CENTRO UNIVERSITÁRIO CESMAC
WALLEY ANDERSON BARBOSA DE OLIVEIRA
APLICAÇÃO DOS CONCRETOS RÍGIDO E ASFÁLTICO NOS PAVIMENTOS DOS TRECHOS DA BR-101 NOS MUNICÍPIOS DE MESSIAS, FLEXEIRAS E NOVO LINO NO ESTADO DE ALAGOAS.
MACEIÓ/AL 2017/2
WALLEY ANDERSON BARBOSA DE OLIVEIRA
APLICAÇÃO DOS CONCRETOS RÍGIDO E ASFÁLTICO NOS PAVIMENTOS DOS TRECHOS DA BR-101 NOS MUNICÍPIOS DE MESSIAS, FLEXEIRAS E NOVO LINO NO ESTADO DE ALAGOAS.
Trabalho de conclusão apresentado como requisito final, para a conclusão do curso de Engenharia Civil CESMAC, sob a orientação da professora Roseneide Honorato dos Santos.
MACEIÓ/AL 2017/2
AGRADECIMENTOS
A Deus, pelo dom da vida e pela permissão de concretizar mais uma etapa. A Profª. Ma. Roseneide Honorato dos Santos, pela orientação neste trabalho, amizade, empenho e confiança. Aos meus pais Fernando Augusto e Vera Lúcia, por todo amor, cuidado e incentivo em todos os momentos. Aos meus irmãos Waldeângela, Ricardo, Fernando Jr. e Felipe Gabriel por todo carinho, apoio, incentivo e compreensão. A minha linda namorada Luma, que me ajudou nesse momento com muito amor, carinho e compreensão. Aos professores da graduação, pelos ensinamentos transmitidos. Aos colegas do curso.
RESUMO
Os pavimentos são sistemas onde a sua estrutura é formada por camadas colocadas sobre uma fundação denominada subleito. A estrutura de um pavimento irá depender da espessura das camadas presentes nele, da rigidez e do subleito. As estruturas de pavimentos são divididos em rígidos e flexíveis. O primeiro por sua vez, consiste associados de concreto de cimento formado por uma camada superficial apoiada sob placas armadas denominada sub-base. Os pavimentos flexíveis são compostos por um revestimento ou camada asfáltica formada por materiais granulares e/ou misturas de solos. A escolha do pavimento irá depender do volume do tráfego do local e das condições ambientais, sendo assim o suporte do subleito e a espessura das camadas podem ser modificadas para melhor adaptação dessas condições. Dessa maneira, como objeto de estudo deste trabalho foram escolhidos os trechos da BR-101 que cruzam as cidades de Messias, Flexeiras e Novo Lino por estarem em obras de duplicação e recapeamento e, apresentarem os tipos de pavimentos que serão destacados neste trabalho. No total, são 274 Km (Duzentos e setenta e quatro quilômetros) de obras de duplicação na BR-101 que percorre o Estado de Alagoas. Foram realizadas visitas para verificar o andamento das obras, e do processo de pavimentação, além da realização de registros fotográficos. Além disso, foi aplicado um questionário ao encarregado pela obra, coletando dados como o tipo de pavimento utilizado, tempo de duração, custos, principais materiais e empresas envolvidas. Dessa maneira o objetivo deste estudo é analisar in loco a aplicação do concreto rígido e do concreto flexível, verificando os resultados da utilização desses pavimentos, suas composições, benefícios e viabilidade na construção de rodovias.
Palavras-chave: pavimentos rígidos, pavimentos flexíveis, rodovias
ABSTRACT
The pavements are systems in their structure and formed by layers placed on a foundation called subbed. A structure of a floor and depend on the thickness of the layers present, the rigidity and the subgrade. The floor structures are divided into rigid and flexible. The first one in turn, consisting of cement concrete formed by a surface layer supported under the armadas called sub-base. Flexible pavements consist of a layer or layer of atmospheric forms by granular materials and / or mixtures of soils. The choice of pavement depends on the volume of the local traffic and the environmental conditions, so the support of the subgrade and a thickness of the layers can be modified to better adapt the conditions. In this way, the BR-101 sections that cross as Messias, Flexeiras and Novo Lino cities were selected as duplication and recapitulation, presenting the types of pavements highlighted in this study. Altogether, there are 274 km (two hundred and seventy-four miles) of duplication works on BR- 101 that runs through the State of Alagoas. Visits were carried out to verify the progress of the works and the paving process, as well as the realization of photographic records. In addition, a questionnaire was applied to the person in charge of the work, collecting data such as the type of pavement used, length of time, costs, main materials and companies involved. In this way or the objective of this study is to analyze in situ the application of rigid concrete and flexible concrete, verifying the results of the use of the pavements, their compositions, benefits and feasibility in the construction of highways.
