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28 UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO BIANCA BERGAMASCHI REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS: ESTUDO DE CASO BAURU 2019 BIANCA BERGAMASCHI REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS: ESTUDO DE CASO Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Centro de Ciências Exatas e Sociais Aplicadas da Universidade do Sagrado Coração, como parte dos requisitos para obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil, sob orientação do Prof. Roberval Braz Padovan. BAURU 2019 BIANCA BERGAMASCHI REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS: ESTUDO DE CASO Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Centro de Ciências Exatas e Sociais Aplicada da Universidade Sagrado Coração como parte dos requisitos para obtenção do título de bacharel em Engenharia Civil, sob a orientação do Prof. Roberval Braz Padovan. Banca Examinadora: ________________________________________ Prof. Roberval Braz Padovan Universidade Sagrado Coração ________________________________________ Prof. Me. Universidade Sagrado Coração ________________________________________ Prof. Me. Universidade Sagrado Coração Bauru, dia de mês de ano. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 1.1 JUSTIFICATIVA 1.2 OBJETIVOS 1.2.1 Objetivo Geral 1.2.2 Objetivos Específicos 1.3 METODOLOGIA 1.4 ESTRUTURAÇÃO DO TRABALHO 2 PAVIMENTAÇÃO 2.1 CONCEITO, DEFINIÇÃO DE PAVIMENTO E TIPOS 3 ESTUDO DE CASO 4 A PROPOSTA DE PROJETO 5 CONCLUSÃO INTRODUÇÃO “Percorrer a história da pavimentação nos remete a própria história da humanidade, passando pelo povoamento dos continentes, conquistas territoriais, intercâmbio comercial, cultural e religioso, urbanização e desenvolvimento.” (BERNUCCI, 2008, p. 11). No começo da sua história, a pavimentação das ruas ocorria para fins religiosos em que abriam-se vias para facilitar as construções de templos. A busca por melhores materiais para a estabilização do solo, como pedras, misturas betuminosas e concreto cimento (SENÇO, 2008) levou, com o passar dos anos, a necessidade de uniformizar e normalizar as técnicas de pavimento, com a intenção de facilitar o acesso entre cidades e permitir a circulação de pessoas e veículos, uma vez que, o crescimento cada vez mais intenso da população houve a necessidade de mobilidade e atualmente é impossível não precisar de vias pavimentadas para se locomover. Inicialmente, as estradas nacionais surgiram com o objetivo de proporcionar mobilidade a população. Segundo dados da Confederação Nacional do Transporte (CNT), a primeira rodovia brasileira foi pavimentada em 1928, e atualmente é conhecida como a Rodovia Washington Luís (Rio de Janeiro – Petrópolis) (CNT, 2014). O revestimento asfáltico na composição de pavimentos flexíveis é uma das soluções mais tradicionais e utilizadas na construção e recuperação de vias urbanas, vicinais e de rodovias. (NAKAMURA, 2011, e. 16) A pavimentação asfáltica é formada por uma estrutura de múltiplas camadas sobrepostas de materiais, destinada a resistir diretamente os esforços do tráfego de veículos e transmiti-las as camadas mais inferiores, juntamente com as intempéries climáticas ao longo da sua vida útil e proporcionar melhores condições de deslocamento como segurança e conforto aos usuários. JUSTIFICATIVA Indicar as etapas do projeto de pavimentação mostrando sua importância para o bom desempenho do pavimento, acompanhado de um estudo de caso que irá ilustrar as etapas de dimensionamento da estrutura de um pavimento localizado na Rua Saldanha Marinho,1357 da cidade de Jaú–SP. Analisando a qualidade atual dos revestimentos asfálticos da cidade, onde é possível visualizar a constate deformação em vários trechos das vias de rodagem devido as grandes cargas aplicadas em uma determinada região de clima quente, e a partir dessa situação, torna-se necessária uma estrutura mais resistente à deformações, investimentos em melhorias e estudos que aumentem a qualidade, resistência e durabilidade desses pavimentos. OBJETIVOS Objetivo Geral O presente trabalho tem por objetivo expor através da revisão bibliográfica, os tipos e as propriedades dos revestimentos asfálticos utilizados atualmente e analisar através de métodos participativos as condições mínimas do revestimento asfáltico da Cidade de Jau – SP, considerado como importante elemento estrutural da cidade. Apresentando uma solução ao revestimento a fim de promover o aumento da qualidade de vida aos usuários que trafegam diariamente pelas vias, proporcionando conforto e segurança. Objetivos Específicos - Definir e descrever conceitualmente os tipos de