1.11 abaixo: e = 100 . tg(α) FIGURA 18 – REPRESENTAÇÃO FÍSICA DO EFEITO EM UM VEÍCULO EM UMA SUPERELEVAÇÃO FONTE: Budny (2019, p. 28) TABELA 8 – RAIO MÍNIMO (M) PARA UMA SUPERELEVAÇÃO MÁXIMA Região Classe da rodovia 0 I II III IV A B Plana 540 375 375 230 230 125 Ondulada 345 210 170 125 125 50 Montanhosa 210 115 80 50 50 25 FONTE: Pimenta e Oliveira (2004, p. 55) Já a superelevação máxima pode ser obtida através da Tabela 9. (EQ. 1.11) 104 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS TABELA 9 – SUPERELEVAÇÃO MÁXIMA EM % Região Classe da rodovia 0 I II III IV A B Plana 10 10 8 8 8 8 Ondulada 10 10 8 8 8 8 Montanhosa 10 10 8 8 8 8 FONTE: Pimenta e Oliveira (2004, p. 56). Na Figura 19 é visto os trechos em que se inicia e finda a superelevação no encontro entre uma curva circular e uma tangente de uma via. Para começarmos a distribuição da superelevação na curva simples, precisamos separá-la em alguns trechos. Para isso, iremos arbitrar P como sendo a estaca de início da superelevação da curva horizontal simples e P’, a estaca de fim. Arbitraremos também os pontos A e B como sendo as estacas de início e fim da superelevação máxima recomendada, respectivamente. FIGURA 19 – ESQUEMA DE UMA CURVA COM SUPERELEVAÇÃO FONTE: Pinto (1998, p. 224) TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 105 2.9 SUPERLARGURA As normas, manuais ou recomendações de projeto geométrico estabelecem as larguras mínimas de faixa de trânsito a adotar para as diferentes classes de projeto, levando em consideração aspectos de ordem prática, tais como as larguras máximas dos veículos de projeto e as respectivas velocidades diretrizes para o projeto. As larguras de faixas de trânsito são fixadas com folgas suficientes em relação à largura máxima dos veículos, de modo a permitir não apenas a acomodação estática desses veículos, mas também suas variações de posicionamento em relação às trajetórias longitudinais, quando trafegam nas faixas, nas velocidades usuais (BUDNY, 2019). Na Figura 20 vemos a representação de uma superlargura em uma via. FIGURA 20 – SUPERLARGURA EM RODOVIAS FONTE: Adaptado de Budny (2019, p. 36) ATIVIDADE Em uma rodovia de Classe I, temos e max = 8%, V = 100 km/h. Se uma curva nesta rodovia tem raio de 600 m, calcular a superelevação a ser adotada, conforme o DNER. R.: V = 100 km/h f max = 0,13 UNI 106 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Dessa forma, o cálculo da superlargura pela fórmula de Voshell-Pallazo é descrita pela equação EQ. 1.12: Em que: S = Superlargura (m) N = número de faixas de tráfego de uma pista R = raio de curvatura do eixo da pista (m) V = velocidade diretriz (km/h) b = distância entre os eixos da parte rígida do veículo (m), geralmente igual a 6 Deve-se levar em conta que os cálculos devem ser múltiplos de 0,20 m e que devem ser no mínimo 0,40 m conforme norma do DNIT. Abaixo deste valor não resulta em efeito práticos relevantes. A AASHTO adota limite inferior de 0,60 m e sugere dispensa de superlargura para curvas com raios superiores a 250 m e com largura normal de faixa de 3,6 m. 3 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DE CURVA, SUPERELEVAÇÃO E SUPERLARGURA Este roteiro tem como intuito auxiliá-lo a realizar os dimensionamentos de curva, superelevação e superlargura de um traçado rodoviário. 1. Considere um trecho de um projeto de rodovia em que é necessário realizar o desenho de uma curva entre duas tangentes, conforme visto na Figura 21. Como especificações, temos: • Um terreno ondulado devido às inclinações estarem entre 8% e 20%. • Rodovia de projeto classe II, com velocidade diretriz de 70 km/h. •Raio de curva adotado de 200 metros. • Ângulo central de 51°24’20’’. (EQ. 1.12) TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 107 FIGURA 21 – TRECHO PARA DESENVOLVIMENTO DE UMA CURVA PARA O ROTEIRO FONTE: O autor (2020) Calcular o desenvolvimento da curva, utilizando a equação 1.13: Calcular o grau da curva que compreende uma corda de um dado comprimento, conforme a equação 1.14: Calcular a deflexão por metro (dm) do trecho, utilizando a seguinte fórmula apresentada na EQ. 1.15: (EQ. 1.13) (EQ. 1.14) (EQ. 1.15) Ao substituir os valores temos o valor de desenvolvimento de: Em seguida obtemos o grau da curva: DICAS 108 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Após calculamos a deflexão por metro (dm) do trecho: Em projeto, esta deflexão auxilia na identificação da posição em que as estacas iniciam e terminam em relação às tangentes, facilitando as locações em obra. 2. A seguir, calcular a superelevação da curva para diminuir o efeito da força lateral (força centrífuga). Este cálculo é considerado em função da velocidade diretriz (V), do coeficiente de atrito transversal (f) obtido através da Tabela 10 e também do raio de curvatura (R), conforme visto na equação 1.16: TABELA 10 – VALORES DE COEFICIENTE DE ATRITO TRANSVERSAL ENTRE PNEU/PAVIMENTO PARA VELOCIDADES DE PROJETO V(km/h) 30 40 50 60 70 80 90 100 120 f 0,20 0,18 0,16 0,15 0,15 0,14 0,14 0,13 0,11 FONTE: Fontes (1995, p. 34) Calcular também os valores de superelevação mínimos e máximos no qual necessita para o início e fim da superelevação. Adotar os critérios máximos conforme a Tabela 11 e Tabela 12 e Tabela 13. TABELA 11 – VALORES DE CRITÉRIO DO MÁXIMO CRESCIMENTO DA ACELERAÇÃO CENTRÍFUGA V(km/h) 40 50 60 70 80 90 100 Lmin (m) 1200/R 2550/R 4800/R 8450/R 14070/R 22650/R 35730/R FONTE: Fontes (1995, p. 36) TABELA 12 – VALORES DE R PARA MÁXIMA RAMPA DE SUPERELEVAÇÃO ADMISSÍVEL V(km/h) 40 50 60 70 80 90 ≥ 100 r(%) 0,73 0,65 0,59 0,54 0,50 0,47 0,43 FONTE: Fontes (1995, p.36) (EQ. 1.16) TÓPICO 2 — PRÁTICA 6: ELEMENTOS DE PROJETOS 109 TABELA 13 – VALORES DE CRITÉRIO DO MÍNIMO CRESCIMENTO DA ACELERAÇÃO CENTRÍFUGA V(km/h) 40 50 60 70 80 90 100 Lmin (m) 30 30 30 40 40 50 50 FONTE: Fontes (1995, p.36) Por fim, deve-se calcular o critério de tempo de percurso. Utilizamos a equação 1.17: Lmax = 2,2.V Para o cálculo do efeito da superelevação, temos: Para uma melhor realização em projeto, adota-se um valor de superelevação de 4,5%. Para calcular o critério do máximo crescimento da aceleração temos: Para o cálculo do critério da máxima rampa de superelevação admissível, temos: Para o cálculo do critério do tempo de percurso, temos: Lmax = 2,2.70 = 154 m Portanto, analisando os parâmetros encontrados para Lmin e Lmax, o intervalo para o início da superelevação será o maior valor mínimo e menor valor máximo, sendo: Lmin = 42,25 m e Lmax = 154 m. 3. Por fim, calcula-se a superlargura a fim de melhorar as condições de segurança do tráfego. A superlargura é o alargamento das faixas de rolamento em trechos curvos de uma rodovia. Para isso é utilizado a equação 1.18: (EQ.1.17) (EQ. 1.18) 110 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Onde: n é o número de faixas adicionais b é a largura da via Como o projeto terá faixa adicional no lado esquerdo da rodovia, teremos dois valores de superlargura: Lado sem faixa adicional: Como deve ser múltiplo de 0,2 m, adotamos S = 0,6 m Lado com faixa adicional: Como deve ser múltiplo de 0,2 m, adotamos S = 0,8 m. A representação final da curva será apresentada conforme visto na Figura 22. FIGURA 22 – REPRESENTAÇÃO DA CURVA DO PROJETO FONTE: O autor (2020) 111 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • É realizado curvas entre duas tangentes em um projeto geométrico. • São calculados os valores de superelevação de uma estrada. • São realizados cálculos de superlargura da estrada. • As concordâncias de transição são espaços necessários para a realização de um afastamento entre a curva e a tangente da rodovia. 112 1 O projeto geométrico é a fase que estuda as diversas características geométricas do traçado em função das leis do movimento, características de operação dos veículos, reação dos motoristas, segurança e eficiência das estradas e volume de tráfego. Em relação ao projeto geométrico de uma rodovia, analise as afirmativas a seguir: I- Superelevação é a inclinação transversal da pista nas curvas horizontais, para compensar o efeito da força centrífuga sobre os veículos. II- Os pontos notáveis de uma curva horizontal circular simples são o PCV (início da curva) e o PTV (término da curva). III- Uma nota de serviço pode ser descrita como o conjunto de dados destinados a definir, em planta, o desenvolvimento do pavimento. IV- A largura adicional dada à pista nos trechos em curva de modo a assegurar ao tráfego condições de segurança e comodidade é denominada de superlargura. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Estão corretas as afirmativas II e III. b) ( ) Estão corretas as afirmativas I, II e III. c) ( ) Estão corretas as afirmativas I e IV. d) ( ) Estão corretas as afirmativas III e IV. e) ( ) Estão corretas as afirmativas I, II e IV. 2 Durante o projeto de uma rodovia classe II, verificou-se que a rampa máxima deveria ser igual a 6%. Entre as estacas 27 + 0,00 m e 32 + 17,00 m será implantada uma rampa ascendente. Sabendo que a cota do greide na estaca 27 + 0,00 m é igual a 120 m, a cota máxima na estaca 32 + 17,00 m deverá ser, em metros, igual a: a) ( ) 127,20 m b) ( ) 112,98 m c) ( ) 126,00 m d) ( ) 124,20 m e) ( ) 137,20 m 3 No projeto geométrico de uma rodovia, para concordar duas rampas com declividades igual a 5% e -3%, deve-se utilizar uma curva: a) ( ) Circular convexa. b) ( ) Parabólica côncava. c) ( ) Circular com transição. d) ( ) Parabólica convexa. e) ( ) Circular côncava. AUTOATIVIDADE 113 4 Quando em projetos as curvas de uma rodovia devem ser bem calculadas para que não haja problemas na condução do veículo pelo usuário. Qual a função de superelevação nas construções de curvas das rodovias? 5 Superlargura é o acréscimo da largura da pista em trechos de curva com o objetivo de melhor as condições de conforto e segurança de uma estrada, principalmente quando estamos tratando de veículos de grande porte, como os caminhões. Por que não podemos utilizar superlarguras com valores abaixo de 0,4 m? 114 115 UNIDADE 2 1 INTRODUÇÃO Este tópico abordará a definição do preparo das áreas de implementação de estradas, sendo apresentados os materiais, equipamentos e condicionantes ambientais e de controle de qualidade para a realização dos serviços de terraplenagem. Para a execução de um bom projeto de terraplenagem, é necessário conhecer os volumes de corte e aterro necessários para a execução da obra rodoviária, com o intuito de minimizar os gastos com movimentação de terra e se possível reutilizar os volumes de terra em corte para aterro. Os objetivos são fixar os conhecimentos para as condições mínimas exigíveis para a viabilização de execução das obras destinadas a implementação de uma rodovia. Serão envolvidos os serviços de exame do projeto de engenharia, execução dos estudos técnicos e serviços topográficos e execução e serviços preliminares de terraplenagem propriamente dito. 2 SERVIÇOS PRELIMINARES Todos os serviços preliminares de terraplenagem são devidamente especificados através da norma DNIT 104 (BRASIL, 2009). Os serviços preliminares de terraplenagem inicial com as operações de preparação das áreas destinadas à implementação do corpo estradal e áreas de empréstimo. Inicialmente ocorre a remoção de material vegetal, como árvores, arbustos, tocos, raízes, assim como pedras e matacões, ou de entulhos, como: linhas de energia, cercas, plantações e açudes. O processo de desmatamento consiste no corte e remoção de todo tipo de vegetação, seguido da limpeza da área destinada à execução da rodovia. Alimpeza é realizada através da remoção das raízes e tocos da vegetação do local, assim como a camada de solo orgânico. O empréstimo é realizado através de uma área indicada no projeto, próxima a execução do projeto rodoviário (previamente identificado através das medições topográficas). São realizadas escavações nestas áreas para transporte até a plataforma da rodovia que necessita ser aterrada. TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 116 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Nas medições topográficas também são identificadas as ocorrências de jazidas de solos ou rochas potenciais de utilização na execução das camadas do pavimento ou até mesmo nas obras-de-arte necessárias para o projeto. Os off-sets são as linhas de estacas demarcadoras da área de execução dos serviços. As etapas para a execução dos estudos técnicos e de serviços topográficos envolvem as seguintes tarefas: 1. Conferir os levantamentos de seções transversais para elaborar diariamente anotações dos serviços de terraplenagem, onde constará os volumes de material movimentado. Deve-se verificar as condições nos segmentos de cortes e aterros, sendo estes previstos em projeto para deslocamento de material para empréstimos ou bota-foras (distribuição das massas). 2. Verificar nos projetos de engenharia as condições de amarração dos pontos dos elementos de planimetria e de altimetria do projeto geométrico, assim como as referências de nível (RN). 3. Conferir as condições das áreas de empréstimo previstas no projeto topográfico (identificando as condições dos materiais). Deve-se realizar a locação da área em uma rede ortogonal, dividindo as áreas em retângulos de dimensões constantes, apoiada no mínimo em uma linha de referência. Caso a área selecionada não seja suficiente, é necessário realizar nova locação. 4. Realizar locação do eixo da rodovia, o procedimento consiste em piqueteamento e estaqueamento (afastados entre estacas, ordinariamente de 20 m nas tangentes e de 10 m nos trechos de curva). 5. Apontar os serviços de terraplanagem envolvendo a materialização dos “off-sets” e das bordas da plataforma da rodovia com as alturas a serem alcançadas (necessidade de cortes ou aterros dos determinados pontos medidos). 6. Elaboração de quadros de localização e distribuição de materiais para terraplenagem. Registrando separadamente todos os parâmetros referidos aos instrumentos para o segmento cuja execução das obras de terraplenagem esteja programada para os três primeiros meses, de acordo com um plano de obras e diagrama de espaço x tempo (organização da disposição do maquinário e dos serviços a serem executados). Os itens de maior custo na execução da terraplenagem são: escavação, medida em m³, transporte, medido em m³.km e a compactação, medida em m³ de aterro pronto. O custo da terraplenagem irá variar de acordo com o tipo de terreno a ser trabalhado, sendo maior o custo em presença de terrenos montanhosos ou ondulados (PIMENTA e OLIVEIRA, 2004). Para a realização das seções transversais, existem três possibilidades de movimentação de terra: seções em corte, seções em aterro e seções mistas (parte em corte e em aterro). A Figura 23 apresenta um exemplo de seção transversal em corte (nível da plataforma rodoviária está abaixo do nível do terreno). TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 117 FIGURA 23 – SEÇÃO TRANSVERSAL EM CORTE FONTE: Adaptado de Pimenta e Oliveira (2004) O método mais comum e prático para a obtenção dos cálculos de área das movimentações de terra ocorre através da divisão em figuras geométricas, dividindo- se as seções em diversos trapézios, calculando a área de cada um e somando-os ao final. Este processo pode ser um pouco trabalhoso quando realizado a mão, no entanto, existe a possibilidade de execução através de softwares, no mercado. O cálculo da medição dos volumes é feito entre dois perfis de seção consecutivas. Se ambas seções forem de corte, obtemos um volume de corte, o mesmo ocorre se forem seções de aterro. Caso seja uma seção mista haverá uma parcela de volume de corte e outra de volume de aterro no mesmo segmento, calculadas separadamente. O volume é calculado multiplicando a média de área de cada tipo de volume pela distância entre as seções. Se a seção for mista, multiplicamos a média das áreas de cada tipo de volume pela distância entre as seções, portanto, se tivermos uma seção mista e outra só de corte, o volume de aterro será metade da área da primeira seção vezes a distância entre seções (BRASIL, 2010). Sempre que possível o material utilizado no corte deve ser utilizado para aterro para evitar desperdício de solo, economizando tempo e material de empréstimo. Para este serviço damos o nome de compensação de volumes ou compensação longitudinal de volumes. Quando há seções mistas o solo de corte pode ser reaproveitado no mesmo local para aterro, para esta compensação damos o nome de compensação transversal ou compensação lateral (PIMENTA e OLIVEIRA, 2004). O material de corte não deve ser utilizado quando: • O solo escavado for proveniente de rocha. • O solo estiver saturado (brejoso). Após a colocação do solo para aterro, é necessário a realização de compactação do solo a fim de atingir densidade suficiente para a estabilidade do aterro, ou seja, redução do volume do solo escavado. Para este processo denominamos redução a diferença relativa entre o volume natural do corte (Vn). Para o volume do mesmo material depois de compactado no aterro chamamos de volume reduzido (Vr). O cálculo utilizado para a redução é provido pela equação 1.19: (EQ. 1.19) 118 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Para conhecer estes valores de redução é necessário a realização de ensaios do solo em laboratório, no entanto, para simplificar os valores em campo pode-se adotar nos casos mais comuns os valores entre 1,05 e 1,20. A distância econômica de transporte é a distância crítica, para que o custo da compensação