Keywords: rigid pavements, flexible pavements, highways
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Trecho das obras de duplicação...... 11 Figura 2. As cidades destacadas em vermelho foram beneficiadas com as obras de duplicação...... 13 Figura 3. Frota de veículos da cidade Novo Lino...... 14 Figura 4. Frota de veículos da cidade de Flexeiras ...... 15 Figura 5. Frota de veículos da cidade de Messias ...... 15 Figura 6. Pavimento flexível ...... 21 Figura 7. Pavimento rígido...... 23 Figura 8. Início da obra de duplicação na BR-101 no trecho de Messias ...... 26 Figura 9. Ordem de montagem do pavimento ...... 27 Figura 10. Pavimento rígido. Obra finalizada e liberada para tráfego no trecho da BR- 101 na cidade de Messias ...... 28 Figura 11. Pavimento em concreto rígido com os cortes das juntas de retração ..... 29 Figura 12. Armações de aço no concreto rígido ...... 29 Figura 13. Pavimento em concreto flexível ...... 30 Figura 14. Pavimento em concreto flexível no trecho da BR-101 antes da duplicação, na cidade de Novo Lino, Alagoas ...... 31 Figura 15. Espessura do pavimento flexível no trecho da BR-101, na cidade de Flexeiras...... 31 Figura 16. Tecnologia whitetopping ...... 33
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...... 10 1.1 Histórico da BR-101 ...... 11 1.1.1 Pavimentos em concreto rígido e asfáltico nos trechos da BR-101 que cruzam os municípios de Messias, Flexeiras e Novo Lino ...... 11 1.2 A problematização ...... 15
1.3 Objetivos ...... 17 1.3.1 Objetivo geral ...... 14 1.3.2 Objetivo específico ...... 14 1.4 Justificativa ...... 17 1.5 Metodologia ...... 18 2 REFERENCIAL TEÓRICO: PAVIMENTAÇÃO - HISTÓRICO, TIPOS, ESTRUTURA E SUAS TECNOLOGIAS ...... 19 2.1 Histórico da pavimentação ...... 19 2.2 Tipos de pavimentação ...... 20 2.3 Pavimentos em concreto flexível ...... 21 2.4 Pavimentos em concreto rígido ...... 23 2.5Tecnologias aplicadas ...... 25 2.5.1 Tecnologias dos pavimentos flexíveis ...... 25 2.5.2 Tecnologias dos pavimentos rígidos ...... 26 3 DIAGNÓSTICO DO LOCAL ...... 27 4 CONCLUSÃO ...... 36
REFERÊNCIAS ...... 37
ANEXO 1...... 39
APÊNDICE 1 ...... 40
10
1 INTRODUÇÃO
As estruturas de pavimentos são sistemas de camadas sobre uma fundação chamada subleito. O comportamento estrutural depende da espessura de cada uma das camadas, da rigidez destas e do subleito, bem como da interação entre as diferentes camadas do pavimento. A engenharia rodoviária subdivide as estruturas de pavimentos segundo a rigidez do conjunto: em um extremo, têm-se as estruturas rígidas e, no outro, as flexíveis (SOUZA, 1980). Os pavimentos rígidos, em geral associados aos de concreto de cimento, são compostos por uma camada superficial (placas armadas ou não), apoiada geralmente sobre uma camada de material granular ou de material estabilizado com cimento (chamada sub-base), assentada sobre o subleito ou sobre um reforço do subleito quando necessário. Existem algumas tecnologias possíveis de agregar o pavimento rígido ao asfalto, a saber whitetopping (WT). Esta técnica de reabilitação consiste em um revestimento asfáltico, podendo ser flexíveis, invertidos ou semirrígidos; onde o pavimento de concreto é aplicado de forma direta sobre eles, com ou sem camadas de nivelamento (PINTO et. al, 2015). Os pavimentos flexíveis, em geral associados aos pavimentos asfálticos, são compostos por camada superficial asfáltica (revestimento), apoiada sobre camadas de base, de sub-base e de reforço do subleito, constituídas por materiais granulares, solos ou misturas de solos. Dependendo do volume de tráfego, da capacidade de suporte do subleito, da rigidez e espessura das camadas, e condições ambientais, uma ou mais camadas podem ser suprimidas (PESSOA, 2014).
O objetivo deste estudo é analisar in loco a aplicação do concreto rígido e do concreto flexível, destacando as vantagens e desvantagens de cada um, suas propriedades, verificando os resultados da utilização desses produtos, suas composições, seus benefícios e viabilidade na construção de rodovias.
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1.1 Histórico da BR-101
A BR-101 é uma rodovia federal, considerada a mais extensa do Brasil (ANEXO 1), sendo denominada também como Rodovia Governador Mário Covas tem o seu início localizado na cidade de Touros-RN sendo finalizada na cidade de São José do Norte-RS. Foi construída pelo Exército Brasileiro, percorrendo por doze estados brasileiros a saber, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, Alagoas, Sergipe, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul (WAQUED, 2017). Seguindo no sentido norte/sul do Rio Grande do Norte ao Rio Grande do Sul, percorrendo por praticamente todo o litoral brasileiro (ALVARENGA, 2010). No Nordeste essa rodovia encontra-se com trechos em duplicação desde 2005 que vai de Natal a Salvador. As obras não foram concluídas, mas de acordo com o projeto a previsão de término seria para o ano de 2016 (ALVARENGA, 2010). No entanto até o presente ano as obras não foram finalizadas devido a erros de projeto e a construtora que foi contratada inicialmente abandonou a obra. . 1.1.1. Pavimentos em concreto rígido e asfáltico nos trechos da BR-101 que interligam os municípios de Messias, Flexeiras e Novo Lino.