pavimentos; - apresentar todas as etapas que devem conter um projeto de pavimentação - Realizar avaliação estrutural do pavimento já existente - Solucionar as deformações asfálticas na Cidade de Jau – SP METODOLOGIA O seguinte trabalho consiste em um estudo descritivo, de caráter exploratório, por meio de um estudo de caso. O primeiro capítulo é composto por uma introdução do tema, apresentando justificativa e objetivos geral e específicos. A abordagem quanto à revisão da literatura é realizada no segundo capítulo, onde são apresentados e discutidos os principais conceitos de pavimentação além de definir e explicar um pouco sobre as camadas que compõem a estrutura de um pavimento. No terceiro capítulo são apresentadas as etapas da obra de pavimentação, iniciando por um projeto básico, composto pelo levantamento do terreno e o estudo do pavimento já existente. Será apresentado no quarto capitulo o estudo de caso que irá consistir em um estudo das deformações do pavimento em determinados trechos das vias de rodagem da Cidade de Jau- SP. Após toda a parte de projeto será apresentado uma solução ao revestimento. Finalmente no quinto capitulo serão apresentados as conclusões do presente trabalho juntamente com as referências bibliográficas que serviram como material de pesquisa. PAVIMENTAÇÃO “Sem estradas adequadas não apenas continuaremos a ser uma região fora do espectro das nações desenvolvidas, como também continuaremos a ser um País que não oferece acesso adequado de bens para sua população. Não nos ufanemos, portanto, de nossa infraestrutura rodoviária, ainda bastante arcaica, que demonstra baixa tecnologia a serviço, reflexo de nosso atraso como sociedade moderna” (BALBO, 2007). Segundo Bernucci et al (2006) pavimento é: [...] uma estrutura de múltiplas camadas finitas, construída sobre a superfície final de terraplanagem, destinada técnica e economicamente a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima, e a propiciar aos usuários melhoria nas condições de rolamento, com conforto, economia e segurança. Para Danieleski (2004) define pavimento como: [...] uma estrutura construída após terraplanagem e destinada, econômica e simultaneamente, em seu conjunto, a: a) resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; b) melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; c) resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento. CONCEITO, DEFINIÇÃO DE PAVIMENTO E TIPOS O pavimento é um revestimento sobre uma superfície, que constitui uma base horizontal composto por diversas camadas sobrepostas de diferentes materiais, estes materiais são compactados a partir do subleito, chamado também de CFT – Camada Final de Terraplenagem. Destinado a resistir aos esforços referentes ao tráfego de veículos elevando sua durabilidade e proporcionar aos usuários melhores condições de rolamento, conforto e segurança. É definido como sendo um sistema de várias espessuras que se assentam sobre um espaço exercendo a função de fundação da estrutura, chamada de subleito. Figura 1- Estrutura das camadas do pavimento “Em todos os locais de locomoção de pessoas e veículos haverá esforço vertical realizado pelo peso dos mesmos denominados de solicitação, em alguns locais mais e outros locais quase desprezíveis, e essa solicitação será repassada para o pavimento que por sua vez deverá resistir e redistribuir esses esforços para a sua estrutura independentede sua intensidade. Além do esforço vertical, o pavimento deverá resistir aos esforços horizontais existentes no pavimento. Para isso, um estudo do solo e das solicitações deverá ser realizado para que o projeto e a obra de pavimentação resista a todas essas solicitações e tenha uma maior durabilidade.” (ROSSI, 2017, p. 12) A diferença essencial entre os tipos de pavimentos é basicamente como eles irão distribuir a carga recebida pelo volume do trafego para o subleito daquela estrutura. PAVIMENTO FLAXÍVEL De acordo com o Manual de Pavimentação do DNIT (2006), os pavimentos flexíveis são aqueles compostos por um revestimento superficial asfáltico apoiados em camadas de base, sub-base e de reforço do subleito, constituídos por materiais granulares sem a adição de cimento, e quando aplicado um carregamento sobre o pavimento flexível, todas as camadas trabalham em conjunto, este sofre deformação elástica em todas as camadas de forma que a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes e com pressões concentradas. Este tipo de pavimento são indicados em vias de tráfego menos pesado. Camadas granulares de base e sub-base são componentes essenciais para o desempenho de pavimentos flexíveis. Sua função principal é a de reduzir as