longitudinal seja igual ao custo do bota-fora mais o custo do empréstimo. Por exemplo, se o custo de escavação for de 2,5 R$/m³, o custo do transporte 1,3 R$/ (m³.km) e as distâncias médias de bota-fora e de empréstimo 0,2 km e 0,3 km, respectivamente, a distância econômica de transporte (det ) será a EQ. 1.20: Em que: dbf = distância de bota fora (km) demp = distância média para empréstimo (km) Ce = Custo da escavação ($/m³) Ct = custo do transporte ($/m³/km) Portanto, para o exemplo temos: det = 0,2 + 0,3 + 2,6 q1,3 = 2,5 km (EQ. 1.20) 3 ROTEIRO: MEDIÇÃO DE CORTE E ATERRO DE TERRAPLENAGEM Neste roteiro você aprenderá a realizar informes referentes aos equipamentos necessários para a execução das etapas de terraplenagem de uma obra de rede viária. O objetivo desta atividade é familiarizá-lo com o maquinário necessário para cada parte de execução em obra. 1. Realizar um relatório indicando os equipamentos necessários com especificações de suas capacidades para a realização da terraplanagem e movimentação de terra de uma obra rodoviária. É sugerido buscar um terreno com presença de desnível para identificar os conceitos de corte e aterro necessários para a realização de uma obra de terraplenagem. Aprenda a visualizar uma vista de perfil e volumes de corte e aterro de um perfil longitudinal em greide no AutoCad. Acesse: https://www.youtube.com/watch?v=bCHju30Ot- g&ab_channel=AprendacomoColucci DICAS TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 119 A - Equipamentos para escavação, carga e transporte de material para primeira, segunda e terceira categoria: CAMINHÃO BASCULANTE (CAPACIDADE DE 14M³) CARREGADEIRA DE PNEUS (CAPACIDADE DE 3,3M³) TRATOR DE ESTEIRA COM LÂMINA ESCAVADEIRA HIDRÁULICA COM CAÇAMBA (CAPACIDADE 1,5M³) CAMINHÃO BASCULANTE PARA ROCHAS (CAPACIDADE DE 12M³) COMPRESSOR DE AR PORTÁTIL DE 124 PCM MARTELETE PERFURADOR/ ROMPEDOR A AR COMPRIMIDO DE 25KG PERFURATRIZ SOBRE ESTEIRAS B - Equipamentos para compactação de aterros a 100% do Proctor normal: CAMINHÃO TANQUE (CAPACIDADEDE 10.000 LITROS) GRADE DE 24 DISCOS REBOCÁVEL DE 24º MOTONIVELADORA ROLO COMPACTADOR PÉ DE CARNEIRO TRATOR AGRÍCOLA 2. Para calcular a compensação longitudinal dos volumes, utiliza-se o esquema apresentado na Tabela 14. As áreas de corte apresentam sinal negativo e de corte positivo. TABELA 14 – CÁLCULO DE TERRAPLENAGEM – PARA COEFICIENTES DE REDUÇÃO = 1,20. Estaca Off-set esq. Off-set dir. Áreas Volumes Compe. Trans. Comp. Long. Volume acumuladoDist. Cota Dist. Cota Co. At. Co. At. Cor. 0 Menor valor entre Vco. e V.at. Diferença entre Vco. e Vat. Somatório de Comp. Long. 1 (+) corte 2 (-) aterro 3 4 5 Co. Corte; At. Aterro; Cor. correção FONTE: O Autor (2020) Dado o trecho de estrada da figura abaixo e suas seções transversais, determine as quantidades de escavação, volume de aterro compactado e o momento total de transporte. Considerar Fh =1,1 e DMT para empréstimo e/ou bota-fora=10,2 dam (FILHO, 1998). 120 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS FIGURA 24 – PERFIL E PERFIL LATERAL PARA CADA ESTACA TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 121 FONTE: Filho (1998, p. 95). Solução: Estaca 0: Ac = 7 * 2,90/ 2 = 10,15 m² Aa = Aa = 7 * 4,9 / 2 = 17,15 m² Estaca 1: Ac = 11 *5/2 = 27,5 m² Aa = 3 *4/2 = 6,0 m³ Estaca 2: Ac = 7*8,8/2 + 4,1*15,8/2 + 4,1*8,1/2 + 7*1,1/2 = 83,645m² Estaca 3: Ac = 7*4,8/2 + 3,8*11,8/2 + 3,8*9,5/2 + 7*2,5/2 = 66,02 m² Estaca 4: Ac = 11.5 *6,2/2 = 35,65 m² Aa = 2,5 *2,6/2 = 3,25 m² Estaca 4+8,6: Ac = 7*2,6/2 = 9,1 m² Aa = 7*3,7/2 = 12,95 m² Estaca 5: Aa = 1,15*7/2 + 3,6*8,15/2 + 3,6*14/2 + 7*7/2 = 68,395 m² Estaca 6: Aa = 7*3/2 + 4*10/2 + 4*11,45/2 + 7*4,45/2 = 68,796 m² Estaca 7: Aa = 7 * 6,7/2 + 5,05 *13,7/2 + 5,05*11,2/2 + 7*4,2/2 = 101,023 m² Estaca 8: Aa = 7*5,6/2 + 2,1*12,6/2 + 2,1*7,7/2 + 7*0,7/2 = 43,365 m² Estaca 9: Ac = 5*2,5/2 = 6,25 m² Aa = 9*5,7/2 = 25,65 m² Estaca 10: Ac = 7*0,8/2 = 2,8 m² Aa = 7*0,75/2 = 2,625 m² 122 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS TABELA 15 – CÁLCULOS DE TERRAPLENAGEM DO ROTEIRO FONTE: Pinto (1998, p. 95) FIGURA 25 – DIAGRAMA DE MASSAS FONTE: Filho (1998, p. 97) a) Volume de escavação = Vcorte + Vcorte para empréstimo + ∑Vcompensação lateral Vescavação = (6.260,70–2.500) + (2.500–76,68) + 571,97 = 6.755,99 m³ b) Volume de aterro compactado = Volume de escavação = 6.755,99 m³ c) Momento Total de Transporte: MT = (6.260,70 – 2.500)*7 + (2.500 – 76,68)*10,2 = 51.042,764 m³ *dam TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 123 APLICAÇÃO DO CONCEITO BIM PARA PROJETOS RODOVIÁRIOS Bárbara do Prado Soares (1) Fabiana Ferreira de Freitas (2) Lúcio de Souza Campos Neto (3) 1 INTRODUÇÃO O transporte está relacionado ao desenvolvimento da civilização moderna por meio da integração do funcionamento da sociedade, além de servir como instrumento básico para o desenvolvimento econômico de uma região, viabilizando trocas de mercadorias entre as regiões produtoras e consumidoras (RODRIGUES, 2007). Em uma nação desenvolvida, o transporte tem papel importante na criação de alto nível de atividade na economia (BALLOU, 2009). As cadeias de abastecimento, constituídas de diferentes modais de transporte, competem entre si, seja para movimentar produtos finais, matérias-primas, componentes ou pessoas (BERTAGLIA, 2009). No século XX, a criação do Sistema de Estradas Interestadual causou um grande impacto sobre o transporte de passageiros e de carga, devido também à introdução das primeiras fábricas automobilísticas no Brasil, que causaram um aumento na utilização de transporte no modal rodoviário (HOEL et al., 2011). A evolução das estradas de rodagem foi determinada pela necessidade de deslocamentos periódicos que requisitava a construção de caminhos ou estradas que dessem passagem o ano inteiro, ocasionando a necessidade de revestir e, posteriormente, pavimentar. Com isso, técnicas de projetos foram surgindo. O conceito de projeto está ligado a um conjunto de normas e disposições que atendam a uma geometria conveniente, resultando em dados adequados à topografia da região e à demanda de tráfego por um determinado período (SENÇO, 2008). Atualmente, o modal rodoviário é o mais utilizado no Brasil, transportando mais de 60% do volume de cargas, por ser o mais independente dos transportes. Como consequência, maiores investimentos em infraestrutura são feitos com a intenção de tornar o meio de transporte rodoviário mais competitivo, por meio da privatização das rodovias (BERTAGLIA, 2009). LEITURA COMPLEMENTAR (1) Graduanda em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Izabela Hendrix (CEUNIH), barbara_ soares6@yahoo.com.br (2) Graduanda em Engenharia Civil pelo Centro Universitário Izabela Hendrix (CEUNIH), fabyana. freitas88@gmail.com (3) Mestre em Economia de Empresas, docente do Centro Universitário Metodista Izabela Hendrix (CEUNIH), lucio.campos@izabelahendrix.edu.br 124 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Ao longo do tempo, novas tecnologias surgem no cenário de projetos, a exemplo da Modelagem da Informação da Construção BIM, que tem como premissa alinhar o fluxo de informação entre as diversas fases da construção, contendo informações de todas as etapas previstas (CAMPESTRINI et al., 2015). Entende-se que explorar a tecnologia BIM, que ainda é pouco utilizada e conhecida no Brasil, é uma aposta que pode gerar grandes avanços para o setor da construção no país, especialmente em projetos rodoviários, visto que já existe uma exigência da utilização da Modelagem da Informação da Construção em projetos rodoviários do estado de Santa Catarina e como consequência deve passar ser utilizada por outros estados. Torna-se importante então, estudar a utilização da plataforma BIM, que propõe melhorias para projetos rodoviários através da compatibilização dos projetos envolvidos nos mesmos, comunicação entre as partes envolvidas, previsão de erros através de simulações, redução de tempo de execução e previsão e solução de problemas antes de chegar ao canteiro de obras. Os estudos apresentados neste artigo visam avaliar as vantagens da utilização da tecnologia BIM aplicada a projetos rodoviários, através de dados coletados na empresa XYZ Engenharia, para propor a maior utilização deste conceito em empresas do ramo. Além disso, os estudos irão mostrar se há benefícios relacionados a prazo, custo, interação de profissionais e melhorias na elaboração de projetos através da utilização desta plataforma, mas tendo como premissa que seu custo de implantação pode ser visto como uma barreira para algumas empresas e profissionais. 2 INFRAESTRUTURA DE TRANSPORTE O transporte é definido como movimento de pessoas e bens para atender às necessidades da sociedade e gerar desenvolvimento. Ele foi um instrumento que influenciou positivamente ganhos na economia, acessibilidade de pessoas e bens, e também gerou economia de tempo, segundo Hoel et al. (2011). De acordo com Ballou (2009), o transporte tem papel importante na criação de alto nível de atividades na economia de um país, contribuindo para o seu desenvolvimento. Porém o Brasil ainda investe pouco em infraestrutura, mesmo o transporte sendo fundamental na competitividade entre as nações. 2.1 Tipos de transporte Segundo a FIESP (2011), os transportes de cargas possuem cinco modais, cada um com custos e características operacionais próprias, que os tornam mais adequados para certos tipos de operações e produtos. Todas as modalidades têm suas vantagens e desvantagens. Dentre esses modais estão o transporte aéreo, ferroviário, aquaviário, dutoviário e rodoviário. TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 125 2.2 Infraestrutura de transporte rodoviário Segundo Hoel et al. (2011), em 1808, Albert Gallatin impulsionou a construção da primeira rodovia nacional americana (Cumberland Road). Durante o século XX houve a revolução dos transportes nos Estados Unidos, que ocorreu devido à invenção do automóvel e ao desenvolvimento de técnicas de produção em série. No decorrerdo século XX, essa demanda de automóveis aumentou, gerando grande uso das estradas rodoviárias, que resultou na criação do Sistema de Estradas Interestadual. De acordo com Senço (2008), o ramo dos transportes no Brasil foi influenciado por fatos importantes da história universal, principalmente pelas guerras do século XX, contribuindo para a evolução do transporte rodoviário. O impulso definitivo foi dado na segunda metade do século passado, com a implantação da indústria automobilística. Em 1926 começou a construção da primeira rodovia brasileira pavimentada, Rio-São Paulo, que foi a única até 1940. Após 1950, foi criado o Fundo Rodoviário Nacional, que garantiu recursos para a construção, pavimentação e conservação de rodovias. Já em meados de 1970, foi concluída a conexão rodoviária entre todas as regiões brasileiras (RODRIGUES, 2007). Hijjar (2011) afirma que o transporte rodoviário é o principal meio para o deslocamento de cargas dentro do Brasil. Embora o Governo Federal venha aumentando os investimentos nos outros modais, o rodoviário ainda é responsável por quase 63% do TKU (toneladas por quilômetro útil) movimentado no país. 2.3 Tecnologia da informação Com os avanços tecnológicos ocorridos nos últimos anos, atualmente existe um leque de ferramentas de informática que permitem uma eficiente gestão de dados e partilha de informações no decurso de um projeto de construção. Entretanto, estas ferramentas têm uma difícil integração na indústria da Construção Civil, tendo-se verificado que só são adotadas pela maioria das empresas quando se encontram bastante consolidadas no mercado, afirma Lázaro (2010). Paradoxalmente, a penetração da tecnologia da informação na indústria da construção ainda é pequena em relação a outros setores. Isso se dá, em grande parte, devido a um conjunto de barreiras ligadas aos profissionais que atuam na área, aos seus processos longamente estabelecidos, às características do próprio setor e a deficiências da tecnologia (NASCIMENTO; SANTOS, 2002). O BIM surge como uma ferramenta para analisar e facilitar o acesso a essas inovações. É preciso que as construtoras estejam sempre evoluindo técnicas e hábitos dos seus colaboradores, de acordo com Campestrini et al. (2015). 126 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 2.4 BIM A Modelagem da Informação da Construção - BIM (Building Information Modeling), é um modelo promissor relacionado à arquitetura, engenharia e construção. Ele incorpora muitas funções que modelam a vida de uma edificação, facilitando o processo de projeto e construção e resultando em construções de melhor qualidade, realizadas com menor custo e prazo, de acordo com (EASTMAN et al., 2014). BIM também tem a finalidade de abrir caminho para uma comunicação mais fácil e completa entre os vários especialistas envolvidos em um projeto. Com este conceito, todos os envolvidos podem visualizar o modelo de diferentes perspectivas, acrescentar ou modificar informações a tempo real e diversas outras funções sem ter a necessidade de haver contato interpessoal entre profissionais (CARDOSO et al., 2012). O conceito BIM serve de embasamento para as ferramentas que permitem simular o comportamento de uma construção frente a questões climáticas, de segurança, energéticas e de consumo de materiais; permite simular o seu ciclo de vida, seus impactos, interferências e ganhos sociais. As fases de projeto destacam-se por sua importância, possibilitando realizar análises mais acuradas da viabilidade econômica, urbanística, ambiental e social, no curto, médio e longo prazo (MARGOTTI et al., 2014). Campestrini et al. (2015) explica que é complicado definir o quanto se ganha com a utilização do BIM, mas percebe-se uma diminuição de stress e insegurança causados por informações insertas ou recebidas de última hora, além de ganhos em tecnologia desde o início dos projetos, mesmo que seja apenas para a extração de quantitativos ou compatibilização de projetos. Em relação à plataforma BIM para projetos rodoviários, é possível fazer diversas simulações, como qual o pavimento ideal a ser utilizado, fluxo de água da chuva, impactos que possam ser causados na pista, elevações e declives do terreno e até por onde passarão as tubulações de saneamento, rede elétrica e gás (DNIT apud SANTOS, 2013). O Comitê de Obras e Serviços de Santa Catarina publicou um caderno de procedimentos que deverão ser utilizados pelos prestadores de serviços ao Estado para a apresentação de projetos com a Modelagem da Informação da Construção (BIM), bem como demais documentações pertinentes aos projetos elaborados e contratados pelo Estado no âmbito do Poder Executivo (SANTA CATARINA, 2014). 2.5 Projetos rodoviários Segundo Campestrini et al. (2015), na construção civil, projeto é entendido como um conjunto de várias informações, como desenhos de arquitetura, estrutura, fundação, instalações, detalhes executivos, especificação de materiais, dentre outras. A partir dessa informação inicia-se a execução de uma obra. TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 127 Atualmente, o processo de uma construção depende de formas de comunicação baseadas em papel, facilitando a ocorrência de erros, gastos financeiros, atrasos e problemas de atrito. A adoção de novas e melhores práticas comerciais de projeto e execução ainda é lenta e limitada às empresas de grande porte. Muitas vezes é necessário voltar ao papel ou aos desenhos feitos em CAD (Computer-Aided Design) 2D (software) para que todos os membros de uma equipe de empreendimento sejam capazes de se comunicar (EASTMAN et al., 2014). O projeto para construção de uma estrada inicia-se por meio do planejamento de transporte, que tem por objetivo a verificação da demanda de tráfego viário existente na região, determinando as prioridades de conexões necessárias de acordo com o volume de tráfego coletado e projetado em combinação com os dados socioeconômicos da região estudada (FILHO, 1998 apud BRAGA; CAMPOS, 2015). 3 METODOLOGIA Este trabalho foi realizado por meio de um estudo de caso feito na empresa XYZ Engenharia (denominação utilizada para manter seu nome original em sigilo), que atua na área de Engenharia e Projetos, com foco em projetos rodoviários para órgãos públicos e alguns para empresas privadas e faz a utilização da plataforma BIM. O estudo de caso consistiu em levantamentos de dados por meio de entrevistas aos profissionais da empresa XYZ Engenharia, proporcionando resultados para discussão. Essas entrevistas foram realizadas por meio de um questionário aplicado a dez funcionários, dos cargos de desenhista, engenheiros civis, auxiliares de dados técnicos, técnico em estradas e estagiários, atuantes nas áreas de pavimentação, geotecnia, supervisão de obras, drenagem, segurança viária, terraplenagem, geometria e gerenciamento de projetos, onde foram obtidos dados para demonstrar qualitativamente as informações pesquisadas. Após a coleta das informações, os resultados foram avaliados qualitativamente, mostrando as vantagens, desvantagens e o ponto de vista dos entrevistados e, também, a visão da empresa sobre o conceito BIM. 