Os objetos de estudo deste trabalho foram os pavimentos flexível e rígido das obras de duplicação da BR-101 em três municípios do Estado de Alagoas. Esses dois grupos de pavimentos podem ser encontrados na BR-101 na sua forma flexível (pavimento utilizado antes da duplicação) e rígido, aplicado nas obras de duplicação. O investimento na obra da rodovia gira em torno de R$ 300.000.000,00 (trezentos milhões), para que esta seja completa. A duplicação irá beneficiar cerca de 1,5 milhões de pessoas. Além da duplicação, está incluída a requalificação do pavimento que consiste na aplicação de uma ou mais camadas, geralmente asfálticas, sobre a estrutura de um pavimento já existente, com a finalidade de aumentar a capacidade estrutural e correção de deficiências superficiais existentes, e a construção de dois viadutos que irão interligar a BR-101 a BR-104 com o objetivo de melhoria em segurança, redução de acidentes e no fluxo de veículos na região (CARVALHO, 2010). A figura 1 demarca os trechos da BR-101 a serem duplicados.
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Figura 1. Trecho das obras de duplicação.
Fonte: Google Maps, 2017.
De acordo com o projeto da duplicação da BR-101, as obras foram divididas em seis lotes, de início, cinco deles foram licitados e tiveram suas obras iniciadas. Os trechos atendidos pelo projeto são:
Novo Lino
Colônia Leopoldina
Com acesso à cidade pela AL-110
Joaquim Gomes
Flexeiras
Com acesso à cidade pela AL-130
Messias
Rio Largo 13
Com acesso à cidade pela AL-210
Maceió
Com acesso à cidade pela BR-104 e BR-316
Pilar
Com acesso à cidade pela BR-316
Marechal Deodoro
Com acesso à cidade pela AL-215
São Miguel dos Campos
Com acesso à cidade pela AL-220 e AL-110
Campo Alegre
São Sebastião
Penedo
Com acesso à cidade pela AL-229
Porto Real do Colégio
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As cidades destacadas em vermelho foram beneficiadas com as obras de duplicação. Figura 2. As cidades destacadas em vermelho foram beneficiadas com as obras de duplicação.
Fonte: Google Maps, 2017.
Para o estado de Alagoas observa-se que o trecho que vai de Novo Lino até a cidade de Joaquim Gomes já foi concluído e liberado para tráfego totalizando 46,4 km de extensão. Porém, há um segmento de 10 km que corta uma área indígena conhecida como Wassu Cocal aguarda liberação da Fundação Nacional do Índio (Funai) para ter sua duplicação iniciada. Já o trecho (Lote 3) que vai de Joaquim Gomes, passando por Flexeiras e Messias, sendo finalizada em Rio Largo ainda está em andamento. São 45,9 Km de extensão no total, porém tiveram as obras intensificadas em maio de 2016, garantindo um avanço de 60% da obra. Os investimentos nessa obra da BR-101 pretende atender aos Estados de Pernambuco, Alagoas, Sergipe e Bahia. Dessa maneira, a obra finalizada será um eixo de integração da região Nordeste, ligando o Rio Grande do Norte a Bahia, promovendo o turismo, e fortalecendo o escoamento da produção (RIBEIRO, 2012).
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1.2 A problematização
As obras de duplicação e recapeamento da rodovia é uma meta estratégica do governo para gerar emprego e renda nas cidades dos trechos da BR-101 em Alagoas, sendo uma ferramenta para o aumento do crescimento econômico da região. Segundo dados fornecidos pelo IBGE houve aumento da população, consequentemente aumento na frota de veículos em cada cidade como demostrado nos infográficos abaixo das cidades de Novo Lino, Flexeiras e Messias, respectivamente.
Figura 3. Frota de veículos da cidade Novo Lino
Fonte: DENATRAN, 2016.
Figura 4. Frota de veículos da cidade de Flexeiras
Fonte: DENATRAN, 2016. 16
Figura 5. Frota de veículos da cidade de Messias
Fonte: DENATRAN, 2016.
Alagoas teve sua frota aumentada em cerca de 12 %, entre janeiro de 2014 e dezembro de 2016. De acordo com o Departamento Estadual de Trânsito (Detran-AL) durante esse período a frota passou de 670.715 para 753.180. Os infográficos acima que correspondem às cidades de Novo Lino, Flexeiras e Messias demonstram o aumento na frota de automóveis e motocicletas. Outro fator para esse aumento é a linha de crédito oferecida pelo governo ao produtor rural para compra de veículo que consiste em financiamento efetivado nos bancos que operam essa linha de crédito. Esse programa é chamado de Programa Nacional de Fortalecimento da Agricultura Familiar (Pronaf). Os modelos dos carros ofertados são com carroceria para facilitar o transporte de frutas e hortaliças (PRONAF, 2017).