tensões provocadas pelas cargas repetidas do tráfego e transmiti-las ao subleito. Diferentemente do pavimento rígido, o flexível apresenta menor resistência a impactos, moldando-se conforme a carga imposta. Figura 2- Estrutura do pavimento flexível Segundo Balbo (2007), o pavimento flexível é o qual a absorção de esforços se dá de forma dividida entre várias camadas, encontrando-se as tensões verticais em camadas inferiores, concentradas em região próxima da área de aplicação da carga. Figura 3- Resposta mecânica do pavimento flexível Com relação aos materiais utilizados nos pavimentos flexíveis, os agregados correspondem entre 90% e 95% do revestimento, sendo responsável por suportar e transmitir as cargas aplicadas pelos veículos e resistir ao desgaste sofrido pelas solicitações. Já o material betuminoso – asfalto, corresponde entre 5% e 10% do revestimento, tendo função aglutinante e ação impermeabilizante (BERNUCCI 2010). PAVIMENTO RÍGIDO “A pavimentação rígida é toda pavimentação cuja rigidez é muito elevada em relação às camadas inferiores, absorvendo assim todas as tensões que advém do carregamento nela aplacada.” (DNIT, 2006) Segundo Bernucci et al. (2010), os pavimentos rígidos são aqueles em que o revestimento é constituído por placas de concreto de cimento Portland. Revestimento este que possui elevada rigidez em relação às camadas inferiores e espessura fixa em função da resistência à flexão das placas, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado. São aqueles cuja base é o cimento e indicados para vias em que possui tráfego pesado de veículos. Caracterizam-se por oferecer resistência às cargas empregadas e ao desgaste, absorvendo quase toda a tensão, estes apresentam pouca ou nenhuma deformação, garantindo elevada durabilidade da estrutura e requerendo baixíssima manutenção, diminuindo significativamente o risco de acidentes relacionados à condição da rodovia. Figura 4- Resposta mecânica do pavimento rígido Para Balbo (2009), essas placas de concreto de cimento Portland são assentadas sobre o solo de fundação ou uma sub-base, no qual desempenham as funções de revestimento e base, podendo ou não ser armadas com barras de aço. Figura 5- Estrutura do pavimento rígido Segundo Balbo (2009), o revestimento do pavimento rígido é feito com concreto, o qual pode ser elaborado por pré moldagem ou produção in loco, e dos tipos de pavimentos rígidos existentes, o pavimento de concreto simples – PCS é o mais comum na pavimentação rodoviária. “O pavimento de concreto também conhecido como pavimento rígido, por absorver grandes tensões de tração na flexão produzidas pelo carregamento, não requer, necessariamente, uma fundação de grande suporte, mas sim, um suporte constante e uniforme. Este tipo de pavimento produz uma bacia de deformação, na fundação, menor que aquela produzida por pavimentos flexíveis. Devido a isto, as camadas subjacentes são mais protegidas quanto às deformações.” (Rodrigues, 2003) PAVIMENTO SEMIRRÍGIDO Os Pavimentos Semirrígidos, assim como os flexíveis, também são revestidos de material asfálticos, porém o que diferencia um do outro é a presença de ligantes hidráulicos em sua base, com o intuito de alcançar uma camada com rigidez suficiente para resistir às cargas de tráfego de projeto. Este tipo de pavimento tem uma deformidade maior que o rígido e menor que o flexível. Segundo o Manual Pavimentos Flexíveis e Rígidos do DER-Paraná (2008), pavimentos semirrígidos caracterizam-se por uma base cimentada quimicamente. Compõem de: Revestimento, Base Cimentada, Sub-Base Granular, Reforço do Subleito e Subleito. Figura 6- Estrutura de pavimento semirrígido Tipos de revestimento asfáltico Bernucci et al. (2010) define que o revestimento asfáltico é a camada superior destinada a resistir diretamente às ações do tráfego e transmiti-las de forma atenuada às camadas inferiores, impermeabilizar o pavimento, além de melhorar as condições de rolamento. O revestimento é composto por uma mistura constituída de agregados e ligantes asfálticos, sendo formado por quatro camadas principais: revestimento asfáltico, base, sub-base e reforço do subleito. · Concreto Betuminoso Usinado A Quente (CBUQ): É um dos tipos de revestimentos asfálticos mais utilizados nas vias urbanas e rodovias brasileiras, camada responsável por receber e auxiliar a carga dos veículos. É uma mistura normalmente composta de agregado miúdo, agregado graúdo, material de enchimento e um ligante. Este é obtido a partir da destilação fracionada do petróleo. A mistura dos agregados com o ligante é realizada à quente em uma usina de asfalto e transportada até o local de sua aplicação, por caminhões