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO Após a análise das informações coletadas na empresa XYZ Engenharia, observa-se que a mesma esteve sempre em busca de maneiras de se atualizar e se destacar no mercado. Dessa forma, ela implantou um software com a tecnologia BIM em meados de 2013 com a intenção de conseguir mais obras e facilitar as alterações de projetos em tempo real, agilizando os trâmites de liberação de documentos em processos licitatórios. Além disso, a XYZ Engenharia foi responsável por apresentar a plataforma BIM ao órgão responsável por projetos rodoviários em Minas Gerais, o DER (Departamento de Estradas de Rodagem). Atualmente não existe nenhum percentual de projetos sendo desenvolvido em BIM, mesmo com a empresa tendo duas licenças do software para trabalhar. Isso se dá porque as licitações e contratos administrativosnão estão em uma boa fase, parece que está tudo errado, afirma Niebuhr (2015). O país se encontra em uma fase escassa de processos licitatórios e com baixos investimentos na área. 128 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS Ainda segundo Niebuhr (2015), os agentes administrativos que trabalham com licitações não criam, não inovam, fazem o mesmo do mesmo. As empresas privadas, que participam das licitações, têm um rosário de reclamações, que passa por insegurança, inadimplemento, falta de medidas efetivas para fazer valer os seus direitos e demora por parte da Administração para providências como medições, reajustes e aditivos. Diante desta situação, percebe-se que a XYZ Engenharia se destaca por ser diferente, sempre buscando inovação, fazendo melhor, com mais eficiência e qualidade. Além disso, na XYZ Engenharia, quando utilizado, o BIM é explorado apenas até a tecnologia 3D, que consiste na consolidação dos projetos da obra em um mesmo ambiente virtual, em três dimensões e com todos os elementos necessários para sua caracterização e posicionamento espacial (MATTOS, 2014). Geralmente a análise de projetos é conferida em softwares com tecnologia 2D e em reuniões de compatibilização entre os profissionais envolvidos nos projetos. A expectativa da empresa é trabalhar somente em BIM, visto que ela desenvolve todas as etapas de um projeto rodoviário (topografia, execução, fiscalização, terraplenagem, infraestrutura, instalações, entre outras), mas essa é uma meta para longo prazo. Segundo Eastman et al. (2014) substituir um ambiente de CAD 2D ou 3D por um sistema BIM envolve mais do que aquisição de software, treinamento e atualização de hardware. O uso efetivo do BIM requer que as mudanças sejam feitas em quase todos os aspectos do negócio das empresas (não somente fazer as mesmas coisas de uma nova maneira). Essas mudanças são vistas como uma dificuldade pelos profissionais entrevistados, podendo ser uma barreira para a implantação ou utilização da tecnologia BIM. Por outro lado, os envolvidos iniciantes podem ser motivados a continuar a busca por novos ganhos em experiências de projetos BIM, devido à facilidade para identificar os ganhos da tecnologia mesmo ainda no início do projeto e, ainda que usando modelos BIM 3D, apenas para extração de quantitativos e compatibilização de projetos (CAMPESTRINI et al., 2015). De acordo com Carezzato e Enoque (2014), para implantação do BIM, deve ocorrer uma mudança de paradigma. Hoje, pelo método tradicional, os esforços das equipes se concentram na fase de Projeto Executivo. Já na metodologia BIM, existe uma antecipação desse pico para as etapas iniciais, considerando a decrescente possibilidade de alterações. Portanto, é importante investir no trabalho e conhecimentos dos profissionais a cerca deste assunto, para alcançar melhores resultados. Em análise aos dados coletados, percebe-se que a maioria dos profissionais entrevistados tem pouco conhecimento sobre o conceito BIM. Apenas três profissionais atuam diretamente com a tecnologia e os demais tem conhecimentos superficiais sobre o assunto. Os softwares utilizados por eles são Power Civil, Auto Cad, Civil 3D, Visual Basic e Topograph. Nenhum dos entrevistados trabalha com a integração de softwares atualmente. Todos eles trabalham com o método convencional, mas alguns demonstram interesse de trabalhar em BIM. Grande parte dos entrevistados acredita que a plataforma BIM facilita a comunicação entre TÓPICO 3 — PRÁTICA 7: TERRAPLENAGEM 129 os profissionais, deixando as incompatibilidades em evidência. E em relação à economia que o conceito BIM pode trazer, foram citados alguns pontos, como: economia no projeto de execução, retrabalho, tempo, margem de erro e impressão. O novo padrão de elaboração de projetos tenta reduzir os custos de retrabalho através da redistribuição dos esforços. Tem-se um esforço inicial maior, porém diminui o alto índice de retrabalho e o custo das alterações nas fases finais (CAREZZATO; ENOQUE, 2014). Observa-se que, mesmo que poucos funcionários da XYZ Engenharia atuem ou conheçam bem as ferramentas em BIM, algumas vantagens e desvantagens da aplicação de BIM para projetos os rodoviários estão apresentados no QUADRO 1. QUADRO 1: VANTAGENS E DESVANTAGENS Vantagens Desvantagens • Envolve todo ciclo de um projeto; • Trabalhar em um único projeto alinhando as etapas, diminuindo margem de erro; • Comunicação entre a equipe; • Economia de tempo; • Economia de retrabalho; • Integração dos projetos; • Compatibilização; • Precisão de quantidades. • Envolve todo ciclo de um projeto; • Trabalhar em um único projeto alinhando as etapas, diminuindo margem de erro; • Comunicação entre a equipe; • Economia de tempo; • Economia de retrabalho; • Integração dos projetos; • Compatibilização; • Precisão de quantidades. • Dificuldade de encontrar profissionais que conhecem e saibam trabalhar com a plataforma; • Dificuldade de implantação, por ser algo novo; • Custo com retorno á longo prazo; • Custo alto para aquisição das licenças. FONTE: Autores Alguns desses profissionais têm a intenção de trabalhar em BIM futuramente, visto que as desvantagens relatadas por eles não são uma barreira invencível, e que as vantagens são mais significativas, como diminuição de retrabalho, de tempo, possibilidade de simulações e alterações em tempo real. Através desse estudo de caso, notou-se que mesmo que alguns profissionais tenham conhecimento superficial sobre BIM, é possível perceber a gama de vantagens que ele traz aos projetos rodoviários, sendo visto como um diferencial pela a empresa. Como a XYZ Engenharia já possui as licenças de software para atuar com BIM, fazendo com que o custo de implantação deixe de ser uma barreira, o ideal seria explorar melhor as tecnologias que este conceito oferece para obter resultados cada vez mais satisfatórios, obtendo excelência em seus projetos. 130 UNIDADE 2 — PROJETO GEOMÉTRICO DE ESTRADAS 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS Este trabalho teve como objetivos propor melhorias para projetos rodoviários por meio da compatibilização dos projetos envolvidos nos mesmos, comunicação entre as partes envolvidas, previsão de erros a partir de simulações, redução de tempo de execução e previsão e solução de problemas antes de chegar ao canteiro de obras. Tais objetivos foram alcançados por meio da análise dos dados dos entrevistados. Como observado, as vantagens apresentadas foram maiores que as desvantagens, reafirmando a hipótese de que há benefícios ao trabalhar em BIM. Porém, a empresa e os profissionais em estudo não exploram todos os benefícios que o BIM propõe. Essas vantagens poderiam ser mais bem alcançadas se outras funções do BIM fossem exploradas, tais como a detecção de conflitos entre os diversos projetos através da função 3D, fazer a ligação ao cronograma da obra, tornando possível acompanhar o avanço físico da construção e ver a obra sendo construída como num filme através da função 4D, agregando a dimensão custo ao modelo 3D, onde cada elemento do projeto passe a ser vinculado a dados de custo e qualquer alteração de dimensão na planta torne possível a atualização do orçamento através da versão 5D, além da utilização do BIM 6D, que permite o gerenciamento do ciclo de vida do empreendimento, permitindo controlar a garantia dos equipamentos, previsões de manutenção, dados de fabricantes e fornecedores, custos de operação, inclusive através de fotos. Disponível em: http://izabelahendrix.edu.br/pesquisa/anais/paginas-de-anais-2017-1079-1092.pdf. Acesso em: 8 dez. 2020. 131 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • Todos os serviços preliminares para a execução de uma obra rodoviária devem ser identificados. • Escolher os equipamentos para a execução dos serviços preliminares são uma etapa importante durante o projeto. • Deve-se calcular os volumes de aterro e corte de um perfil de um projeto de estrada. • É necessário realizara distribuição de massas em uma rodovia. Ficou alguma dúvida? Construímos uma trilha de aprendizagem pensando em facilitar sua compreensão. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. CHAMADA 132 1 Uma determinada seção de rodovia requer a realização de corte no terreno original, o qual deverá ocorrer com as seguintes características: Cota original do terreno: 120,50m Cota do greide da rodovia: 116,00m Declividade do talude de corte: 3 (vertical) : 2 (horizontal) Com base nessas informações e desprezando a espessura das camadas de pavimento, a largura do talude de corte, em cada bordo da seção da estrada, vale: a) ( ) 2,0 m b) ( ) 2,5 m c) ( ) 3,0 m d) ( ) 3,5 m 2 É considerado um item necessário para o cálculo dos valores das horas produtiva e improdutiva dos equipamentos utilizados na construção de estradas: a) ( ) Distância de transporte. b) ( ) Previsão dos dias de chuva. c) ( ) Vida útil. d) ( ) Custo da obra. 3 Um trecho de estrada é estaqueado utilizando o distanciamento padrão de 20m entre estacas, onde o km zero corresponde à estaca zero. Com base nessas informações, responda a próxima questão. As áreas de corte para a construção do leito da estrada entre as estacas 0 e 5 estão indicadas na tabela a seguir: Estaca 0 1 2 3 4 5 Área corte (m²) 20 18 24 21 19 16 O volume total de terra a ser escavado nesse trecho será de: a) ( ) 800 m³ b) ( ) 100 m³ c) ( ) 1200 m³ d) ( ) 1600 m³ e) ( ) 2000 m³ 4 Para a realização de processos de terraplenagem é necessário conhecer os volumes que serão obtidos para corte e aterro na obra. Qual o método mais comum para execução de cálculos de corte e aterro em projetos de rodovia? AUTOATIVIDADE 133 5 Construir uma rodovia envolve diversos processos que vão além do desenho e escolha do terreno. Para a boa execução da construção, é necessário realizar a terraplanagem, que nada mais é do que a preparação do terreno. Qual é a ordem de processos mais custosos para a realização dos processos de terraplenagem em um projeto de estrada? 134 REFERÊNCIAS BARBOSA, K. Drenagem superficial para rodovias. [Notas de aula]. Universidade do Amazonas. Manaus, 2015. BOTELHO, F. J. L.; BARROS, E. O.; COSTA, G. C; MAIA, D. C. Nivelamento geométrico e trigonométrico. Universidade Católica de Pernambuco. Recife, 2016. BRASIL, Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Diretoria Executiva. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Terraplenagem - Serviços preliminares Especificação de serviço. Rio de Janeiro: IPR Publ., 2009. BRASIL, Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Diretoria Executiva. Instituto de Pesquisas Rodoviárias. Manual de implantação básica de rodovia. 3 ed. Rio de Janeiro: IPR Publ., 2010. BUDNY, J. Notas de aula: Projetos de estruturas viárias. Alegrete: UNIPAMPA, 2019. CNT, Anuário CNT do transporte: estatísticas consolidadas 2018. Brasília, 2018. FILHO, G. P. Estradas de Rodagem. Projeto Geométrico. São Carlos: Instituto Americano de Carreteras Brasil, 1998. FONTES, L. C. Engenharia de Estradas - Projeto Geométrico. Bahia: Universidade Federal da Bahia,1995. MODLER, L. E. Projeto de estruturas viárias: introdução. [Notas de aula]. 2012. PIMENTA, C. R. T.; OLIVEIRA, M. P. Projetos Geométricos de Rodovias. 2 ed. São Carlos: RIMA, 2004. PONTES, G. Estradas de rodagem projeto geométrico. [S.I.]: Bidim, 1998. 135 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você será capaz de: • diferenciar e dimensionar pavimentos rígidos e flexíveis; • identificar pavimentos pré-moldados de concreto; • realizar pesquisas de tráfego; • utilizar o software MeDiNa para dimensionamento mecânico-empírico de pavimentos; • identificar e indicar soluções para patologias de pavimentos; • realizar detalhamento de manutenção e orçamentos para realização de um pavimento. Esta unidade está dividida em sete tópicos. No decorrer da unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado na unidade. TÓPICO 1 – PRÁTICA 8: PAVIMENTO RÍGIDO TÓPICO 2 – PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL TÓPICO 3 – PRÁTICA 10: PAVIMENTO COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO TÓPICO 4 – PRÁTICA 11: DEMANDA DE TRÁFEGO TÓPICO 5 – PRÁTICA 12: MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO-EMPÍRICO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS TÓPICO 6 – PRÁTICA 13: PATOLOGIA E MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS TÓPICO 7 – PRÁTICA 14: MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO 136 Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 137 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO A pavimentação de rodovias surgiu como solução ao transporte rodoviário, melhorando o transporte terrestre através da possibilidade de transporte em qualquer época do ano por meio de uma estrada estável. A estrutura em que é construída a estrada varia entre espessuras de subleito, leito e pavimento, de acordo com as solicitações de cargas e sua função. O objetivo da realização de uma pavimentação é melhorar as condições operacionais da via através do conforto, apresentando uma superfície regular, segurança, através da aderência da pista e apresentar uma adequada distribuição de esforços com a maior redução de custos operacionais (manutenção, tempo de viagem, consumo de combustível e escolha adequada dos materiais utilizados). Na Figura 1 vemos a composição da superestrutura de uma rodovia (a) e de uma ferrovia (b), através das presenças de subleito, sub-base, base e revestimento para a rodovia e do subleito, lastro, dormentes e trilhos para uma ferrovia. FIGURA 1 – SUPERESTRUTURA RODOVIÁRIA (A) E FERROVIÁRIA (B) FONTE: Ferreira (2012, p. 6) Nesta unidade, abordaremos as vantagens e o dimensionamento de pavimentos rígidos. Estes pavimentos apresentam como revestimento concretos, compostos principalmente por cimento Portland, que apresentam baixa deformação quando em serviço. Isto reduz as espessuras do leito da rodovia, no entanto, o custo para fabricação do revestimento resulta muitas vezes superior ao de pavimentos flexíveis (concreto betuminoso). TÓPICO 1 — PRÁTICA 8: PAVIMENTO RÍGIDO UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 138 2 ESTRUTURAS DOS PAVIMENTOS A concepção de um pavimento deve ser pensada através do desenvolvimento de sistemas de camadas compactadas que recebem e transmitem esforços. Cada camada deve ser submetida a esforços compatíveis com a sua capacidade, portanto, o subleito deve estar submetido a esforços aliviados (SILVA, 2008). Os pavimentos rígidos são compostos pelas seguintes camadas: Subleito, sub-base, base e revestimento (majoritariamente composta por placas de concreto). Esta composição é melhor exemplificada na Figura 2. As características de cada camada são apresentadas a seguir, conforme Ferreira (2012) e Senço (2007): FIGURA 2 – COMPOSIÇÃO DA SUPERESTRUTURA TÍPICA DE UM PAVIMENTO RÍGIDO FONTE: Ferreira (2012, p. 25) Subleitos (SILVA, 2008): Os esforços são aliviados em sua profundidade. Geralmente se dissipam no primeiro metro. Deve-se ter maior preocupação com seus estratos superiores. Constituído de material natural consolidado e compactado (corte, aterro, eventualmente aterro sobre corte), CBR > 2%. Bases e sub-bases: Aliviam os esforços verticais transmitidos ao subleito. Desempenham importante papel na drenagem subsuperficial do pavimento. As bases são destinadas a resistir aos esforços verticais oriundos do tráfego. Quando a camada de base exigida para distribuir esforços para camadas inferiores é muito espessa, procura-se por razões econômicas, dividi-la em duas camadas, criando assim uma sub-base geralmente de menor custo. Bases e sub-bases podem ser do tipo granulares (solo brita, brita graduada, brita corrida ou macadame hidráulico) ou estabilizados (solo cimento, solo-cal ou solo-betume), as espessuras da camada variam entre 10 cm a 35 cm. ATENCAOTÓPICO 1 — PRÁTICA 8: PAVIMENTO RÍGIDO 139 Dentre os tipos utilizados de pavimentos rígidos temos (FERREIRA, 2012): Concreto compactado com rolo (CCR): é um concreto seco, de consistência dura e com trabalhabilidade tal que se permite receber compactação por rolos compressores. O consumo de cimento é baixo de 80 a 380 kg/m³ (no último caso como revestimento). Concreto de cimento Portland (CCP): placas de concreto de cimento Portland concretadas com barras de transferência. Concreto de alto desempenho (CAD): placas de CAD (concreto com adição de sílica ativa e superfluidificantes) com barras de transferência. Concreto de elevada resistência (CER): placas de CER (Concreto que atinge grande resistência com pouca idade) com barras de transferências. Placas de concreto pré-moldadas (COM): placas de concreto pré-moldadas para rápida substituição de placas em pavimentos de concreto deteriorados. Concreto armado (CAR): pavimento de concreto com armadura em malha a 2/3 da altura da placa. Concreto protendido (CPT): concreto que permite placas de grandes dimensões planas e menores espessuras. 