As motocicletas também ganharam espaço devido a facilidade de compra e melhor custo-benefício. Esse meio de transporte tem uma participação significativa nos financiamentos de veículos no Nordeste entre o período de setembro de 2012 a setembro de 2014. As motos corresponderam, em média, a 34% de todas as vendas por meio de financiamento na região. Dessa maneira, faz-se necessário o recapeamento e a duplicação de vias para atender a demanda veicular de cada região, contribuindo para a redução do número de acidentes, e interligando cidades para melhoramento da economia (RIBEIRO et. al, 2015). 17
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo geral
O objetivo deste estudo é analisar in loco a aplicação do concreto rígido e do concreto flexível, destacando as vantagens e desvantagens de cada um, suas propriedades, verificando os resultados da utilização desses produtos, suas composições, seus benefícios e viabilidade na construção de rodovias.
1.3.2 Objetivos específicos
Realizar visitas técnicas aos trechos em obras e coletar dados e informações dos componentes dos pavimentos. Demonstrar as propriedades que se enquadram na composição desses materiais e analisar o seu custo-benefício. Descrever as particularidades do concreto rígido e concreto flexível.
1.4 Justificativa
Os trechos da BR-101 que cruzam as cidades de Messias, Flexeiras e Novo Lino foram escolhidos por estarem em obras e apresentarem os tipos de pavimentos para coleta de dados deste estudo. São 274 Km no total da BR-101 que percorrem o Estado de Alagoas, porém apenas 100 km tiveram a duplicação concluída. Em alguns pontos houve atraso nas obras e em outros não foram iniciadas. O Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes de Alagoas (DNIT-AL) afirma que foram investidos até agora, cerca de R$ 230.000.000,00 (duzentos e trinta milhões); esse valor foi pago a um consórcio de construtoras.
Em dezembro de 2012 a empresa não quis renovar o contrato abandonando assim a obra trazendo consequências evidentes como trechos incompletos e erros de projeto. Durante as visitas técnicas, a parte geotécnica tais como topografia do local, tipo de solo, volume de tráfego não foram disponibilizadas pela administração da empresa. A importância desta pesquisa, além do citado acima, trata de verificar o custo-benefício gerado pelos tratamentos asfálticos e de concreto para a região e seu entorno e principalmente registrar neste trabalho monográfico a tomada de decisão no âmbito técnico. 18
1.5 Metodologia
Este estudo teve inicialmente uma busca pelo referencial teórico que fundamentasse as análises propostas a partir do tema do trabalho. Foram utilizados para leitura e conhecimento do material, livros, revistas, teses, dissertações e ouvidas opiniões e comentários dos colaboradores dos trechos da BR-101 no âmbito deste estudo. Inicialmente foi escolhido o trecho da cidade de Messias, para verificar o andamento das obras de duplicação da estrada. Durante as visitas foram coletados dados dos processos de pavimentação, com o encarregado responsável pela obra, tais como tipo de pavimento utilizado, tempo de duração, entre outros.
Com a autorização da equipe, foram realizados registros fotográficos das etapas do processo e, foi aplicado um questionário pré-estabelecido, para a coleta de informações. Foram realizadas duas visitas, com duração média de duas horas cada (8h-10h), nos dias 26 e 27 de abril do corrente ano; não foi possível contatar o engenheiro, uma vez que o mesmo não estava no local. A entrevista foi realizada com o encarregado da obra, a serviço da empresa S.A. Paulista. Foi idealizado um questionário (APÊNDICE 1) contendo nove perguntas básicas com fins de obtenção de dados com os colaboradores para posteriormente adotar medidas.
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2 REFERENCIAL TEÓRICO: PAVIMENTAÇÃO - HISTÓRICO, TIPOS, ESTRUTURA E SUAS TECNOLOGIAS
2.3 Histórico da pavimentação Pavimentação é uma superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentados sobre um semi-espaço considerado teoricamente como infinito (infra-estrutura ou terreno de fundação) a qual é designada de subleito (DNIT, 2006).
A origem da palavra asfalto vem do antigo idioma acádio, que usava “asphaltic” com o significado de algo “firme ou estável”, nos tempos de Homero, na Grécia. Até o início do século XX, o asfalto era proveniente apenas de camadas geológicas, conhecido como “asfalto natural”. As primeiras evidências de utilização do asfalto foi há 3.000 a.C. onde era empregado para conter vazamentos em reservatórios no Oriente Médio (MEDINA, 2005).
Estima-se que o asfalto começou a ser usado para pavimentação entre os anos 625 e 604 a.C., e os registros mostram que foi na Babilônia a criação da primeira rodovia asfaltada, com material retirado de lagos pastosos de piche. Entre os anos 100 e 400, onde hoje é a Inglaterra um sistema de estradas foi construído pelos romanos, que ainda é considerado um modelo a ser seguido (PINTO et. al, 20015).
A partir do século XX, a produção de asfalto tem como matéria-prima o petróleo, que até então é considerado um material mais econômico e com maior pureza se comparado ao material extraído de lagos naturais (piche). Sendo assim, o asfalto utilizado atualmente, é um dos constituintes do petróleo. Sua obtenção acontece pelo processo de destilação, em que elementos tais como diesel, querosene e gasolina são separados por vaporização, fracionamento, condensação e no final por destilação a vácuo. Na indústria brasileira o asfalto utilizado na pavimentação tem ligação direta com a descoberta do petróleo e a sua extração a partir da década de 40, na Bahia. No Brasil, as primeiras vias a serem pavimentadas, foi no ano de 1952, nas cidades de Cordeirópoles e São Carlos, em São Paulo (MEDINA, 2005).