basculante. Após seu lançamento, a mistura é compactada por rolos compactadores até atingir a densidade especificada em projeto. Figura 7- Compactação do asfalto quente Fontes: Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos (Abeda) e Departamento Nacional de Infraestrutura de · Camada porosa de atrito (CPA): também conhecida por camada drenante, por apresentar grande volume de vazios que permite com que a água infiltre em seus poros e seja encaminhada para drenos laterais. Segundo Bernucci et al. (2010), essas misturas asfálticas a quente possuem normalmente entre 18 e 25% de vazios com ar – DNER-ES 386/99. A CPA é empregada como camada de rolamento com a finalidade funcional de aumento de aderência pneu-pavimento em dias de chuva. Esse revestimento é responsável pela coleta da água de chuva para o seu interior e é capaz de promover uma rápida percolação da mesma devido à sua elevada permeabilidade. É um pavimento poroso que tem como função diminuir os riscos de aquaplanagem. Figura 8- · Pré-misturado a frio (PMF): consistem em misturas usinadas de agregados graúdos, miúdos e de enchimento, misturados com emulsão asfáltica de petróleo à temperatura ambiente. Pode ser usado como revestimento de ruas e estradas de baixo volume de tráfego, e também como camada intermediária em operações de conservação e manutenção. Sua composição é necessário misturar o ligante asfáltico com água, obtendo uma emulsão asfáltica, com propriedades que permitem melhor a adesividade com os agregados. Figura 9- · Pré-misturado a quente (PMQ): consiste em uma mistura executada a quente, composta de agregado graduado, cimento asfáltico e, se necessário, melhorador de adesividade, espalhada e compactada a quente, com volume de vazios maior do que 12%. Composta por agregado mineral e cimento asfáltico de petróleo, espalhada e comprimida a quente. Essa mistura é feita a temperaturas elevadas, em torno de 100 °C, e o transporte e espalhamento do revestimento também devem ser feitos em altas temperaturas. Camadas O pavimento asfáltico é constituídopor quatro camadas principais: camada superficial asfáltica, apoiada sobre camadas de base, de sub-base e de reforço do subleito. Figura 10- “A estrutura do pavimento é composta de algumas camadas que serão construídas após a terraplenagem do local, acima do subleito e vão variar conforme a solicitação do trafego no local. Toda a estrutura do pavimento está acima do subleito que funciona como a fundação do sistema que irá receber os esforços absorvidos pelo pavimento. Acima desse subleito basicamente a estrutura do pavimento é constituído de uma regularização do subleito, um reforço de subleito, caso haja necessidade, uma sub-base acima desse reforço de subleito, seguido de uma base e por fim um revestimento.” (ROSSI, 2017, p. 19) 2.3.1. Regularização do subleito Concluídos os serviços de terraplenagem obtém-se uma superfície chamada leito, que limita superiormente o terreno de fundação do pavimento, usualmente chamado Subleito. A regularização não constitui propriamente uma camada de pavimento, sendo, a rigor, uma operação que pode ser reduzida em corte do leito implantado ou em sobreposição a este, de camada com espessura variável (Manual de Pavimentação – DNIT, 2006). Melhoria e preparo do subleito é o conjunto de operações que visa conformar a camada final de terraplenagem, mediante cortes e aterros de até 20 cm de espessura, conferindo-lhe condições adequadas de geometria e compactação, para recebimento de uma estrutura de pavimento. (C D T - CENTRO DE DESENVOLVIMENTO TECNOLÓGICO, 2017) A regularização deve dar à superfície as características geométricas — inclinação transversal — do pavimento acabado. Nos trechos em tangente, duas rampas opostas de 2% de inclinação — 3 a 4%, em regiões de alta precipitação pluviométrica — e, nas curvas, uma rampa com inclinação da superelevação (SENÇO, 2007). 2.3.2 Preparo do subleito “É uma camada de espessura constante, construída, se necessário, acima da regularização, com características tecnológicas superiores às da regularização e inferiores às da camada imediatamente superior, ou seja, a sub-base. Devido ao nome de reforço do subleito, essa camada é, às vezes, associada à fundação. No entanto, essa associação é meramente formal, pois o reforço do subleito é parte constituinte especificamente do pavimento e tem funções de complemento da sub-base que, por sua vez, tem funções de complemento da base. Assim, o reforço do subleito também resiste e distribui esforços verticais, não tendo as características de absorver definitivamente esses esforços, o que é característica específica do subleito.” (SENÇO, 2007). 