3 TRAÇO E MATERIAIS UTILIZADOS Para cada tipo de camada utilizada na execução de pavimento são utilizados diferentes tipos de materiais. De maneira geral, a composição de materiais para as camadas abaixo do revestimento são as mesmas para pavimentos rígidos e flexíveis, que serão vistos na próxima unidade. Portanto, neste tópico abordaremos de maneira geral as composições utilizadas para qualquer pavimento. É necessário ter base e sub-base nos pavimentos de concreto. Pois há uma ideia equivocada de que a placa de concreto faz o papel de base e revestimento simultaneamente. Revestimento: Placas de concreto compostos por cimento Portland. Distribuem os esforços em áreas mais amplas, reduzindo as espessuras do subleito. Espessura varia entre 50 mm a 90 mm. UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 140 3.1 SUBLEITO Terreno de fundação do pavimento, composto pelo solo local. Geralmente passa por processo de terraplenagem e realizam-se sondagens de até três metros de profundidade a partir de sua superfície para efetivar sua camada. Geralmente, os bulbos de pressões são considerados desprezíveis nesta camada. Realiza-se regularização do subleito para conformá-lo. 3.2 REFORÇO DO SUBLEITO Camada constante construída acima da regularização do subleito, com características superiores ao subleito (maior compactação do solo local ou utilizando um solo com maiores resistências). Tem como função complementar a sub-base. Resiste e distribui os esforços verticais e pode ser considerado como camada suplementar do subleito. Utilizar o reforço do subleito não é uma obrigatoriedade. As espessuras maiores das camadas superiores poderiam aliviar as pressões sobre um subleito fraco. É recomendado a utilização de reforço de subleito por razões econômicas quando o CBR do subleito for inferior a 2%. O material do reforço de subleito deve ser de qualidade superior ao do subleito. Empregar o reforço resulta em camadas de menores espessuras de base e sub- base. Fazer uso de solos de reforço é geralmente menos custoso que camadas granulares/cimentadas utilizadas em base/sub-base. 3.3 SUB-BASES Esta camada complementar da base e deve apresentar características superiores ao material do reforço do subleito. Utiliza misturas de solo com agregados (solo-brita), brita graduada e/ou tratada com cimento, solo estabilizado quimicamente com ligante hidráulico ou asfáltico, para os solos estabilizados quimicamente, de maneira geral, os consumos de agentes aglomerantes são pequenos e menores que nas camadas de base. 3.4 BASES São constituídas basicamente com mesmo material da sub-base, sendo: solo estabilizado naturalmente; misturas de solo e agregados (solo-brita); brita graduada e/ou tratada com cimento; solo estabilizado quimicamente com ligante hidráulico ou asfáltico; e concretos. TÓPICO 1 — PRÁTICA 8: PAVIMENTO RÍGIDO 141 3.5 REVESTIMENTO É também conhecido como capa. Pode-se utilizar diversos materiais para revestimento, desde concretos asfálticos (caso de pavimento flexível) como os concretos de cimento Portland (pavimento rígido). Alguns outros tipos de materiais utilizados para o revestimento são: pedras recortadas justapostas (pavimento Romano), paralelepípedos, blocos pré-moldados de concreto; concreto compactado com rolo, tratamentos superficiais betuminosos; e misturas asfálticas em geral. Para pavimentos flexíveis também são realizadas pinturas de ligação através de emulsões asfálticas e as imprimações impermeabilizantes com asfaltos diluídos. 4 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DE ESPESSURAS DE UM PAVIMENTO RÍGIDO O dimensionamento de um pavimento consiste na determinação das camadas de reforço do subleito, sub-base, base e revestimento, de forma que essas camadas sejam suficientes para resistir, transmitir e distribuir as pressões resultantes da passagem dos veículos a o subleito, sem que o conjunto sofra ruptura, deformações apreciáveis ou desgaste superficial excessivo (SENÇO, 2007). Os métodos chamados teóricos são fundados essencialmente na teoria da elasticidade, descreve como um sólido (ou fluido totalmente confinado) se move e deforma como resposta a forças exteriores. e podem apresentar dificuldades na aplicação decorrentes da determinação de características dos solos, como o módulo de elasticidade, pois, não sendo materiais elásticos perfeitos tem uma deformação residual quando submetidos ao descarregamento após o carregamento numa prova de carga. O ponto de partida geralmente é a expressão deduzida por Boussinesq, que determinou a distribuição de tensões e deformações num semiespaço infinito, contínuo, homogêneo, isotrópico (mesmo comportamento nas três direções do material), linear e elástico (quando submetido a esforços mecânicos, apresenta deformações não-permanentes). As equações de Boussinesq referem-se a uma carga pontual agindo sobre um semiespaço infinito, composto de material ideal, ou seja, perfeitamente elástico e que obedece à lei de Hooke. O conceito de espessura equivalente, estabelecido por Barber e Palmer, permite estender os estudos de Boussinesq e a determinar a espessura necessária de um pavimento. UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 142 O primeiro pavimento realizado no Brasil foi no trecho do caminho do mar (ligação entre São Paulo a Cubatão), no ano de 1925. Os pavimentos rígidos apresentam baixa rigidez à flexão, não sofrendo deformações sem se romper. Para o dimensionamento de pavimentos rígidos, é utilizado concreto de cimento Portland, que necessita de algumas observações quando empregado: No ponto de vista de acessibilidade/sustentabilidade, há um maior atrativo ao utilizar o cimento Portland, produto amplamente produzido no país, ao contrário do betume que utiliza petróleo importando. A rigidez característica do pavimento de concreto distribui a carga dos veículos de maneira mais ampla no subleito e/ou sub-base. Para as mesmas cargas aplicadas de um pavimento flexível, há uma redução de aproximadamente 50%. A pressão aplicada na sub-base de um pavimento rígido é aproximadamente 1/7 da pressão aplicada ao subleito de um pavimento flexível. Como exemplo, vejamos a Figura 3. A distribuição da carga em um pavimento flexível é dada por: FIGURA 3 – DISTRIBUIÇÃO DE PRESSÕES EM UM PAVIMENTO FLEXÍVEL FONTE: Senço (2007, p. 659) Para: Tensão aplicada, q = 7 Kgf/cm² espessura do pavimento, z = 20 cm raio, r = 15 cm Tensão no subleito, σz = 1,3 kgf/cm² σz/q = 0,20 TÓPICO 1 — PRÁTICA 8: PAVIMENTO RÍGIDO 143 A base tem a função de resistir e distribuir esforços verticais; o revestimento tem a função de resistir ao desgaste; e a sub-base tem a função de complementar a base, podendo ou não ter sua função complementada pelo reforço do subleito. Para os pavimentos rígidos, a transmissão ocorre conforme a rigidez obtida pela placa de concreto utilizada através da resistência à deformação pela carga dosveículos, conforme visto na Figura 4. O elevado módulo de elasticidade do concreto tem como função distribuir as cargas do tráfego para áreas maiores. FIGURA 4 – DISTRIBUIÇÃO DE PRESSÕES EM UM PAVIMENTO RÍGIDO FONTE: Senço (2007, p. 670) Com relação ao tempo de vida útil de um pavimento de concreto, os pavimentos nos EUA admitem valores médios de 20 anos, no entanto, existem pavimentos funcionando sob tráfego pesado de até 50 anos. Após o vencimento da vida útil da placa, também é possível revesti-la com betume para que a rodovia continue em serviço. Fazer uso desse pavimento também trazem alguns outros benefícios, como (SENÇO, 2007): Aumento de durabilidade em alterações de temperatura, devido a incorporação de ar na mistura. Apresentam textura granular que oferecem melhor aderência entre o pneu e a superfície de rolamento, reduzindo efeito de hidroplanagem devido chuvas. Maior visibilidade noturna do pavimento devido à coloração mais clara. Um método para calcular as espessuras de pavimento rígido é o da AASHTO (1993) para pavimentos rígidos, no qual se utilizam ábacos para construir e verificar as espessuras e qualidade das camadas de um pavimento. O ábaco (Figura 5) é utilizado da seguinte maneira: UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 144 Escala a: número médio de solicitações equivalentes do eixo de 18.000 libras. Escala b: módulo de ruptura do concreto que vai compor a placa. Escala c: recalque do subleito. Escala d: resultante da ligação dos pontos correspondem às escalas a e b. Escala e: espessura da placa do concreto. FIGURA 5 – ÁBACO DO MÉTODO DA AASHTO PARA PAVIMENTOS RÍGIDOS FONTE: Senço (2007, p. 715) Dosagem do concreto do pavimento: Para definirmos a espessura e as composições utilizadas (traço de cimento Portland, agregados graúdos, agregados miúdos e teor de água) para o pavimento de concreto, vamos considerar o exemplo das seguintes configurações de um concreto para utilizar em um pavimento: fck28 = 340 kgf/cm² Desvio padrão da resistência (Sd) = 45 kgf/cm² coeficiente de student (t) = 0,848 (distribuição de probabilidade estatística, semelhante a curva normal padrão porém com caudas mais largas). Tamanho máximo do agregado graúdo = 19,1 mm Ar incorporado = 3 % Módulo de finura da areia = 3,12 TÓPICO 1 — PRÁTICA 8: PAVIMENTO RÍGIDO 145 Material Massa Específica Aparente (g/cm³) Densidade real (g/cm³) Cimento 1,2 3,1 Brita 1,55 2,8 Areia 1,42 2,5 Água 1 - Para determinar a relação água/cimento temos: fj28 = fc28 + t. Sd = 340 + 0,848 x 45 = 378 kgf/cm² Resistência à compressão obtida aos 28 dias, fj28 = 378 kgm/cm² Para fj28 = 378 kgf/cm² (ábaco a/c da Figura 6) = 0,46 FIGURA 6 – GRÁFICO DE DETERMINAÇÃO DE RELAÇÃO A/C EM FUNÇÃO DA RESISTÊNCIA AOS 28 DIAS DO CONCRETO E CIMENTO FONTE: Rodrigues (1998, p. 25) Determinação do volume – massa – de água: γa = 1 kg/l Condições para tamanho máximo do agregado: ¼ . h ≤ 200/4 = 50 mm 1/3 . h ≤ 200/3 = 66,6 mm Será adotado o tamanho máximo de 19,1 mm Abatimento (slump), para o pavimento temos: Máximo de 8 cm e mínimo de 2 cm (SILVA, 2008). (EQ. 3.1) (EQ. 3.2) UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 146 Com esses dados, pode-se determinar a quantia de água: Para 3% de ar incorporado, abatimento entre 3 e 5 cm e tamanho máximo de 19,1 mm, temos: Volume de água = Massa de água (ma)=165 kg/m³ de concreto. Massa do cimento: mc = ma / a/c = 165/0,46 = 358,7 kg/m³ Volume absoluto de cimento: Vc = mc /Dc = 358,7/3,1 = 115,7 l/m³ Determinação do volume aparente do agregado (Vag): Tendo tamanho máx do agregado = 19,1 mm e MF = 3,12 temos Vag = 588 l/ m³ x 1,1 = 646,8 l/m³ Massa agregado (mag) e volume absoluto de agregado (Gag): Mag = Vag*γag = 646,8 x 1,55 = 1.002,5 kg/m³ Mag = Gag*Dag = 1.002,5/2,8 = 3,58 l/m³ Determinação do volume incorporado: Adotando 3% = Var = 0,03 x 1.000 = 30 l/m³ Determinação do volume absoluto da areia (VA) e massa da areia (MA): VA = 1.000 – (Vc +Va + Vag + Var) = 1.000 – (115,7 + 165 + 358 + 30) = 331,3 l/m³ MA = 331,3 x 2,5 = 827,5 kg/m³ Resumo da dosagem: Material Massa (kg/m³) Volume absoluto (l/m³) Cimento 358,7 115,7 Água 165 165 Brita 1.002,5 358 Ar - 30 Areia 827,5 331,3 Total 2353,7 1000 (EQ. 3.3) (EQ. 3.4) (EQ. 3.5) (EQ. 3.7) (EQ. 3.8) (EQ. 3.9) (EQ. 3.6) 147 Neste tópico, você aprendeu que: • Revestimento, base, sub-base e pavimento são as estruturas de um pavimento. • Materiais são utilizados para cada uma das estruturas do pavimento, sendo: solo brita, brita graduada, brita corrida ou macadame hidráulico, solo cimento, solo-cal ou solo-betume. • Os procedimentos para determinação de dimensionamento das espessuras de pavimentos rígidos podem ser realizados pelo método AASHTO/93. • É possível dosar o concreto para pavimento rígido, obtendo as relações de traço de cimento Portland, agregados e relação água/cimento para uma adequada resistência (Fck). RESUMO DO TÓPICO 1 148 1 Ao comparar os Pavimentos Rígidos e Flexíveis, conclui-se que os dois tipos de pavimentos são viáveis para a implantação nas estradas brasileiras, sendo o Pavimento Rígido o mais propício a estradas com maior intensidade de carga, porém, isso não é uma regra única para a pavimentação, visto que os pavimentos são escolhidos não só pelo aspecto econômico, mas pelas características e a cultura do local, sobretudo, pelos diferentes tipos de solo e situações climáticas. De acordo com o tipo de pavimento e sua característica correspondente, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Pavimento Flexível - tem estrutura mais delgada, visto que sua base tem menos espessura. b) ( ) Pavimento Rígido - é fortemente afetado pelos produtos químicos, óleos, graxas e combustíveis. c) ( ) Pavimento Rígido - tem estrutura mais espessa, com maior escavação, movimento de terra e camadas múltiplas. d) ( ) Pavimento Rígido - tem pouca necessidade de manutenção e conservação, mantendo o fluxo de veículos sem interrupções. e) ( ) Pavimento Flexível - tem baixo índice de porosidade, dificultando a aderência das demarcações viárias. Apresenta vida útil de 40 anos. 2 Os movimentos mais importantes das placas de concreto são os: a) ( ) Verticais. b) ( ) Horizontais. c) ( ) Transversais. d) ( ) Uniformes. e) ( ) Perpendiculares. 3 O que é pavimento e quais as suas funções? 4 Quais as camadas constituintes dos pavimentos e qual a função de cada uma? 5 Assinale a alternativa que preenche as lacunas abaixo CORRETAMENTE: No dimensionamento de pavimentos rígidos, a resistência à _______________ é o fator principal a ser considerado. Ademais, esse tipo de pavimento tem ________ ductibilidade e _______________ grandes flexões. a) ( ) tração - alta - não suporta b) ( ) compressão - alta - não suporta c) ( ) tração - baixa - não suporta d) ( ) compressão - baixa - suporta e) ( ) tração - alta - não suporta AUTOATIVIDADE 149 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO Como visto no tópico anterior, os pavimentos necessitam ser compostos por materiais aglutinantes dispostas de maneira a evitar sua movimentação horizontal. Anteriormente, foram vistas informações referentes aos pavimentos com baixa deformação (pavimentos rígidos), já neste tópico abordaremos os pavimentos flexíveis (revestimento betuminoso). Os revestimentos asfálticos são muitas vezes subdivididos em duas ou mais camadas por razões técnicas e de custo, sendo elas: “Camada de rolamento” e a “Camada de ligação” (binder). A camada de rolamento receberá as cargas, estáticas ou dinâmicas sem sofrer grande deformações elásticas ou plásticas, ou ainda, perda de compactação. A camada de rolamento é a camada superficial do pavimento, diretamente em contato com as cargas e com ações ambientais, também conhecido como camada de desgaste, capa de rolamento ou revestimento. A camada de ligação é a camada intermediária, também constituída de uma mistura asfáltica entre a camada de rolamento e a base do pavimento, também conhecida como camada de binder. A camada de nivelamentoé a primeira camada de mistura asfáltica empregada na execução de reforços (recapeamento) e tem como função corrigir os desníveis em pista, tais como afundamentos localizados, nivelamento do perfil do greide para posterior execução de nova camada de rolamento. Esta camada é denominada reperfilagem. As camadas de reforço são aplicações de novas camadas de rolamento em um pavimento após anos de uso. Os reforços são executados por razões funcionais e/ou estruturais. Denominado como recapeamento ou “pano asfáltico”. 