2.2 Tipos de pavimentação 20
Antes de um trecho ser pavimentado é necessária a identificação dos tipos de materiais de maior eficácia. A área circundante e o ambiente também são analisados afim de determinar a qualidade do pavimento, se ele suportará as intempéries do tempo, como chuvas intensas e a pressão do tráfego. A intensidade de tráfego na estrada é considerada um fato de extrema importância nesse processo, pois uma estrada com pouco trânsito não precisa ser reforçada tanto quanto uma estrada com altos níveis de tráfego (SOUZA, 1980).
Após este estudo, o tipo de pavimento é escolhido. O pavimento possui uma camada uma camada superior onde os carros passam por cima e uma camada de base que suporta essa camada superior e a protege contra o desgaste. Uma camada extra pode ser adicionada entre os dois pavimentos, oferecendo mais força e durabilidade. Os dois tipos de pavimentação que serão abordadas neste estudo serão os pavimentos em concreto flexível e cimento rígido.
2.3 Pavimentos em concreto flexível
A pavimentação flexível é aquela em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas (DNIT, 2006).
O pavimento flexível é criado a partir de uma mistura de materiais que são prensados ou compactados para dar mais força. Para criar um pavimento flexível, pequenas pedras são esmagadas, pressionadas e misturadas com uma cola conhecida como betume. O betume é aquecido a cerca de 150 graus Celsius antes de a pedra ser adicionada. As máquinas de pavimentação, em seguida, despejam a mistura sobre a estrada, criando o pavimento. O material de composição desse tipo de pavimento flexível pode ser adaptado para dar conta dos diferentes níveis de tráfego e dos padrões climáticos em regiões diferentes. A estrada é examinada antes de o pavimento flexível ser escolhido. Um engenheiro determina qual a frequência de uso da estrada, a quantidade de água que entra em contato com a estrada, quantas vezes as reparações teriam de ser feitas no futuro, e, assim, produz o orçamento (PESSOA, 2014). 21
O organograma abaixo demonstra os tipos de pavimentos flexíveis suas classificações e os tipos de materiais utilizados.
Organograma 1. Classificação dos revestimentos flexíveis
REVESTIMENTOS FLEXÍVEIS
POR BETUMINOSOS CALÇAMENTO
Por penetração Por mistura Alvenaria poliédrica Paralelepípedos
- Tratamentos - Pedra Superficiais - Betume betuminosos Na usina - Cimento - Macadames Betuminosos - Cerâmica
- Areia betume - Concreto betuminoso - Sheet asphalt
Fonte: (ANDRADE, 2013).
Organograma 2. Estrutura de um pavimento seja ele flexível ou rígido
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Subleito (terreno natural)
Regularização (correção de falhas)
Reforço do subleito (camada adicional)
CAMADAS Sub-base (camada complementar)
Base (suporte estrutural)
Revestimento (capa de rolamento)
Fonte: ANDRADE, 2013.
A figura abaixo demonstra a estrutura de um pavimento flexível: Figura 6. Pavimento flexível
Fonte: ANDRADE, 2013. Os materiais constituintes desse tipo de pavimento são: material asfáltico (aglutinantes), agregado graúdo (pedra ou seixo rolado) agregado miúdo (areia ou pó- de-pedra).
2.4 Pavimentos em concreto rígido 23
Esse tipo de pavimento consiste no revestimento com uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes do carregamento aplicado (Manual do DNIT, 2006). Um pavimento rígido, possui uma camada de base estabelecida e, uma laje de concreto é adicionada a ele. Os materiais podem ser alterados para manter uma maior estabilidade, dependendo da área e das condições da estrada.
Organograma 3. Os principais tipos de pavimentos rígidos
Placas de concreto simples
Placas de concreto simples com barra de transferência
Pavimento de concreto simples Placas de concreto simples com armadura distribuída descontínua Pavimento tipo Whitetopping
Placas de concreto simples com armadura distribuída contínua Pavimento estruturalmente armado
Pavimento de concreto rolado
TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Pavimento com peças pré- moldadas
Pavimentos sobre-laje em tabuleiros de obras de artes especiais
Fonte: BIANCHI et. al, 2008.
A figura abaixo demonstra a estrutura do pavimento rígido. Figura 7. Pavimento rígido 24
Fonte: ANDRADE, 2013.
Os materiais constituintes desse tipo de pavimento são:
Cimento Portland (comum) Agregado graúdo (brita) Agregado miúdo (areia) Água (tratada) Aditivos químicos (plastificante) Fibras (plásticas ou aço) Selante de juntas (moldado) Material de enchimento de juntas (fibras ou borracha) Aço
Nesse tipo de pavimento é necessária a utilização de juntas para o controle de fissuras na placa de concreto, que podem ser formadas por meio de corte ou ranhuras. As juntas podem ser transversais ou longitudinais e para manter as placas unidas usa- se barras de ligação; já para transferir as cargas de uma placa para outra faz-se uso de barras de transferência (PINTO et. al, 2015).