2.3.3 Sub-base “A sub-base é a primeira das camadas próprias da pavimentação de uma rodovia, estas compreendidas como as camadas que tem função estrutural, sendo definidas nos dimensionamentos das rodovias.” (JUNIOR, 2014, p. 165) “O processo de execução de uma camada de sub-base assemelha-se ao de compactação de uma camada comum de aterro, uma vez que exige o espalhamento, umidificação e homogeneização do material, seguida da compactação.” (JUNIOR, 2014, p. 166) “É a camada complementar à base, quando, por circunstâncias técnicas e econômicas, não for aconselhável construir a base diretamente sobre a regularização ou reforço do subleito. Segundo a regra geral — com exceção dos pavimentos de estrutura invertida - o material constituinte da sub-base deverá ter características tecnológicas superiores às do material de reforço; por sua vez, o material da base deverá ser de melhor qualidade que o material da sub-base. (BALBO, 2007). 2.3.4. Base “A base é a camada de pavimentação destinada a resistir aos esforços verticais oriundos dos veículos, distribuindo-os adequadamente à camada subjacentes.” (JUNIOR, 2014, p. 172) “É a camada mais importante da estrutura do pavimente, pois fica localizada logo abaixo do revestimento do pavimento, seja rígido, semirrígido ou flexível, pois será responsável pelo suporte estrutural do pavimento tendo que dissipar as cargas para as próximas camadas, reduzindo sua intensidade. Caso a qualidade da base não seja boa será muito provável que aconteça algum dano a esse pavimento.” (ROSSI, 2017, p. 22) “A fim de garantir o atingimento do Grau de Compactação 100% a espessura da camada compactada de Base não deve ser superior a 20 cm. E, para evitar-se que a camada se desagregue, não devem ser aceitas espessuras inferiores a 10 cm.” (JUNIOR, 2014, p. 176) 2.3.4 Revestimento “O revestimento do pavimento é a última camada existente na estrutura. Ela irá receber diretamente a ação do tráfego e será diretamente ligada a qualidade do subleito. O revestimento é a camada que apresenta o material com o maior custo da estrutura, então deverá ter sua espessura respeitada para que não haja a redução da resistência daquele pavimento.” (ROSSI, 2017, p. 22) “É a camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do tráfego e destinada a melhorar a superfície de rolamento quanto às condições de conforto e segurança, além de resistir ao desgaste, ou seja, aumentando a durabilidade da estrutura.” (SENÇO, 2007). Figura 11- Estrutura do pavimento “A utilização do CBUQ como alternativa para reabilitação de calçamentos e pavimentos de concreto de cimento Portland motivou o aumento substancial da extensão da malha viária com revestimento asfáltico. Dados da Secretaria Municipal de Obras e Viação mostram que ocorreu um acréscimo de 20% da ext6enção revestida com este material nos últimos 14 anos.” (DANIELESKI, 2004, p. 46). “A escolha do tipo de revestimento superficial é efetuada tendo em conta as características da superfície sobre a qual este irá ser aplicado, o seu estado de conservação e o objetivo de aplicação do revestimento.” (JIMENEZ, 2006, p. 129). “O revestimento superficial é um tratamento que consiste na execução de uma ou mais aplicações de um ligante hidrocarbonado sobre a superfície a tratar, alternada com uma ou várias camadas de agregados com granulometria uniforme.” (JIMENEZ, 2006, p. 128). BIBLIOGRAFIA BALBO, José Tadeu. Pavimentos de Concreto. São Paulo, Oficina de Textos, 2009. BALBO, José Tadeu. Pavimentação Asfáltica: Materiais, projetos e restauração. São Paulo, Oficina de Textos, 2007. BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação asfáltica: Formação básica para engenheiros. Rio de Janeiro: Petrobrás: ABEDA, 2008. 475p. BERNUCCI, Liedi B.; MOTTA, Laura M. G.; CERATTI, Jorge A. P.; SOARES, Jorge B. Pavimentação Asfáltica – formação básica para engenheiros. 3ª Edição. Rio de Janeiro, Imprinta, 2010. CONFEDERAÇÃO NACIONAL DO TRANSPORTE - CNT (2014) Atlas do Transporte 2006. Brasília: CNT,2006. Disponível em: . Acesso em: 11 de abr. 2015. JIMENEZ, Feliz Eduardo Pérez. Manual de pavimentação. Barcelona, Cepsa, 2006. JUNIOR, Elci Pessoa. Manual de Obras Rodoviárias e Pavimentação Urbana: Execução e Fiscalização. São Paulo, Pini, 2014. Rodrigues, L. F.; Comportamento Estrutural de placas de concreto apoiadas sobre base granular. 192p.; Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil, Universidade Federal de Goiânia (UFG), Goiânia, 2003. SENÇO, W. de. Manual de Técnicas de Projetos Rodoviários. 1. ed. São Paulo: Pini, 2007. image3.png image4.png image5.png image6.jpeg image7.jpeg image8.jpeg image9.jpeg image10.jpeg image11.jpeg image1.png image2.png