2 TRAÇO E MATERIAIS UTILIZADOS A Figura 7 apresenta cada uma destas camadas, entre elas encontramos a camada de ligação, que é a imprimação entre camadas, na qual, entre muitas camadas de pavimento, é necessário executar um filme asfáltico denominado: • Pintura de ligação: com função de aderir uma camada a outra. • Imprimação impermeabilizante: função de impermeabilizar uma camada de solo ou granular, antes do lançamento da camada superior. TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL 150 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Entre qualquer camada de revestimento asfáltico sempre é aplicada uma pintura de ligação. FIGURA 7 – ESQUEMA DE UM PAVIMENTO FLEXÍVEL FONTE: Ferreira (2012, p. 26) Entre os materiais comuns empregues na pavimentação, temos (FERREIRA, 2012): Camada porosa de atrito (CPA): concreto asfáltico usinado a quente, porém, com estrutura mais aberta e porosa. Concreto asfáltico usinado a quente (CAUQ) ou Concreto betuminoso usinado a quente (CBUQ): obtido a partir da mistura em usina de agregados, material fino de enchimento (fíler – pó de pedra, finos calcários ou cimento Portland) e de cimento asfáltico de petróleo. Concreto asfáltico usinado a frio (CAUF): obtido a partir da mistura em usina de agregados, material fino de enchimento (fíler) e de emulsão asfáltica (EAP). Concreto asfáltico modificado com polímeros (CAMP): designação dos concretos asfálticos obtidos quando o ligante asfáltico é modificado por polímero. Concreto asfáltico modificado com borracha (CAMB): concreto asfáltico usinado a quente com a incorporação de borracha moída de pneus como agregados da mistura. Lama asfáltica (LA): misturas bastante fluidas de agregados miúdos, fíler e emulsão asfáltica diluída em água. Macadame betuminoso (MB): estrutura semelhante ao macadame hidráulico incluindo a incorporação de ligante asfáltico. Micro revestimento asfáltico (MCA): mistura asfáltica usinada de espessura delgada (até 3 cm), empregada na manutenção preventiva de pavimentos e restauração de pavimentos com pequenas fissuras. ATENCAO TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL 151 Pré-misturado a frio (PMF): misturas de agregados e emulsão asfáltica à temperatura ambiente, com emprego de misturador tipo (pug-mill), utilizado como camada de base ou regularização. Pré-misturado a quente (PMQ): misturas asfálticas abertas, semelhantes ao CAUQ, porém elaboradas sem a introdução de material de enchimento. Utilizadas como camada de ligação ou de regularização. Solo-betume (SB): solo estabilizado com material betuminoso para melhorar as propriedades do asfalto em termos de coesão e de impermeabilidade. Stone matrix (ou mastic) asphalt (SMA): concreto asfáltico usinado a quente preparado a partir da mistura de agregados uniformes (com elevado percentual de agregado graúdo) e mástique asfáltico (areia, fíler e ligante asfáltico e fibras de celulose). Textura superficial estabelece rede de microdrenagem superficial. Tratamento superficial duplo (TSD): revestimento delgado constituído por asfalto e agregado, sem usinagem na execução. A construção consiste na aplicação de material asfáltico, seguida da distribuição de agregados, com posterior compactação. Essa sequência de operação é repetida duas vezes. Tratamento superficial simples (TSS): revestimento delgado constituído por asfalto e agregado, sem usinagem na execução. A construção consiste na aplicação de material asfáltico, seguida da distribuição de agregados, com posterior compactação. Essa sequência de operação é repetida uma única vez. Tratamento superficial triplo (TST): revestimento delgado constituído por asfalto e agregado, sem usinagem na execução. A construção consiste na aplicação de material asfáltico, seguida da distribuição de agregados, com posterior compactação. Essa sequência de operação é repetida três vezes. Pintura de ligação (PL): Aplicação de emulsão asfáltica por meio de bicos espargidores, ou por barra espargidora. Serviço importante para garantir adequada aderência entre camadas de revestimentos. Imprimação impermeabilizante (IMP): tem função de impermeabilizar uma superfície de uma camada de pavimento. Aplicação de asfaltos diluídos sobre a base imprimada com taxas de aplicação de ligante entre 0,8 a 1,6 litros/m2. Tratamento anti-pó (TAP): imprimação sobre vias não pavimentadas com objetivo de melhorar o desempenho pela eliminação da poeira ou da lama, resultando em comportamento antiderrapante. É executada com aplicação de asfalto diluído sobre base compactada a taxas de 1,0 a 1,2 litros/m2. Obs.: durante a aplicação de asfalto diluído ocorre a evaporação total do solvente, como no caso da nafta. 152 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 3 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DAS ESPESSURAS DO PAVIMENTO FLEXÍVEL Para dimensionar os pavimentos flexíveis, distinguem-se dois tipos de métodos: os empíricos e os teóricos. Também existem os termos intermediários que fazem uso de métodos semiempíricos e semiteóricos. Os métodos empíricos fazem uso de fórmulas, constantes e coeficientes de experiências prévias, já o método teórico baseia-se principalmente na teoria de Boussinesq, que admite o subleito como um semiespaço infinito, contínuo, homogêneo, isotrópico, linear e elástico. Sendo o módulo de elasticidade e o coeficiente de Poisson (do subleito e das camadas do pavimento) grandezas que definem e fornecem as relações para esse método (SENÇO, 2007). Um método empírico muito utilizado para estes cálculos é o método do Índice de Grupo (IG). Este método leva em consideração os resultados obtidos por ensaio de granulometria e dos resultados dos índices físicos (Limite de Liquidez, LL, e índice de plasticidade do solo, IP) Portanto, este modelo não diferencia as variações de atrito interno pela fração inerte, apenas considerando a fração fina do solo. Um bom solo apresente como suporte IG = 0. Como critério para dimensionamento do pavimento, este método se baseia na caracterização dos solos do subleito, sendo esta obrigatória como primeira etapa dos estudos. Logo, o método IG tem condições para ser usado como pré- dimensionamento do pavimento. Para a realização deste método utiliza-se a equação abaixo: IG = 0,2 a + 0,005 . a. c + 0,01 . b. d Onde: a = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 35%. Se o valor de “a” for negativo adota-se zero, e se for superior 40, adota-se este valor como limite máximo. a = Pp,200 - 35% (0 - 40). (EQ. 3.10) O LL é o teor de umidade para o qual o sulco realizado no solo fecha com 25 golpes, realizados pela queda de 1cm de altura do prato do aparelho de Casagrande. O LP é o teor de umidade que o solo passa do estado plástico para o semissólido, perdendo capacidade de ser moldado e passa a ficar quebradiço. ATENCAO TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL 153 b = porcentagem do solo que passa na peneira nº 200 menos 15%. %. Se o valor de “b” for negativo adota-se zero, e se superior a 40, adota-se este valor como limite máximo. b = Pp,200 - 15% (0 - 40) c = valor do limite de liquidez menos 40%. Se o valor de “c” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como limite máximo. c = LL - 40% (0 - 20) d = valor do índice de plasticidade menos 10%. Se o valor de “d” for negativo adota-se zero, e se for superior a 20, adota-se este valor como limite máximo. d = IP - 10% (0 - 20) Em que: p = teor de silte + argila (% que passa na peneira nº 200) a = p – 35, para p > 75 adota-se75; a varia de 0 a 50, para p < 35 adota-se 35. b = p – 15, para p > 55 adota-se 55; b varia de 0 a 40, para p < 15 adota-se 15. c = LL – 40, para LL > 60 adota-se 60; c varia de 0 a 20, para LL < 40 adota-se 40. d = P – 10, para IP > 30 adota-se 30; d varia de 0 a 20, para IP < 10 adota-se 10. Aplicando os valores mínimos das parcelas, obtemos: IGmin = 0 + 0 + 0 = 0 Aplicando os valores máximas das parcelas, obtemos: IGmax = 8 + 5 + 8 = 20 É possível associar os valores de IG máximo para diversos tipos de solos. Para este método, é exigida condição de drenagem eficiente e compactação do subleito de acordo com as especificações. O cálculo de IG também pode ser obtido através da utilização do ábaco visto na Figura 8. (EQ. 3.11) (EQ. 3.12) 154 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO FIGURA 8 – ÁBACO PARA CÁLCULO DE IG FONTE: Senço (2007, p. 200) O tráfego é apresentado através do volume diário médio de tráfego (TDM) de veículos comerciais. Deve-se tomar o tráfego de veículos comerciais (ônibus e caminhões) relativos ao ano médio do período do projeto, adotando uma taxa de crescimento durante o período de vida útil da rodovia. Os limites de classificação do tráfego são (FERREIRA, 2012): Tráfego leve: menos de 50 veículos por dia. Tráfego médio: entre 50 a 300 veículos por dia. Tráfego pesado: mais de 300 veículos por dia. Exemplo de dimensionamento: para dimensionar um pavimento flexível para estrada que apresenta subleito formado por solo argiloso sob as características de: 1. Porcentagem passante na peneira 200º = 65% = p 2. LL = 58% 3. LP = 49% 4. IP = 9 Nesta rodovia é previsto o tráfego de 250 veículos por dia (caminhões e ônibus), os quais, aproximadamente 10%, apresentam carga por roda de 9.000 libras (4.100 kgf). TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL 155 Portanto, adota-se um tráfego pesado. Portanto: a = 65 – 35 = 30 b = 55 – 15 = 40 c = 58 – 40 = 18 d = 10 – 10 = 0 IG = 0,2 x 30 + 0,005 x 30 x 18 + 0,01 x 40 x 0 = 6 + 2,7 + 0 = 8,7 IG = 9 Através do ábaco: Curva A : IG = 9 = 20 cm Curva D (tráfego pesado): IG = 9 = 50 cm Adotando 5 cm para o revestimento: e = espessura total = 50 cm e3 = sub-base = 20 cm e2 = base = 25 cm e1 = revestimento = 5 cm Outro método de dimensionamento acontece através dos valores de CBR obtidos pelo solo em que será construída a rodovia. Para isso, a capacidade de suporte dos materiais constituintes dos pavimentos é medida por meio do Ensaio de Capacidade de Suporte Califórnia (CBR), em corpos de prova indeformados ou moldados em laboratório. Dessa forma, quando há necessidade de maior segurança, usaremos o índice de suporte para medir a capacidade das camadas, que é dado por (SOUZA, 1981): IS = (CBR + CBRIG / 2) Em que: IS = índice de suporte (IS ≤ CBR); CBR = capacidade de suporte do solo, determina a resistência do solo em comparação a uma brita padrão. Esse valor de resistência é fundamental para a construção de pavimentações principalmente em estradas e rodovias; CBRIG = capacidade de suporte do solo corrigida em função do IG, obtido através da Tabela 1. (EQ. 3.13) 156 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO TABELA 1 – VALORES DE CBRIG IG CBRIG 0 20 1 18 2 15 3 13 4 12 5 10 6 9 7 8 8 7 9 a 10 6 11 a 12 5 13 a 14 4 15 a 17 3 18 a 20 2 FONTE: Senço (2007, p. 744) Exemplo de dimensionamento: Volume médio = 1600 veículos/dia Período = 20 anos Fator de Veículo = 1,8 Subleito existente: CBR = 4 Material disponível para o reforço do subleito: CBR = 10 Material disponível para a sub-base: CBR = 25 Material disponível para a base: CBR = 90 Passo 1: Calcular o valor de N Para iniciarmos o cálculo do número de operações de um eixo padrão, representado por N, durante um determinado intervalo de tempo, precisamos encontrar o valor do volume de tráfego na via, conforme abaixo: Vt = 365 . P . Vm Onde: P = período de projeto ou vida útil estimada em anos, no Brasil geralmente se adotava 10 ou 12 anos; Vm = Volume diário médio de veículos no sentido (faixa) mais solicitado no ano médio do P. Vt = 365 . 20.1600 = 11.680.000 veículos (EQ. 3.14) TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL 157 Portanto: N = Vt . FV Onde: FV é o fator de veículo que multiplicado pelo número de veículos, fornece o número equivalente de passagens do eixo padrão. N = 11680000.1,8 = 2,1x10⁷ Passo 2: Determinar a espessura mínima do revestimento Outro fator importante para o dimensionamento do pavimento, é conhecer o número de operações de um eixo padrão, representado por N, durante um determinado intervalo de tempo. Este número nos dará subsídio para estimarmos a espessura mínima e o tipo de revestimento necessário para o pavimento, conforme Tabela 2 abaixo. Portanto, devemos agora determinar a espessura mínima para o revestimento e seu tipo indicado. TABELA 2 – ESPESSURA DO REVESTIMENTO EM FUNÇÃO DE N N Espessura mínima de revestimento betuminoso N ≤ 10⁶ Tratamentos superficiais betuminosos 10⁶ < N ≤ 5×10⁶ Revestimentos betuminosos com 5,0 cm de espessura 5×10⁶ < N ≤ 10⁷ Concreto betuminoso com 7,5 cm de espessura 10⁷ < N ≤ 5×10⁷ Concreto betuminoso com 10,0 cm de espessura N > 5×10⁷ Concreto betuminoso com 12,5 cm de espessura FONTE: Senço (2007, p. 746) O revestimento será, portanto, do tipo concreto betuminoso com espessura mínima (R) de 10,0 cm. Passo 3: Determinar a espessura total do pavimento Agora devemos determinar a espessura total do pavimento (Hx) por meio do ábaco da Figura 9, em função de N e de IS ou CBR da camada a ser protegida por ele. (EQ. 3.15) 158 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO FIGURA 9 – SIMBOLOGIA PARA DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO FONTE: Adaptado de Senço (2007) Conforme os valores da Figura 9, obtemos os valores de Hm (sendo m = 4, devido CBR do subleito), Hn (sendo n = 10, CBR do reforço do subleito, e H20, com o auxílio do ábaco da Figura 10. Vale observarmos que o CBR da sub-base é 25 e não 20, no entanto, a espessura do pavimento necessário para protegê- la é determinada como se esse valor fosse 20 e, por esta razão, usa-se sempre a simbologia H20. FIGURA 10 – ÁBACO DE ESPESSURA TOTAL DE PAVIMENTO POR CBR FONTE: Adaptado de Souza (1981, p. 45) TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL 159 Para determinarmos as espessuras acima, basta que tracemos uma reta vertical a partir do valor de N da estrada até cruzar a reta com o valor do CBR da camada a ser protegida (ou um valor aproximado). Por fim, basta apenas traçarmos uma outra reta horizontal em direção ao valor das espessuras, de maneira bem simples. Os valores resultantes foram: H4 = 78 cm (Altura para CBR = 4) H10 = 46 cm (Altura para CBR = 10) H20 = 27 cm (Altura para CBR = 20) Passo 4: Determinar os valores de K Um passo muito importante no dimensionamento, é a escolha do coeficiente de equivalência estrutural, que representa a capacidade relativa de um material em distribuir pressões sobre as camadas inferiores, pois a espessura fornecida pelo ábaco acima é dada em termos de material com K = 1,00. Em razão disso, sempre devemos multiplicar a coeficiente de equivalência estrutural (K) da camada pela sua respectiva espessura. Para determinarmos o valor de K de cada camada, basta observarmos a Tabela 3: TABELA 3 – VALORES DE K Componentes do pavimento Coeficiente K Base ou revestimento de concreto betuminoso 2,0 Base ou revestimento pré-misturado a quente, de graduação densa 1,7 Base ou revestimento pré-misturado a frio, de graduação densa 1,4 Base ou revestimento betuminoso por penetração 1,2 Camadas granulares 1,0 Solo cimento com resistência à compressão a 7 dias, superior a 45 kg/cm² 1,7 Solo cimento com resistência à compressão a 7 dias, entre 45 kg/cm² e 28 kg/cm² 1,4 Solo cimento com resistência à compressão a 7 dias, entre 28 kg/cm² e 21 kg/cm² 1,2 FONTE: Senço (2007, p. 245) Já temos a informação do tipo de revestimento, logo, de acordo com a tabela acima, o K do revestimento será 2,0. No entanto, não possuímos informações a respeito da natureza dos materiais dascamadas de base, sub-base e reforço do subleito, iremos considerá- las como sendo de material granular, com K=1,0. 160 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Logo: KR = 2,0 (coeficiente de equivalência estrutural do revestimento) KB = 1,0 (coeficiente de equivalência estrutural da base) KS = 1,0 (coeficiente de equivalência estrutural da sub-base) KRef = 1,0 (coeficiente de equivalência estrutural) Passo 5: Cálculo da espessura das camadas O cálculo da espessura das camadas é feito de maneira bem simples por meio das inequações abaixo. Devemos começar pela ordem que as equações estão colocadas, usando a espessura mínima de revestimento encontrada no Passo 2. Vale lembrar que, como nesta situação N>107, ao se utilizar a inequação, devemos usar um fator de segurança de 1,2 multiplicando a espessura de proteção da sub-base(H20). Logo: R. KR + B. KB ≥H20 .1,2 10.2,0 + B.1,0 ≥ 27.1,2 B ≥ 12,4cm Portanto, iremos adotar o valor de 15 cm para a base, uma vez que se utiliza para dimensionar pavimentos valores múltiplos de 5. R.KR + B.KB + h20 Ks ≥ H9 10.2,0 + 15.1,0 + h20.1 ≥ 46 h20 ≥ 11cm Portanto, iremos adotar o valor de 15 cm para a sub-base. R.KR + B.KB + h20.KS + h9 .Kref ≥ H 3 10.2,0 +15.1,0 + 15.1,0 + h_9.1,0 ≥ 78 } 10.2,0 + 15.1,0 + 15.1,0 + h9 .1,0 ≥ 78 h9 ≥ 28cm Como já sabemos, a espessura máxima para compactação é de 20 cm. Portanto, não podemos adotar esta configuração. Neste caso, uma das várias alternativas possíveis será aumentar a espessura da base e sub-base para 20 cm. Vejamos: R.KR + B.KB + h20 .KS + h9.Kref ≥ H 3 10.2,0 + 20.1,0 + 20.1,0 + h 9 .1,0 ≥ 78 h9 ≥ 18cm Portanto, iremos adotar o valor de 20 cm para o reforço do subleito. O resultado final do dimensionamento de uma estrada é visto na Figura 11. TÓPICO 2 — PRÁTICA 9: PAVIMENTO FLEXÍVEL 161 FIGURA 11 – RESULTADO FINAL DO DIMENSIONAMENTO FONTE: O autor (2020) 162 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • É possível identificar os diferentes tipos de pavimentos asfálticos para empregar numa rodovia, sendo os mais comuns: concreto asfáltico usinado a quente, concreto betuminoso usinado a frio, concreto asfáltico modificado com polímeros, entre outros. • A escolha dos materiais para utilização em um traço de pavimento flexível é feita de acordo com a camada realizada, para o revestimento utiliza-se betume e agregados graúdos e miúdos, e para a base deve-se utilizar materiais com alto índice de suporte Califórnia. • O dimensionamento e cálculo das camadas de pavimentos flexíveis é realizado em base ao índice de grupo e dos valores de índice de suporte Califórnia (CBR) dos solos utilizados. 163 1 Com relação ao assunto Limite de liquidez, assinale V para Verdadeiro e F para Falso: ( ) Para uma determinação segura, é necessária a realização de no mínimo 2 pontos. ( ) É o teor de umidade para o qual o sulco realizado no solo fecha com 25 golpes, realizados pela queda de 1cm de altura do prato do aparelho de Casagrande. ( ) É a fronteira entre o estado líquido e o estado sólido. ( ) Os equipamentos utilizados para sua determinação são: placa rugosa, aparelho de Casagrande e cinzel. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) V - V - F - F b) ( ) F - V - F - F c) ( ) V - F - F - V d) ( ) F - F - V - F e) ( ) F - F - F - V 2 Qual é o ensaio de laboratório ao qual que se submete uma amostra de solo do subleito à penetração de um pistão, medindo a resistência exercida pelo material e relacionando-a com a resistência exercida por um material padrão ao qual se atribui 100%? a) ( ) Ensaio de penetração. b) ( ) Ensaio de compactação. c) ( ) Ensaio de densidade real. d) ( ) Índice de Suporte Califórnia. e) ( ) Ensaio de Resistência a abrasão. 3 Qual componente do asfalto diluído que, nos serviços de pavimentação, é consumido por evaporação? a) ( ) Nafta. b) ( ) Água. c) ( ) Asfalto. d) ( ) Alcatrão. e) ( ) Cimento. 4 Qual o serviço utilizado quando o solo de fundação do pavimento é de má qualidade ou quando há tráfego de cargas muito pesadas, ou quando ambos os fatores se combinam? AUTOATIVIDADE 164 5 Entre os tipos de pavimentos flexíveis, existe um em que as camadas de agregados têm granulometria decrescente de baixo para cima quando depositado sobre a base. Qual seria este pavimento? 