2.5 Tecnologias aplicadas 25
2.5.1 Tecnologias dos pavimentos flexíveis
Nesta seção serão destacadas duas tecnologias utilizadas em pavimentos flexíveis, os revestimentos betuminosos. Esse revestimento é constituído por uma associação de agregados e materiais betuminosos e esta associação pode ser realizada de duas maneiras; a saber: por penetração (direta e invertida) e, por misturas. O material betuminoso é uma mistura, escura e viscosa, composta por hidrocarbonetos pesados e outros compostos oxigenados, nitrogenados e sulfurados; esse tipo de material é utilizado como impermeabilizante e na pavimentação de estrada. O revestimento betuminoso por penetração direta, pode ser executado pela compactação e o espalhamento das camadas dos agregados com granulometria apropriada. Nesse processo cada camada após a compressão recebe uma aplicação de material betuminoso e, na sua última camada aplica-se agregado miúdos; o revestimento betuminoso acontece por penetração direta, sendo assim chamado de macadame betuminoso, que comporta espessuras variadas e maiores, em função do número de camadas e das faixas granulométricas correspondente, sendo utilizado como camada de base (PINTO et. al, 2015). Os revestimentos betuminosos por penetração invertida são executados com uma ou mais aplicações de material betuminoso, espalhamento e compressão de camadas de agregados com granulometria apropriada. De acordo com o número de camadas, tem-se então os intitulados e os tratamentos superficiais simples, duplos ou triplos; afim de impermeabilizar ou modificar a textura do pavimento já existente, esse processo é chamado capa selante (SENÇO, 1997). No processo de revestimentos betuminosos por mistura, antes de realizar a compressão o agregado é pré-envolvido com o material betuminoso. Se esse pré- envolvimento é realizada em usinas fixas, estes são denominados como os "pré- misturados propriamente ditos" e, quando o pré-envolvimento é realizado na própria pista, denomina-se "pré-misturados na pista" (road mixes) (SENÇO, 1997).
2.5.2 Tecnologias dos pavimentos rígidos 26
O método whitetopping é uma das tecnologias dos pavimentos rígidos, que consite em uma técnica de reabilitação do pavimento com revestimento asfáltico (flexíveis, invertidos ou semi-rígidos) em que o concreto é aplicado diretamente sobre ele, com ou sem camadas de nivelamento, conforme os procedimentos clássicos de projeto e construção dos pavimentos rígidos. De um modo geral não exige grande quantidade de serviços de reparação do pavimento asfáltico existente antes de sua colocação. De uma maneira geral, o pavimento antigo além de serem sanadas as suas deficiências, passa a ter desempenho de um novo pavimento rígido com todas as vantagens dessa técnica, tais como segurança, conforto de rolamento e a economia (PINTO et. al, 2015).
A utilização da camada rígida superposta a um pavimento flexível não é uma prática comum para reabilitar pavimentos, porém, se torna uma estratégia mais viável em algumas ocasiões de reabilitação, uma vez que é uma alternativa mais econômica quando deparado com pavimentos flexíveis seriamente danificados ou que estejam mais propensos a rápida deterioração sob o tráfego pesado ou em um meio ambiente mais agressivo. Nessas circunstâncias, aplica-se uma camada asfáltica nivelante sobre o pavimento já existente, que irá sanar as irregularidades presentes na superfície antes de lançar o pavimento rígido superposto (PINTO et. al, 2015).
A análise da estrutura da camada superposta é direta, uma vez que o pavimento flexível existente é o suporte composto da fundação, o superposto é então concebido e dimensionado como um novo pavimento rígido, onde o pavimento flexível existente irá desempenhar o papel da fundação. O novo pavimento poderá ser de concreto simples, seja ele com ou sem armadura não estrutural, seja composta ou não por barras de transferência, além de serem também do tipo estruturalmente armado (PESSOA, 2014).
Os métodos citados nesta seção são alternativos, onde a sua escolha deve ser realizada com base na região a qual pretende aplicá-lo , em função dos dados e projetos disponíveis.
3 DIAGNÓSTICO DO LOCAL 27
Este trabalho monográfico trouxe a oportunidade de verificar “in loco” alguns procedimentos executados na obra, em qualquer um dos sistemas construtivos empregados. Segue um sequenciamento por município do diagnóstico encontrado nos trechos rodoviários que foram dotados de pavimentação. Esta análise diagnóstica foi importante para a compreensão da tomada de decisão e posteriormente para efetuar este estudo. No município de Messias houveram duas visitas técnicas no trecho rodoviário em execução. A figura 8 mostra o início das obras de duplicação, com preparação do solo.
Figura 8. Início da obra de duplicação na BR-101 no trecho de Messias
Fonte: Disponível em:
A preparação do solo é de grande importância para que as condições do asfalto favoreçam a dirigibilidade, esse processo garante a integridade do pavimento por mais tempo. Durante essa etapa acontece o preenchimento de espaços vazios no solo para evitar posteriores afundamentos. Quando o processo de capeamento é realizado de forma precária, a rodagem de veículos pesados causam deformações no asfalto, dando origem a buracos e valas. Além disso, outros fatores como o calor e a velocidade podem ajudar a acelerar esse processo de deformação do solo.
Depois da preparação do solo, inicia-se a montagem do pavimento como representado na figura 9.
Figura 9. Ordem de montagem do pavimento. 28
Fonte: Autor, 2017.
Em (A) encontra-se o subleito. Essa camada é a parte do terreno a qual irão ser assentadas as camadas do pavimento, ou seja, o subleito é o terreno de fundação preparado para receber o pavimento industrial, essa é uma etapa importante, pois, é uma camada exigida pela transmissão de esforços do pavimento industrial ao solo.
Em (B) pode ser observada a sub-base. Nessa etapa são utilizados elementos estruturais intermediários que ficarão entre o piso em concreto e o subleito. A sub- base tem como principal função, o controle de deformações no pavimento de maneira a compatibilizar o comportamento das placas com o subleito. Dessa maneira a sub- base será responsável pela transferência dos esforços gerados pelo piso para a fundação. Em (C) observa-se a última etapa dessa fase de montagem, que é a aplicação da placa de concreto.
A figura 10, ainda no trecho de Messias, mostra que o pavimento utilizado foi o rígido. Na data da visita, esse trecho já havia sido liberado para o tráfego. Esse pavimento consiste no uso do concreto que é aplicado sobre a fundação onde os esforços de tração e compressão são resistidos apenas pelo concreto.
Figura 10. Pavimento rígido. Obra finalizada e liberada para tráfego no trecho da BR-101 na cidade de Messias 29
Fonte: Autor, 2017.
Esse trecho da BR-101, objeto de estudo deste trabalho foi construído a partir de pavimento rígido. Em entrevista com o responsável pela obra, o pavimento foi construído com placas de concreto colocadas sobre uma mistura de britas e cimento, as espessuras dessas placas pode variar de acordo com o volume do tráfego. Esse tipo de pavimento tem tempo de vida útil de 24 a 30 anos, com manutenção. Tendo em vista o pavimento flexível, o rígido é cerca de 30% mais mais caro, apesar do investimento ser mais alto, a durabilidade é maior, além de menos interrupções do tráfego no caso de reparos.
Segue abaixo as imagens que retratam os procedimentos para pavimentação no trecho rodoviário do município de Flexeiras. Nesse trecho foram realizadas duas visitas técnicas. Na figura 11 foi observada a presença dos cortes das juntas de retração e a figura 12 retrata as armações do pavimento em concreto rígido.
Figura 11. Pavimento em concreto rígido com os cortes das juntas de retração 30
Fonte: Autor, 2017.
Esses cortes têm como finalidade impedir a infiltração de água e de materiais sólidos como areia, pedregulhos, entre outros. A infiltração mesmo havendo uma sub- base adequada, mas que não é bombeável pode trazer danos e comprometer a durabilidade do pavimento como um todo, pois a água quando se move entre a sub- base e a placa de concreto pode causar erosão no pavimento.
Figura 12. Armações de aço no concreto rígido
Fonte: Autor, 2017. 31
As armações de aço são usadas de modo tridimensional, eliminando em praticamente 100% o uso de telas soldadas ou aços longos. Ao serem adicionadas ao concreto redistribuem as cargas apresentando resistência residual aos esforços que são aplicados; podem também ser aplicadas como um reforço de estruturas armadas. Essas armações são aplicadas no concreto para alterar a característica mecânica do concreto, passando de um material frágil para um material tenaz e dúctil. Essa técnica tem certo custo-benefício, pois não se faz necessário cortar e armar as ferragens, e o concreto pode ser lançado diretamente no local de aplicação.
Figura 13. Pavimento em concreto flexível
Fonte: Autor, 2017.
No trecho visitado observou-se que existem os dois tipos de pavimentos discutidos neste estudo, pavimento rígido e flexível. A busca por resistência, custo benefício e conforto para o condutor dependem dos tipos de pavimentos utilizados nas vias. Ao escolher o tipo de pavimento para determinado trecho, deve-se analisar a proximidade dos fornecedores dos materiais a serem utilizados, pois isso implica em maiores custos. Outro fator importante para a escolha do pavimento é conhecer o número de veículos que trafegam nessa via.
Figura 14. Pavimento em concreto flexível no trecho da BR-101 antes da duplicação, na cidade de Novo Lino, Alagoas 32
Fonte: Disponível em:
Figura 15. Espessura do pavimento flexível no trecho da BR-101, na cidade de Flexeiras
Fonte: Autor, 2017.