165 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO Os blocos de concreto pré-moldados e articulados são utilizados para pavimentos de dimensões e formas definidas, podendo ser produzidos em fábricas distantes da execução do projeto. Usualmente, as formas e esquemas de articulação entre os blocos são patenteados, sendo mais usual a utilização de blocos quadrados e retangulares. Estes blocos são geralmente utilizados em estacionamentos, acostamentos de rodovias, paradas de ônibus, entre outros locais. Estes pavimentos oferecem as mesmas vantagens de utilizar paralelepípedos com relação à remoção e reaproveitamento dos blocos. Neste tópico serão brevemente apresentados alguns pavimentos intertravados e as suas características para uma adequada utilização como revestimento de um pavimento. 2 PAVIMENTO INTERTRAVADO Os pavimentos intertravados de peças de concretos são alternativas aos pavimentos rígidos e flexíveis, tendo como principais características (CARVALHO, 1998): Baixo custo de manutenção, removendo apenas determinadas áreas pavimentadas, onde cerca e 95% dos blocos podem ser reaproveitados. Início de serviço do pavimento logo após sua construção e sem perda devido aos períodos de cura. Não é necessário fazer uso de mão de obra especializada, uma vez que o processo de colocação é econômico e simples. Apresenta boa superfície de rolamento com capacidade para até 80 km/h. Baixo custo para fabricação dos blocos, podendo utilizar resíduos para baratear o preço das peças. TÓPICO 3 — PRÁTICA 10: PAVIMENTO COM PEÇAS PRÉ- MOLDADAS DE CONCRETO 166 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Permite um ganho de apelo estético uma vez que se pode realizar variações de forma e cor das peças (conforme visto na Figura 12). FIGURA 12 – EXEMPLOS DE FORMAS DE PEÇAS PRÉ-MOLDADOS DE CONCRETO FONTE: Carvalho (1998, p. 10) Entre os tipos de aplicação de pavimentos intertravados, temos os blocos pré-moldados de concreto (BLO): blocos de concreto assentados sobre base de areia com juntas secas (FERREIRA, 2012). FIGURA 13 – ESQUEMA DE ASSENTAMENTO DE BLOCOS DE CONCRETO INTERTRAVADOS FONTE: Ferreira (2012, p. 54) TÓPICO 3 — PRÁTICA 10: PAVIMENTO COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 167 Com relação às espessuras dos blocos, estes devem ter no mínimo 6 cm, especificado em múltiplos de 2 cm, a espessura varia devido ao tráfego solicitante. Para situações de becos, ruas sem saída e pátios de estacionamentos, todos sujeitos a tráfegos leves, recomenda-se peças com 6 cm de espessura, já para pavimentos em que passem veículos comerciais é indicado uma espessura mínima de 8 cm. Espessuras de 10 cm, por sua vez, são indicados para situações em que haja tráfego de veículos especiais como em situações industriais ou de tráfego muito pesado (CARVALHO, 1998; ABNT, 2013). A norma brasileira NBR 9781 – Peças de concreto para pavimentação – Especificação e métodos de ensaio (ABNT, 2013) apresenta as especificações para uma adequada utilização, dentre elas, resistências à compressão, absorção de água e resistência à abrasão, propriedades muito importantes para a adequada utilização das peças pré-moldadas de concreto para pavimentação. Estas informações serão apresentadas a seguir. A estrutura final acabada do pavimento articulado é composta, no máximo, dos seguintes elementos (CARVALHO, 1998): a) subleito: deve estar regularizado e compactado, na cota de projeto, antes da colocação das camadas posteriores. Recomenda-se que, quando o valor de CBR for inferior a 2%, seja colocada uma camada de 30 cm de reforço, com CBR no mínimo 5 pontos porcentuais superior ao do subleito, ou então, se for mais viável – como aconteceem áreas de pequena extensão – que o material seja substituído até uma profundidade conveniente. b) sub-base: o material de sub-base também será definido pelo valor de CBR mínimo necessário, que, juntamente com a espessura da camada, será função do tráfego e das condições de suporte de subleito, como se verá nos exemplos de dimensionamento. É importante observar que a cota final da camada de sub-base não varie mais do que 2 cm em relação à cota de projeto. c) base: os melhores materiais para a base são aqueles que proporcionam a formação de uma camada impermeável e de considerável resistência mecânica. Assim, o solo-cimento e o concreto rolado são os que melhor atendem a esses requisitos, por apresentarem valores significativos de módulo de elasticidade, pois reduzem sensivelmente as pressões verticais transmitidas às camadas inferiores do pavimento. d) camada de assentamento: a camada de assentamento será sempre composta de areia, contendo no máximo 5% de silte e argila (em massa) e, no máximo, 10% de material retido na peneira de 4,8 mm. e) camada de rolamento: é formada pelas peças pré-moldadas de concreto, sendo que a sua construção compreende três etapas, a saber: colocação, acabamento junto às bordas de meios-fios ou qualquer interrupção no pavimento (bueiros, caixas de inspeção etc.) e vibração sobre as peças na área já executada. A colocação das peças deve ser feita evitando qualquer deslocamento das já assentadas, bem como irregularidades na camada de areia, verificando, frequentemente, se estão bem colocadas e ajustadas (ABNT, 2011). ATENCAO 168 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 3 RESISTÊNCIA CARACTERÍSTICA À COMPRESSÃO Conforme a NBR 9781 (ABNT, 2013), para uma adequada resistência à compressão, é necessário o atendimento às especificações apresentadas na Tabela 4. TABELA 4 – CRITÉRIOS PARA RESISTÊNCIA CARACERÍSTICA À COMPRESSÃO Solicitação Resistência característica à compressão aos 28 dias (MPa) Tráfego de pedestre, veículos leves e veículos comerciais de linha ≥ 35 Tráfego de veículos especiais e solicitações capazes de produzir efeitos de abrasão acentuados ≥ 50 FONTE: ABNT (2013, p. 6) Estas resistências são feitas através de ensaios de compressão, obtidos pela resistência máxima obtida através de uma força aplicada sobre a área da peça aos 28 dias de hidratação. Resistência (MPa) = Força (N)/Área (mm²) 4 ABSORÇÃO DE ÁGUA Para os ensaios de absorção de água são definidos valores médios menores ou iguais a 6%, não podendo admitir nenhum valor individual maior do que 7% de absorção. Para realizar o ensaio, imergem-se os corpos de prova em água na temperatura de 24 + - 5 ºC e pesar individualmente cada corpo de prova na condição saturada com superfície seca (secar a amostra levemente superficialmente, para que não apresente uma superfície contendo muita água) e anotar o valor encontrado (m²). (EQ. 3.16) Para obtenção de umidades de agregados miúdos in loco, pode ser utilizado o método de Speedy, um método de rápida obtenção que utiliza gás acetileno para gerar uma pressão no equipamento que afere o teor de umidade em menos de 5 minutos. DICAS TÓPICO 3 — PRÁTICA 10: PAVIMENTO COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 169 Este procedimento deve ser realizado a cada 2h até obter duas determinações que não diferenciem mais de 0,5% da massa anterior. Após este procedimento, é realizado secagem das peças em estufa por 24h em 110 ºC e anotado seu valor (m¹). O valor de absorção é calculado através da equação abaixo (ABNT, 2013): A = (m² – m¹)/ m1 x 100 Onde A é obtido em % e m1 e m2 é utilizado em gramas. 5 RESISTÊNCIA À ABRASÃO O ensaio de abrasão é realizado em m dispositivo que consiste em um disco rotativo de aço com diâmetro de 20 mm e espessura de 70 mm, um funil de escoamento para alimentação do material abrasivo, um suporte para o corpo de prova, um contrapeso e uma caixa de armazenamento de material abrasivo usado. Após o ensaio, é realizado medição de espessura da peça com um paquímetro com resolução de 0,1 mm. O procedimento do ensaio consiste em posicionar o corpo de prova no equipamento ao centro do disco rotativo, abastecer o reservatório de material abrasivo de modo que o fluxo seja constante com 100 g a cada 100 rotações do disco e abrir a válvula de controle para o material abrasivo e simultaneamente ligar o motor configurado em 75 resoluções por minuto. Por fim, realiza-se a medição da cavidade conforme apresentada na Figura 14. FIGURA 14 – MEDIÇÃO DA CAVIDADE NA AMOSTRA ENSAIADA FONTE: ABNT NBR 9781 (2013, p. 19) (EQ. 3.17) 170 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO A determinação da resistência à abrasão deve atender às especificações conforme apresentadas na Tabela 5: TABELA 5 – CRITÉRIOS PARA RESISTÊNCIA À ABRASÃO Solicitação Cavidade máxima (mm) Tráfego de pedestres, veículos leves e veículos comerciais de linha ≤ 23 Tráfego de veículos especiais e solicitações capazes de produzir efeitos de abrasão acentuados ≤ 20 FONTE: ABNT NBR 9781 (2013, p. 7) 6 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO Para este roteiro, iremos realizar um dimensionamento de pavimento constituído de peças pré-moldadas de concreto. Para a situação temos: Um pavimento industrial é solicitado por 50 passadas de veículo de três eixos, por dia. Dois dos eixos suportam 80000 N (8 tf) cada, e o terceiro 75000 N (7,5 tf). Outros veículos de dois eixos, sendo que cada eixo suporta 100000 N (10 tf), solicitarão o pavimento num total de 160 vezes por dia. A expectativa de vida do pavimento é de 20 anos, com 300 dias úteis por ano. O subleito é um silte argiloso, com CBR estimado em 5%. Solução: (1) Número de solicitações do eixo padrão (N), durante o período de projeto No gráfico da Figura 15, determina-se o fator de equivalência de cada eixo, assim, o número de solicitações do eixo padrão de 8,2 tf. TÓPICO 3 — PRÁTICA 10: PAVIMENTO COM PEÇAS PRÉ-MOLDADAS DE CONCRETO 171 FIGURA 15 – EFEITO RELATIVO DE DIVERSAS CARGAS POR EIXO SIMPLES FONTE: Carvalho (1998, p. 21) Carga por eixo (tf) Nº de eixos Nº de solicitações por dia Fator de equivalência Nº de solicitações do eixo padrão/dia 8 2 50 1,0 100 7,5 1 50 0,7 35 10 2 160 2,5 800 Total 935 FONTE: CARVALHO (1998, p. 24) N = 20 anos x 300 dias úteis/ano x 935 sol./dia N = 5.610.00 solicitações (2) Espessura da sub-base (es) A Figura 16 apresenta um gráfico delimitando os valores de espessura de sub-base em relação aos valores obtidos de índice de suporte Califórnia (CBR). Para a realização do nosso exemplo, no gráfico da Figura 16 obtemos material com CBR ≥ 30% uma espessura de 24 cm. (EQ. 3.18) 172 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO FIGURA 16 – ESPESSURA NECESSÁRIA DE SUB-BASE FONTE: Carvalho (1998, p. 22) (3) Espessura da base (eb ) Para valor de N = 5,6 x 10⁶ compreendido entre os valores de 1,5 x 10⁶ e 10⁷, recomenda-se a adoção de camada de 10 cm de concreto rolado. (4) Camada de assentamento (ea ) ea= 5 cm de areia compactada (5) Camada de rolamento (er) er = 8 cm de peças pré-moldadas de concreto (6) Perfil das camadas: Para a realização dos perfis do pavimento, temos a representação apresentada na Figura 17. FIGURA 17 – PERFIL DAS CAMADAS DO ROTEIRO FONTE: Carvalho (1998, p. 25) 173 RESUMO DO TÓPICO 3 Neste tópico, você aprendeu que: • Existem especificações mínimas de tamanho de pavimentos de pré-moldados de concreto, sendo necessário utilizar espessuras iguais ou superiores a 6 cm, dependendo da carga em projeto para o pavimento. • Para realizar as principais caracterizações de peças de pavimentos pré- moldados, é avaliada a capacidade de resistência à compressão, absorção de água e resistência à abrasão. • É possível dimensionar pavimentos para peças de concretos pré-moldados fazendo uso de critérios como a resistência à abrasão e absorção de água dos concretos utilizados. 174 1 Qual o objetivo da compactação de solos nas obras de pavimentação? 2 O conhecido ensaiorealizado com o aparelho Speedy, de acordo com a norma DNER ME - 52/1994, é utilizado para determinação de propriedade: a) ( ) Do agregado graúdo. b) ( ) Do agregado miúdo. c) ( ) Do cimento. d) ( ) Do concreto. e) ( ) Do asfalto. 3 A pavimentação e calçamento de ruas é uma ação comum às cidades. Esse processo aumenta a taxa de impermeabilização do solo. Isso implica em perda da capacidade de absorção da água pelo solo. Afigura abaixo mostra dois gráficos que relaciona a vazão escoada e o tempo depois de uma chuva em duas cidades: Cidade A e Cidade B. A interpretação CORRETA da figura e seus conhecimentos sobre planejamento urbano e meio ambiente permite concluir que: a) ( ) A vazão da Cidade B não é influenciada pela impermeabilização. b) ( ) A impermeabilização do solo na cidade B é maior do que a da cidade A. c) ( ) A impermeabilização do solo na cidade A é igual ao da cidade B. d) ( ) A vazão da Cidade A não é influenciada pela impermeabilização. e) ( ) A impermeabilização do solo na cidade A é maior do que o da cidade B. 4 Qual é a dimensão mínima possível para a realização de pavimentos em blocos de concreto: 5 Para executar um pavimento de um pátio de estacionamento com peças de bloco pré-moldados sujeito à tráfego leve, o que é recomendado? AUTOATIVIDADE 175 a) ( ) Utilização de grandes espessuras de bloco (superiores a 10 cm). b) ( ) Utilização de peças de bloco com 6 cm de espessura. c) ( ) Utilizar peças de blocos de concreto de 3 cm de espessura. d) ( ) Utilizar peças de blocos de 6 mm de espessura. e) ( ) Todas estão corretas. 176 177 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO Vimos nos tópicos anteriores, a necessidade de conhecer os volumes diários médios de tráfego de veículos em uma rodovia. Esses dados são essenciais para um adequado dimensionamento dos pavimentos. Se os dados gerados de uma medição de volume diário médio forem abaixo do real, haverá uma maior demanda do pavimento, podendo ocasionar maiores patologias no pavimento em decorrência da demanda errônea gerada. Neste tópico, abordaremos como calcular e quais as maneiras de representar os dados de tráfego de volume diário ou anual médio. 2 VOLUME DIÁRIO MÉDIO (VDM) TÓPICO 4 — PRÁTICA 11: DEMANDA DE TRÁFEGO O volume diário médio (VDM) é o volume de tráfego registrado durante o período de 24 horas. Esses dados são utilizados para avaliar a distribuição de tráfego, medindo a demanda de uma via e programar melhorias da estrada (BRASIL, 2006). Para recapitularmos: Volume de tráfego é o número de veículos que passam por uma determinada seção da via em uma unidade de tempo (ano, dia, hora), podem ser considerados os tráfegos de uma faixa, pista, entre outros. Volume anual corresponde ao registro de tráfego em 365 dias consecutivos. É considerado para determinar índices de acidentes, estimular receitas através da implantação de pedágios ou estudar tendências de volumes. Demanda horária corresponde ao registro em uma hora (geralmente a hora de pico) e é utilizado para estudar a capacidade de vias, projetos geométricos, projetos de interseções e estabelecer controles de tráfego. DICAS 178 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Para calcular variações de tráfego ao longo do dia realiza-se o cálculo de variação horária. Com este índice é obtido os valores médios relativos à hora de pico e às frações de baixa demanda. Esta quantificação é denominada de Fator de Hora Pico (FHP), conforme equação abaixo: Em que: FHP = Fator de hora pico. VHP = volume da hora pico (número de carros). V15 = Volume dos 15 minutos consecutivos de maior tráfego dentro da hora de pico (número de carros). 3 PESQUISA DE TRÁFEGO Através das medições realizadas nos trechos em que se deseja obter as informações de volume de tráfego, é possível realizar gráficos para identificar os momentos de pico de tráfego, seja durante o dia e/ou durante o mês em que há maior demanda. Na Figura 18 são apresentadas algumas representações para melhor visualizar quais as épocas do ano ocorrem maiores tráfegos de veículos leves e/ou veículos comerciais, assim como quais as maiores demandas na semana. FIGURA 18 – REPRESENTAÇÃO DAS VARIAÇÕES DE TRÁFEGO MENSAIS E SEMANAIS (EQ. 3.19) TÓPICO 4 — PRÁTICA 11: DEMANDA DE TRÁFEGO 179 FONTE: Ferreira (2012, p. 98) A Figura 19 por sua vez apresenta um gráfico com as diferentes demandas de tráfego de automóveis, ônibus e caminhões durante os horários de um dia. Com relação aos veículos leves, é possível observar que a maior demanda ocorre entre as 7h e 20h. FIGURA 19 – REPRESENTAÇÃO DAS VARIAÇÕES DE TRÁFEGO AO LONGO DE UM DIA FONTE: Ferreira (2012, p. 99) 180 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 4 ROTEIRO: ELABORAÇÃO DE ESTUDOS DE TRÁFEGO Para esta atividade escolha uma via com grande volume de tráfego de veículos e escolha uma hora entre 7h e 19h para realizar a contagem de tráfego de veículos. O objetivo desta atividade é obter os valores de volume de tráfego para dimensionamento de pavimentos. Considere a hora realizada do estudo como o volume de hora de pico e calcule o Fator de Hora Pico (FHP). Teoricamente o FHP oscila entre 0,25 e 1,00 (FERREIRA, 2012). Calcule qual a porcentagem de veículos leves, caminhões e de transporte público (ônibus). Elabore um pequeno relatório e apresente os dados em classe dos dados obtidos. Responda se a via está comportando adequadamente a demanda do tráfego, ou, se necessário, realizar alguma melhoria da via para reduzir congestionamentos. Solução: Abaixo são apresentados exemplos de volume de tráfego na tabela com valores de volume de veículos, fator de veículo e porcentagem de veículos. Veículo % VC FV % FV C. Leve 5,7 0,063 0,359 C. Médio 72,9 1,371 99,946 C. Pesado 10,0 4,986 49,860 S. Reboque 7,1 11,205 79,555 Reboque 1,4 11,205 15,687 Ônibus 2,9 0,35 1,015 TOTAL 100 246,422 FV = 246,422/ 100 = 2,46 181 RESUMO DO TÓPICO 4 Neste tópico, você aprendeu que: • Existem conceitos cerca dos cálculos de volume de tráfego necessários para uso dos cálculos de fator de hora pico (FHP) e porcentagens de veículos leves e pesados para determinado trecho. • Obtêm-se os valores de volume de tráfego diário e mensal de determinado trecho para correto dimensionamento dos pavimentos. • Quantifica-se o fator de hora pico para certo pedaço de via a ser analisado. 182 1 Para dimensionar o úmero N é necessário conhecer todos elementos resultantes do trafego na rodovia, tais como Vt1, FV e FR, VDMc, D e FP, entre outros. Relacionado a esses elementos alguns conceitos são apresentados: A - Fator de veículo da frota, que é função do método empregado B - Volume diário médio de veículos comerciais total durante o ano “i” C - Porcentagem de veículos comerciais na faixa de projeto (%) Tais conceitos referem-se respectivamente a: a) ( ) VDMc, FP, FV b) ( ) FV, VDMc, FP c) ( ) Vt1, FP, FV d) ( ) FV, D, Vt1 e) ( ) FV, D, FP 2 Sobre o dimensionamento das camadas dos pavimentos flexíveis, podemos afirmar que: I- Para determinarmos o tipo e a espessura mínima dos pavimentos asfálticos preliminarmente encontramos o número N de equivalentes de operações de eixo simples padrão de roda duplas de 80 kN. II- Para o cálculo das camadas de base, sub-base e reforço do subleito devemos relacionar a estrutura necessária e os materiais disponíveis para cada uma das camadas e seus coeficientes de equivalência estrutural, bem como a capacidade de suporte do subleito. III- Para determinarmos a espessura do reforço do subleito (Hn), devemos inicialmente calcular a espessura da base e sub-base. IV- O coeficiente de equivalência estrutural da sub-base granular ou do reforço do subleito deverá ser superior a 20% toda vez que o CBR desses materiais for inferior a três vezes o CBR do subleito. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) I, II, III e IV. b) ( ) I, II e IV. c) ( ) II e IV. d) ( ) Somente IV. e) ( ) Nenhuma está correta. 3 Segundo o Manual de Pavimentação do DNIT, no Métododo DNER, o pavimento flexível deve ser dimensionado em função do número equivalente (N) de operações de um eixo padrão, durante o período de projeto escolhido e a capacidade de suporte do subleito. Para a definição da capacidade de suporte do subleito, o ensaio adotado nesse método é o: AUTOATIVIDADE 183 a) ( ) Triaxial. b) ( ) De compactação c) ( ) De Proctor. d) ( ) De flow number. e) ( ) De C.B.R. 4 O volume diário médio (VDM) é o volume de tráfego registrado durante o período de 24 horas. Pra que este parâmetro é utilizado? 5 Para o correto dimensionamento de um pavimento, é necessário termos conhecimento do tráfego de veículos que ocorre em determinado trecho da via. Qual é a função da demanda horária? 184 185 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO Os métodos apresentados no Tópico 2 desta unidade são adequados para a obtenção de um pré-dimensionamento de um pavimento flexível. No entanto, é necessário saber que atualmente existem técnicas mais aprimoradas para os cálculos de dimensionamento de pavimentos asfálticos ao utilizar critérios mecanístico-empíricos, obtendo tensões, deformações e deslocamentos da estrutura com base em resultados prévios laboratoriais. O método utilizado neste presente tópico é através de uso do software computacional chamado MeDiNa, implantado pelo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes. Este software é uma colaboração entre diversas universidades e departamentos para uma melhor tomada de decisões do engenheiro de tráfego responsável pela execução do projeto. Deve-se levar em conta que este método demanda maiores dados laboratoriais e de equipamentos de ponta, portanto, para uma adequada utilização, requer maior aporte financeiro para sua execução. 2 ROTEIRO: DIMENSIONAMENTO POR MEDINA TÓPICO 5 — PRÁTICA 12: MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO-EMPÍRICO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS Faça download do software de maneira gratuita através do link: https://www. gov.br/dnit/pt-br/assuntos/planejamento-e-pesquisa/ipr/medina/solicitacao-de-download- do-medina DICAS No software MeDiNa, o cálculo do número N pode ser realizado a partir da entrada da contagem do tráfego ou da modificação dos valores do volume médio diário - VMD, da porcentagem de veículos na faixa de projeto e da taxa de crescimento anual. Essas duas formas de entrada são apresentadas na Figura 20 (KNABBEN; CARPIO, 2019). 186 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Para calcular o número N a partir da contagem do tráfego é apresentado na tela principal do software uma janela disponibilizando as informações de VMD e N anual. Para editar as informações faço um clique no botão com reticencias (vide quadrado vermelho da Figura 20). FIGURA 20 – JANELA MOSTRANDO OS DADOS DO TRÁFEGO. FONTE: MeDiNa (2019) Knabben e Carpio (2019) informam que para cada tipo de veículo, é necessário selecionar o tipo de eixo utilizado e adicioná-lo a tabela, fazendo um clique no botão INSERIR, ou clicando duas vezes no próprio eixo. Após isso devem ser seguidos os seguintes passos: • Modificar o valor do fator de eixo (% de veículos desse tipo na rodovia no 1° ano). • O software preencherá automaticamente o valor da carga, fator de carga (FC) e fator de veículo (FV) para o eixo inserido. • Esses passos deverão ser realizados até preencher todos os eixos de todos os veículos que fazem parte da contagem. Vamos considerar o exemplo a seguir de tráfego médio diário anual (Tabela 6). Para esta situação, o software deverá ser preenchido conforme a Figura 21. Portanto, por exemplo, para o veículo de tipo 2CC, corresponde um eixo simples dianteiro de duas rodas com carga de seis toneladas e um eixo simples posterior de duas rodas com carga de seis toneladas. TABELA 6 – EXEMPLO DE TRAFEGO MÉDIO DIARIO ANUAL PARA APLICAR NO MEDINA Classe de veiculo Tráfego médio diário anual – TMDA 2019 2CC 2C 3C 3T4 Total Número de veículos 165 275 112 6 558 Porcentagem de veículos na rodovia, em relação ao total, no primeiro ano de abertura ao tráfego 30% 49% 20% 1% 100% FONTE: Knabben e Carpio (2019, p. 8) TÓPICO 5 — PRÁTICA 12: MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO-EMPÍRICO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS 187 FIGURA 21 – TABELA PARA CÁLCULO FV APÓS PREENCHIMENTO FONTE: Knabben e Carpio (2019, p. 10) Depois de realizar este passo, seleciona-se o botão Transportar para voltar à tela inicial. Em seguida, na tabela de dados do tráfego, preencher o valor da VDM (558 veículos), a % de veículos na faixa de projeto (50%), a taxa de crescimento (%) de 10% ao ano e o período do projeto (10 anos), conforme visto na Figura 22. FIGURA 22 – DADOS DO TRÁFEGO FONTE: Knabben e Carpio (2019, p.11) Para obter informações básicas do software, vamos realizar um exemplo simples apresentado por Knabben e Carpio (2019): 188 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Dados de tráfego: Número de solicitações do eixo simples de roda dupla, eixo padrão, de 8,2 toneladas (N8,2t) = 9,96x105 Período de projeto =10 anos Tipo de via = Sistema Arterial Primário Características dos materiais: Revestimento: concreto asfáltico (CA) Módulo de resiliência: 5500 MPa Coeficiente de Poisson: 0,30 Fadiga: N = 5,396 × 10−11(εr)−3,24 Base: brita graduada simples (BGS). Módulo de resiliência: MR = 908,5σ30,375 σd0 No caso do módulo de resiliência da BGS, pelo fato de ser um material puramente granular, o mesmo não é influenciado pela tensão desvio e, portanto, o exponente associado ao σd é igual a zero. Deformação permanente: εp(%) = 0,108(σ3)−0,851(σd)0,017N 0,048 Coeficiente de Poisson: 0,35 Sub-base: macadame seco (MS), seixo bruto ou pedra detonada (muito comum na região Sul do país). Módulo de resiliência: 380 Mpa O valor de módulo de resiliência foi arbitrado de acordo com a literatura, pois não é possível realizar o ensaio de módulo em materiais com tamanho máximo do agregado similar ao do macadame seco, seixo bruto ou pedra detonada. Coeficiente de Poisson: 0,40 Subleito: solo areno-argiloso. Módulo de resiliência: MR = 252,5σ30,354 σd−0,081 Deformação permanente: εp(%) = 0,201(σ3)−0,22(σd)1,33N0,037 Coeficiente de Poisson: 0,45 Entrada dos dados no software: Na tela principal do software, preencher as caixas de Responsável, Projeto e Empresa. Para definir a estrutura do pavimento, devemos modificar os dados da tabela estacada em vermelho na Figura 23. Ao clicar na aba alterar estrutura, é possível adicionar ou remover camadas, ou alterar o material das camadas. TÓPICO 5 — PRÁTICA 12: MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO MECANÍSTICO-EMPÍRICO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS 189 FIGURA 23 – ESTRUTURA DO PAVIMENTO NO SOFTWARE MEDINA FONTE: Knabben e Carpio (2019, p. 15) Caso queira apenas verificar se as dimensões da estrutura que você inseriu irão atingir uma vida útil compatível com o período de projeto, basta fazer um clique no botão de Análise e selecionar a opção Avaliar a estrutura (Figura 24). Para este caso, o software forneceu as informações mostradas na Figura 25. FIGURA 24 – AVALIAÇÃO DA ESTRUTURA PROPOSTA FONTE: Knabben e Carpio (2019, p. 27) 190 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO FIGURA 25 – ANÁLISE REALIZADO PELO SOFTWARE PARA A ESTRUTURA PROPOSTA FONTE: Knabben e Carpio (2019, p. 16) As soluções mostradas até aqui são algumas possibilidades a serem adotadas para o exemplo mostrado. No entanto, é importante lembrar que embora o software tenha capacidade de dimensionar ou avaliar qualquer tipo de estrutura, ela nem sempre poderá ser implantada na região do projeto. Por esse motivo, o projetista deve sempre lançar mão da sua experiência e dos exemplos positivos que vêm sendo adotados na região do projeto, verificando os materiais disponíveis e comparando os custos para cada estrutura adotada. 191 RESUMO DO TÓPICO 5 Neste tópico, você aprendeu que: • Existem esforços para um melhor desenvolvimento dos cálculos para dimensionamento de pavimentos flexíveis. • As funções básicas do software MeDiNa para execução de pavimentos asfálticos é uma ótima ferramenta.192 1 Analise as afirmativas a seguir que se referem ao ensaio de ductilidade em materiais betuminosos: 1 - Asfaltos com ductilidade alta são mais suscetíveis a mudanças de temperatura. 2 - Asfaltos mais dúcteis têm propriedades aglutinantes piores que os não- dúcteis. 3 - Os asfaltos dúcteis proporcionam a flexibilidade das misturas betuminosas. Assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) 1, 2 e 3. b) ( ) 1 e 2. c) ( ) 2 e 3. d) ( ) 1 e 3. e) ( ) Apenas 3. 2 Na confecção do método MeDiNa, o cálculo do número N pode ser realizado a partir da entrada da que informações? 3 Qual critério é utilizado para calcular o método MeDiNa? 4 No software Medina, o cálculo do número N pode ser realizado a partir da entrada de quais informações? a) ( ) Contagem do tráfego ou da modificação dos valores do volume médio diário. b) ( ) CBR e LL. c) ( ) LL e LP. d) ( ) VMD e CBR. e) ( ) Nenhuma das anteriores. 5 Para realizarmos um dimensionamento de pavimento no software Medina, quais são as caracterizas que precisamos ter conhecimento para o dimensionamento do revestimento? a) ( ) Número de veículos e Porcentagem de veículos na rodovia, em relação ao total, no primeiro ano de abertura ao tráfego. b) ( ) Módulo de resiliência, coeficiente de Poisson e Fadiga. c) ( ) Módulo de resiliência, CBR e Fadiga. d) ( ) Módulo de resiliência, coeficiente de Poisson e deformação permanente. e) ( ) Módulo de resiliência, CBR e coeficiente de Poisson. AUTOATIVIDADE 193 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO As patologias são classificadas de acordo com o tipo de pavimento (pavimento com comportamento rígido e de comportamento flexível). Dentre os pavimentos com comportamento rígido as patologias podem ser definidas como estruturais ou funcionais. As Patologias Estruturais afetam a capacidade do pavimento em suportar as cargas do tráfego. As trincas transversais e a interseção de trincas são exemplos deste tipo de patologia, podendo se estender por toda a espessura da placa. As patologias funcionais são aquelas que afetam a segurança e as condições de dirigibilidade do pavimento. Alguns efeitos deste tipo de patologia são a formação de rugosidade, polimento da superfície, ruído e os defeitos de superfície. Com relação as patologias em pavimentos com revestimento asfáltico, podemos classificar entre: Deformações de superfície (corrugações e afundamentos), defeitos de superfície (exsudação d asfalto e desgaste), panelas, escorregamento do revestimento betuminoso e trincas e fissuras (fendas). Neste tópico, estudaremos um pouco dos aspectos das deformações, principalmente as voltadas à manutenção de pavimentos com revestimento asfáltico. 2 DEFORMAÇÕES E DEFEITOS DE SUPERFÍCIE Silva (2008) aponta que para deformações e defeitos de superfície temos dois tipos de situações. A formação de afundamentos e as corrugações. 2.1 AFUNDAMENTOS Os afundamentos são resultados de deformações plásticas do pavimento caracterizados pela depressão longitudinal da superfície resultadas por repetidas passagens de cargas das rodas dos veículos. Esta repetida ação resulta nas deformações e afundamentos do pavimento. Por sua vez, os afundamentos são classificados em afundamentos plásticos e consolidados. TÓPICO 6 — PRÁTICA 13: PATOLOGIA E MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS 194 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Afundamentos plásticos ocorrem devido a deformação plástica de uma ou mais camadas do pavimento e/ou do subleito, resultando na diminuição do local onde a roda passa e elevação ao lado dos afundamentos. Quando este afundamento for de até 6 metros, é denominado afundamento plástico local, em situações superiores a este comprimento, são denominados afundamentos plásticos da trilha. Para que não ocorra aquaplanagem dos veículos, as flechas críticas (ver Figura 26) são de 12 mm para situações de velocidade de 120 km/h e 15 mm para velocidade de 80 km/h. FIGURA 26 – AFUNDAMENTO EM TRILHA DE RODA FONTE: Silva (2008, p. 30) Os afundamentos de consolidação são devido à consolidação diferencial que também ocorrem no pavimento e/ou no subleito e também apresentam consolidações locais (para afundamentos até 6 m) e consolidação na trilha em valores de afundamentos de comprimento superiores a 6 m. As corrugações são ondulações transversais ao eixo da rodovia e ocorrem devido a uma execução errônea de uma base instável, excesso de asfalta que apresenta uma baixa resistência ou da grande quantidade de finos. Essa patologia ocorre devido à presença de tensões cisalhantes horizontais geradas pelo tráfego dos veículos em locais submetidos à aceleração, ou frenagem. Ocorrem principalmente em rampas, curvas ou interseções. ATENCAO TÓPICO 6 — PRÁTICA 13: PATOLOGIA E MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS 195 FIGURA 27 – EFEITO DE CORRUGAÇÃO FONTE: Silva (2008, p. 31) 2.2 PANELA As panelas são um buraco ou cavidade no revestimento que podem alcançar a base da rodovia. Estas panelas são evoluções de trincas, afundamentos ou desgastes. Uma vez que devido à incompressibilidade da água, resulta a desagregação ou amolecimento das camadas do pavimento, aumentando os afundamentos e degradando rapidamente o revestimento. A unidade de medida utilizado para buracos é o metro quadrado (SILVA, 2008). 2.3 TRINCAS E FISSURAS Trincas são descontinuidades com largura superior a fissuras, podendo ser devido à fadiga (repetição de passagem de carga de veículo comercial), portanto, automóveis não causam esses problemas estruturais, mas resultam em redução do atrito que podem causar acidentes (SILVA, 2008). As causas de formação de trincas em pavimentos com comportamento rígido são devidas à: • Corte pouco profundo. • Atraso na serragem, ou corte das juntas. • Desalinhamento das barras de transferência. • Reflexão de trincas do concreto compactado com rolo. • Restrição da sub-base. • Recalque da fundação. • Reação álcali-agregado. Pode-se identificar diversos tipos de trincas para pavimentos flexíveis. As trincas couro de jacaré (Figura 28 (a)) são o estágio avançado de fadiga e são caracterizadas pela presença de ângulos agudos e com arestas máximas de 30 cm. 196 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO Trincas longitudinais (Figura 28 (b)) são trincas isoladas e aproximadamente paralelas ao eixo do pavimento, causadas por má execução das juntas de construção, reflexão de trincas, assentamento da função, retração do revestimento asfáltico ou estágio inicial da fadiga. Trincas transversais (Figura 28 (c)) são trincas isoladas perpendiculares ao eixo do pavimento, causadas por reflexão das juntas ou das trincas subjacentes, ou retração da própria camada asfáltica. FIGURA 28 – TIPOS DE TRINCAS EM PAVIMENTOS FLEXÍVEIS FONTE: <https://bit.ly/3uL8luh>. Acesso em: 8 dez. 2020. 3 RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS Para uma inicial restauração de um pavimento, é necessário inicialmente realizar um diagnóstico do motivo da causa do surgimento do defeito. Para os pavimentos flexíveis, existem dois tipos de manutenções: as preventivas, como: selagem de trinca, manutenção da drenagem e camadas de selamento; e a manutenção corretiva, como: remendos ou tratamentos superficiais com espessuras superiores de 2,5 cm (SILVA, 2008). Ferreira (2012), define que as estratégias utilizadas para recuperação de pavimentos rígidos podem ser: • Colmatação das fissuras (utilizar resina epóxi). • Para trincas longitudinais, pode-se cortar a trinca e selar fazendo uso de mástique à base de poliuretano ou silicone. • Para trincas devido ao recalque, deve-se quebrar e remover todas as camadas para repor, seguindo rigorosamente as especificações do projeto com relação a umidade ótima e grau de compactação mínimo dos solos. • Para trincas transversais pode-se utilizar telas metálicas a 3 cm da superfície e a 5 cm de qualquer junta. Já as estratégias para recuperação de pavimentos flexíveis são: • Para trincas couro de jacaré, trincas de reflexão, escorregamento de revestimentoou de massa, corrugação, afundamento em trilha de roda e depressão, geralmente a patologia surge devido a uma falha estrutural, dosagem da mistura asfáltica, gradientes térmicos ou de umidade e/ou falha executiva. Como reparação TÓPICO 6 — PRÁTICA 13: PATOLOGIA E MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS 197 deve-se cortar verticalmente a área delimitada, remover a camada asfáltica e a base e sub-base, se necessário, aplicar uma pintura de ligação nas faces verticais e superfície remanescente e lançar uma camada de até 7 cm de espessura de CBUQ e compactá-la. • Para selagem das fissuras isolados emprega-se asfalto comum ou modificado, esta selagem tem vida útil entre 4 a 5 anos. • Para reparos superficiais aplica-se uma camada asfáltica com ou sem agregado, com espessura variando entre 8 mm a 25 mm, seu objetivo é impermeabilizar a camada do revestimento existente, selar fissuras presentes, evitar desprendimento de agregados, reduzir o envelhecimento da camada existente e melhorar as condições de atrito e drenagem. 4 ROTEIRO: SOLUÇÕES PARA PATOLOGIAS DE PAVIMENTOS Com base no que foi apresentado neste tópico, realize um pequeno relatório em situações de rodovias com presença de patologias. Identifique qual a patologia presente e que tipo de solução seria tomada por você para a recuperação do pavimento. Se necessário, realize pesquisa nas normas da P.E.R (Procedimento Executivo de Recuperação) para aprofundar melhor os problemas identificados no pavimento. FIGURA 29 – TRINCAS COURO DE JACARÉ E PANELAS FONTE: SILVA (2008, p. 36) Na Figura 29 é identificada a presença de trincas couro de jacaré e de panelas. Para a reparação desta situação, utiliza-se a normativa da P.E.R - 006, na qual é necessário delimitar a área a ser reparada (15 cm além da área do defeito), realizar um corte vertical da área delimitada, remover a camada asfáltica e a base afetada pela panela e as trincas, realizar imprimação da base, aplicar pintura de ligação nas faces verticais e superfície remanescentes, e lançar uma camada de até 7 cm de espessura de CBUQ e compactá-la. O volume de vazios com ar da mistura compactada deve ser de no máximo 7%. 198 RESUMO DO TÓPICO 6 Neste tópico, você aprendeu que: • Identifica-se os tipos de patologias em rodovias. • Verifica-se a existência de diferentes patologias em pavimentos rígidos e flexíveis. • Soluciona-se patologias presentes em rodovias. 199 1 Quanto à selagem das juntas de pavimentos rígidos, assinale a alternativa que completa CORRETAMENTE as lacunas: As ________ feitas na parte ________ das placas de concreto devem ser devidamente __________, para evitar a _______ de água e partículas sólidas. a) ( ) ranhuras - superior - fechadas - penetração b) ( ) rachaduras - superior - fechadas - penetração c) ( ) trincas - inferior - fechadas - penetração d) ( ) ranhuras - inferior - abertas - penetração e) ( ) ranhuras - superior - abertas - penetração 2 Indique Certo (C) para os tipos de esforços que atuam sobre o revestimento de um pavimento e Errado (E) para os que não atuam: ( ) Esforços Longitudinais. ( ) Esforços Tangenciais. ( ) Esforços Transversais. Assinale a alternativa que apresenta a sequência CORRETA: a) ( ) C - E - C b) ( ) C - C - E c) ( ) E - C - C d) ( ) C - C - C e) ( ) E - E - E 3 Em relação aos Estudos e Projetos de Estradas, conforme Manual Técnico para Conservação e Recuperação de Estradas Vicinais de Terra do IPT, Manual de projeto geométrico de Travessias Urbanas e Manual de Pavimentação do DNIT, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) Os problemas mais comuns observados em estradas vicinais não pavimentadas são causados pela falta de capacidade de suporte do subleito, desempenho baixo da superfície de rolamento e deficiência no sistema de drenagem. b) ( ) Velocidade diretriz, no projeto geométrico de estradas, representa a velocidade média de utilização de um trecho viário com segurança e em condições aceitáveis de conforto, mesmo com pavimento molhado, quando o veículo estiver submetido apenas às limitações impostas pelas características geométricas, sem influência do tráfego. c) ( ) A pavimentação de ruas pode ser classificada em dois tipos: do tipo rígido, como alvenaria poliédrica, ou flexível, com materiais betuminosos. AUTOATIVIDADE 200 d) ( ) Entende-se por sistema de drenagem do pavimento de uma rodovia o conjunto de dispositivos, tanto de natureza superficial como de natureza subsuperficial ou profunda, construídos com a finalidade de acumular a água de sua plataforma. e) ( ) Os estudos geométricos para o Projeto de Pavimentação compreendem estudos do subleito e estudos de ocorrências de materiais para pavimentação. 4 Para padronizar a linguagem, a norma DNIT 005/2003 – TER apresenta os termos técnicos que devem ser empregados em relação aos defeitos que porventura possam ocorrer em pavimentos flexíveis e semirrígidos. Desse modo, relacione a Coluna 1 com a Coluna 2: 1. Remendo. ( ) Cavidade que se forma no revestimento por diversas causas, inclusive por falta de aderência entre camadas superpostas. 2. Fissura. ( ) Panela preenchida com uma ou mais camadas de pavimento na operação denominada de “tapa buraco”. 3. Trinca. ( ) Fenda de largura capilar existente no revestimento, posicionada longitudinal, transversal ou obliquamente ao eixo da via. 4. Afundamento. ( ) Fenda existente no revestimento, facilmente visível à vista desarmada. Pode ser isolada ou interligada. 5. Panela. ( ) Deformação permanente caracterizada por depressão da superfície do pavimento acompanhada, ou não, de solevamento. Assinale a alternativa que representa a ordem CORRETA: a) ( ) 1 - 2 - 3 - 4 - 5. b) ( ) 2 - 3 - 4 - 5 - 1. c) ( ) 3 - 4 - 5 - 1 - 2. d) ( ) 4 - 5 - 1 - 2 - 3. e) ( ) 5 - 1 - 2 - 3 - 4. 5 A compactação de misturas asfálticas pode ser afetada pelos seguintes fatores: propriedades dos materiais, questões de natureza construtiva e fatores de caráter ambiental. Mencione um exemplo para cada um desses fatores. 201 UNIDADE 3 1 INTRODUÇÃO A execução de uma obra rodoviária de engenharia pode ser entendida como a soma de várias etapas de serviços, utilizando-se de equipamentos e materiais específicos, racionando o trabalho e delimitando materiais e mão de obra. Deve-se quantificar cada processo da execução, calculando sobre eles os custos diretos e despesas indiretas. Deve-se conhecer: a composição dos custos de utilização dos equipamentos envolvidos na execução da tarefa (Planilha de Custo Horário de Utilização dos Equipamentos); a composição da equipe para execução do serviço (planilha de produção da equipe mecânica); o custo de aquisição dos materiais básicos; o custo da mão de obra; os custos de transporte, assim, elaborando, a planilha de custo unitário do serviço. Portanto, a base do orçamento de uma obra reside no conhecimento minucioso do custo de cada uma de suas etapas ou serviços, individualmente. Para tal, deve-se conhecer a composição dos custos unitários de cada serviço. 2 ORÇAMENTO (CUSTO DIRETO E INDIRETO) Pereira (2018) afirma que os custos diretos e indiretos são os custos definidos no orçamento de obra que estão relacionados com a execução de um serviço e os custos do rateio da administração central da empresa, assim como as taxas, seguros, impostos etc. Estes custos devem ser calculados de maneira precisa para viabilizar a execução e a verba necessária para a execução da obra. TÓPICO 7 — PRÁTICA 14: MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO O custo direto está relacionado com a execução de um serviço na construção civil. É a produção do insumo constituído pelos custos com mão de obra, materiais e equipamentos. Devem constar em uma planilha, descrevendo todos os insumos a serem utilizados, e custos, incluindo encargos trabalhistas e compras de equipamentos. Já o custo indireto é todo aquele em que não é possível a sua visualização no canteiro de obras, pois não está diretamente relacionadoà execução do serviço, como despesas com taxas, seguros, viagens, consultorias, entre outros. Este custo não depende de uma quantia de serviço produzido. ATENCAO 202 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO 3 CUSTOS DE CONSTRUÇÃO Pereira et al. (2010) afirmam que entre os diferentes itens tradicionais que compõem a estrutura de custos de construção encontram se os juros sobre o capital imobilizado para o desenvolvimento da atividade. Eles representam o custo, incorrido pelo empresário, pelo fato de aplicar num negócio específico, seu capital próprio ou o capital captado de terceiros. No que diz respeito aos juros relativos ao capital aplicado em equipamentos, existem duas alternativas de imputação (PEREIRA et al., 2010): a) tradicionalmente, onde eles são imputados diretamente no cálculo do custo horário do equipamento. b) ou computar seu valor agregado ao resultado da operação global, ou seja, remetê-los ao BDI - Bonificação e Despesas Indiretas (item 3.0), em que a margem de lucro prevista é a que deve remunerar o custo do capital investido em equipamento de construção. A taxa de juros assinalada deverá incidir sobre o valor médio do investimento (Vm) em equipamento durante sua vida útil (n), que é fornecido pela fórmula: Vm = [(n+1) x VA]/2n Obtém-se o valor horário dos juros (CJ) pela expressão: CJ = (Vm x i) / HTA Em que: CJ = custo horário dos juntos (em R$/h) VA = Valor de aquisição do equipamento (em R$) i = Taxa de juros anual HTA = horas trabalhadas por ano Vm = Valor médio do equipamento n = Vida útil 4 CUSTOS DE MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO Os custos horários de manutenção utilizados pelo Sistema de Custos Referenciais de Obras - SICRO são obtidos através da expressão: M = (V0 x K)/(H x T) (EQ. 3.20) (EQ. 3.21) (EQ. 3.22) TÓPICO 7 — PRÁTICA 14: MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO 203 Em que: M = custo horário da manutenção (R$/h) V0 = valor de aquisição do equipamento (R$) H = vida útil (h) K = coeficiente de manutenção T = Horas trabalhadas por ano Os valores do coeficiente K, variáveis para cada modalidade de equipamento e em função da qualificação/habilidade dos operadores e das condições de trabalhos, estão, com base em modelos dos fabricantes, tabelados pelo SICRO. Situam-se em geral entre 0,5 e 1,0. Os custos de manutenção incluem materiais e mão de obra necessários para execução dos reparos em geral, material rodante ou pneus e materiais especiais de desgaste. Admite-se, como premissa dos cálculos de custo, que o equipamento será operado razoavelmente e terá bom atendimento para sua manutenção. Para custos de operação, temos as despesas com combustíveis, que são baseadas em pesquisas em Manuais de Fabricantes e Revistas Técnicas especializadas. Essas despesas incluem custos com lubrificantes e filtros através de um aumento percentual de 20% para os motores a óleo diesel, e 10% para motores a gasolina. No custo horário da mão de obra de operação, devem ser incluídos o salário horário dos motoristas e operadores, os encargos sociais e o adicional à mão de obra. 5 ROTEIRO: DETALHAMENTO DE ORÇAMENTO Para a realização de um detalhamento orçamentário para a execução de uma obra rodoviária de engenharia, vamos realizar um exemplo: Tendo uma Composição do Custo Unitário Total do Serviço de: desmatamento, destocamento e limpeza de áreas com árvores de até 0,15 m. Preencha as informações de custo horário de utilização de equipamentos (Tabela 8 e Tabela 9) e produção de equipamento mecânico (Tabela 10) e custo unitário de serviço (Tabela 11). Dados: Óleo Diesel: R$ 1,56/litro Salário Mínimo: R$ 300,00/mês Encargos sobre a Mão-de-Obra: 141,67% Taxa de Juros: 12% ao ano B.D.I.: 35,6% 204 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO TABELA 7 – INFORMAÇÕES PARA COMPOSIÇÃO DO CUSTO UNITÁRIO TOTAL DO SERVIÇO Equipamento Valores de K p/ manutenção Valores de K p/ mão de obra Combustível Trator de Esteiras c/ lâmina 1 Operador de equipamento pesado = 3,5 Diesel FONTE: Pereira et al. (2010, 48) TABELA 8 – CUSTO HORÁRIO DE UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTOS (PARTE A) CUSTO HORÁRIO DE UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTOS DISCIMINAÇÃO C.S. POTÊNCIA (Kw) VIDA ÚTIL (N) HORAS TRAB/ ANO (HTA) VALOR AQUISIÇÃO (R$) RESIDUAL r (%) 86,2 60,91 101,52 47,76 11,51 158,71 307,99 FONTE: Pereira et al. (2010, p. 49) TABELA 9 – CUSTO HORÁRIO DE UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTOS (PARTE B) CUSTO HORÁRIO DE UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTOS DEPRECIAÇÃO (CD) JUROS (CJ) MANUTENÇÃO (CM) OPERAÇÃO CUSTO HORÁRIO MATERIAL (CMA) MÃO DE OBRA (CMO) IMPRODUTIVO (CHI) PRODUTIVO (CHP) 86,2 60,91 101,52 47,76 11,51 158,71 307,99 FONTE: Pereira et al. (2010, p. 49) ; ; ; ; ; CMO = K .Salário base CMA = 0,13428 . KW . Custo de 1 litro de diesel; CMA = 0,18278 . KW . custo de 1 litro de gasolina; ; ; ; ; ; CMO = K .Salário base CMA = 0,13428 . KW . Custo de 1 litro de diesel; CMA = 0,18278 . KW . custo de 1 litro de gasolina; ; ; ; ; ; CMO = K .Salário base CMA = 0,13428 . KW . Custo de 1 litro de diesel; CMA = 0,18278 . KW . custo de 1 litro de gasolina; TÓPICO 7 — PRÁTICA 14: MANUTENÇÃO E OPERAÇÃO 205 TABELA 10 – PRODUÇÃO DA EQUIPE MECÂNICA FONTE: Pereira et al. (2010, p. 50) 206 UNIDADE 3 — SOLOS E PAVIMENTAÇÃO TABELA 11 – CUSTO UNITÁRIO DO SERVIÇO CUSTO UNITÁRIO DO SERVIÇO SERVIÇO: Desmatamento, destocamento e limpeza de áreas com árvore até 0,15m Unidade: R$/m² EQUIPAMENTO QUANT. UTILIZAÇÃO CUSTO OPERACIONAL CUSTO HORÁRIO Trator de Esteiras c/ Lâmina 1,00 1,00 0,00 307,99 158,71 307,99 (A) TOTAL 307,99 MÃO DE OBRA SUPLEMENTAR K Q SALÁRIO BASE CUSTO HORÁRIO Encarregado de Turma 4,1 0,5 3,29 6,74 Servente 2,0 2,0 3,29 13,16 (B) TOTAL 19,90 (C) PRODUÇÃO DE EQUIPE 1,4444 CUSTO HORÁRIO TOTAL = (A + B) 327,89 (D) CUSTO UNITÁRIO DE EXECUÇÃO [(A)+(B)] /(C) = (D) 0,22 MATERIAIS UNIDADE CUSTO CONSUMO CONSUMO UNITÁRIO (E) TOTAL 0,00 (F) CUSTO UNITÁRIO SEM TRANSPORTE D + E = F 0,22 TRANSPORTE D.M.T CUSTO CONSUMO CUSTO UNITÁRIO (G) TOTAL 0,22 CUSTO UNITÁRIO DIRETO TOTAL (F + G) 0,22 BONIFICAÇÃO (BDI) 35,6% 0,07 CUSTO UNITÁRIO TOTAL 0,29 Observação: FONTE: Pereira et al. (2010, p. 51) 207 RESUMO DO TÓPICO 7 Neste tópico, você aprendeu que: • O custo direto está relacionado com a execução de um serviço na construção civil, é a produção do insumo constituído pelos custos com mão de obra, materiais e equipamentos. Devem constar em uma planilha, descrevendo todos os insumos a serem utilizados, e custos, incluindo os encargos trabalhistas e compras de equipamentos. • O custo indireto é todo aquele em que não é possível a sua visualização no canteiro de obras pois não está diretamente relacionado a execução do serviço, como despesas com taxas, seguros, viagens, consultorias, entre outros. Este custo não depende de uma quantia de serviço produzido. • Os custos de manutenção incluem materiais e mão de obra necessários para execução dos reparos em geral, sendo estes os agregados obtidos de jazidas, funcionários necessários para executar a obra, entre outros. • É possível realizar custos unitários de serviço através da elaboração de planilhas que auxiliam na realização do orçamento. Ficou alguma dúvida? Construímos uma trilha de aprendizagem pensando em facilitar sua compreensão. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. CHAMADA 208 REFERÊNCIAS ABNT. NBR 15953:2011 Pavimento intertravado com peças de concreto -Execução. Rio de Janeiro, 2011. ABNT. NBR 9781:2013 Peças de concreto para pavimentação - Especificação e métodos de ensaio. Rio de Janeiro, 2013. DNIT. Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte. Manual de estudos de tráfego. Rio de Janeiro, 2006. CARVALHO, M. C. Pavimentação com peças pré-moldadas de concreto. 4 ed. São Paulo: Associação Brasileira de Cimento Portland, 1998. FERREIRA, F. F. Introdução à superestrutura viária. [Notas de aula]. Alegrete: UNIPAMPA, 2012. PEREIRA, C. Custos Diretos e Indiretos: O que são e como determiná-los.Escola Engenharia, 2018. Disponível em: https://www.escolaengenharia.com.br/custos- diretos-e-indiretos/. Acesso em: 28 dez. 2020. PEREIRA, D. M.; ATTON, E.; BLASI, G. F.; PEREIRA, M. A.; FILHO, W. K. Composição de custos para obras rodoviárias. Paraná: Universidade Federal do Paraná - Setor de tecnologia departamento de transportes, 2010. SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. 2 ed. São Paulo: Pini, 2007. SILVA, P. F. A. Manual de patologia e manutenção de pavimentos. 2 ed. São Paulo: Pini, 2008. SOUZA, M. L de. Método de projeto de pavimentos flexíveis. 3. ed. Rio de Janeiro: IPR, 1981. RODRIGUES, P. P. F. Parâmetros de Dosagem de concreto. ET-67. 3 ed. São Paulo: IBRACON - Associação Brasileira de Cimento Portland, 1998.