Dessa maneira, foi realizada uma análise das características dos dois tipos de pavimentos presentes neste estudo. 33
Quadro 1: Principais características dos pavimentos em concreto rígido e flexível
RÌGIDOS FLEXÌVEIS
Estruturas mais delgadas de Estruturas mais espessas(requer maior pavimento; escavação e movimento de terra) e camadas Resistente a ataques químicos tais multiplas; como óleos, graxas e combustíveis; É fortemente afetado por produtos Maior distância de visibilidade quimicos(oleos,graxas e combustiveis) horizontal, proporcionando ao Vida util maxima de 10 anos(com manutenção) condutor maior segurança. A superficie é muito escorregadia quando Menor necessidade de manutenção molhada; e conservação, mantendo o fluxo De cor escura,tem baixa reflexão de luz. normal de veículos; Maiores gastos com iluminação; Possui vida útil de no mínimo vinte Altas temperaturas ou chuvas abundantes anos; produzem degradação; Menor risco de derrapagem devido O asfalto é derivado do petroleo a textura da superfície; importado,misturado normalmente a Possui coloração clara, portanto tem quente,consome óleo combustível e divisas; melhor difusão de luz, reduzindo em Absorve a umidade com rapidez e, por sua 30% os gastos de iluminação na textura superficial,retém a água,o que requer vida; maiores caimentos. O concreto é preparado com materiais locais, a mistura é realizada a frio; A energia consumida é elétrica; Escoa melhor a água devido a melhor drenagem superficial; A camada de rolamento continua íntegra, não sendo afetada pelas intempéries; Baixo índice de porosidade, causando falta de aderência nas demarcações viárias. Fonte: BIANCHI et. al, 2008.
Durante a visita, observou-se que em algumas partes dos trechos foi utilizada a tecnologia Whitetopping (Figura 16). 34
Figura 16. Tecnologia whitetopping
Fonte: Autor, 2017.
Essa técnica consiste na reabilitação de pavimentos flexíveis utilizando concreto rígido, aplicando diretamente sobre os revestimentos que foram deteriorados, dessa maneira, essa técnica exige poucos serviços de reparação do pavimento flexível já existente. O whitetopping possui capacidade de ampliar de forma definitiva a vida útil e a capacidade de carga dos pavimentos, tendo custo de construção altamente competitivo; possui espessura mínima de 10 cm e pode ser aplicado em pavimentos flexíveis em qualquer estado de degradação.
No Brasil, essa técnica vem sendo bastante aproveitada para a reabilitação de estradas, portos, aeroportos, avenidas e corredores de ônibus. Essa técnica adquire ainda mais potencial de uso diante das requalificações urbanas solucionando a má qualidade das rodovias.
Quadro 2: Vantagens do uso da técnica whitetopping 35
Tecnologia Whitetopping A preparação da superfície deteriorada é mínima, requerendo a preparação da superfície somente em estágios muito avançados de degradação;
A vida útil está acima de 20 anos;
Economiza energia elétrica de iluminação e combustível, sendo então sustentável;
É colocado diretamente sobre o pavimento asfáltico existente;
Ideal para tráfego pesado e intenso;
Uso de concreto comum;
Elimina a reflexão de trincas;
Aumenta a segurança do usuário.
Fonte: CARVALHO, 2012.
4 CONCLUSÃO 36
Composto por cimento asfáltico, o pavimento flexível tem duração em torno de oito a doze anos, construído sobre base e sub-base , com mistura de areia e asfalto. Esse pavimento foi observado em maior parte dos trechos das cidades de Flexeiras, Messias e Novo Lino que ainda não foram duplicados. De acordo com o responsável pela obra, a espessura desse tipo de revestimento, pode variar de 15 a 20 centímetros a depender do fluxo de veículos no local, pois o peso das cargas pode diminuir o tempo de vida do material, além de outros fatores como as fortes chuvas. No Brasil, o pavimento flexível é feito para ter durabilidade de dez anos, porém, devido à falta de manutenção, esse asfalto dura apenas seis anos. Segundo o responsável da empresa S.A. Paulista, afirma que geralmente esse pavimento deve ser utilizado em vias de menor tráfego. Todo tipo de pavimento possui um ciclo de vida, e para garantir boas condições faz-se necessário um tipo de manutenção preventiva para verificar o grau de deformidade da pista antes que esta seja visível e assim, tomar medidas como recapeamento. De acordo com a pesquisa realizada, é possível concluir que os dois tipos de pavimento possuem coeficientes de atritos considerados seguros para pistas, como por exemplo, o revestimento em concreto flexível por ser menos rugoso possui maior possibilidade de derrapagem em dias de chuva, porém, para o motorista, esse revestimento é mais confortável, pois garante um rolamento mais silencioso por ser menos áspero em relação ao pavimento rígido.
REFERÊNCIAS 37
ALVARENGA, Evandro. Duplicação da BR-101 salva 142 sítios arqueológicos no Nordeste, 2010. Disponível em:
ANDRADE, M.H.F. Introdução à pavimentação, 2013. Disponível em:
RIBEIRO, Efrém; CASTRO, Juliana. Regiões Norte e Nordeste já têm mais motos do que carros, 2015. Disponível em:
DENATRAN, 2016. Ministério das Cidades, Departamento Nacional de Trânsito 2016. Disponível em:
Governador e ministro dos Transportes realizam vistoria em obra de duplicação. Disponível em:
MEDINA, J. e MOTTA, L.M.G. Mecânica de pavimentos. Rio de Janeiro. 2005. 2ª ed. NOSSA, Leandro. Duplicação da BR-101 começa após três anos de concessão, 2016. Disponível em:
RIBEIRO, Regina. Conclusão de trecho de ferrovia e da duplicação da BR-101 são estratégicas para escoar produção, 2012. Disponível em:
SENÇO, W. Manual de técnicas de pavimentação. São Paulo, editora PINI Ltda., 1997. v1. SOUZA, Murilo L. de. Pavimentação Rodoviária. 2ªed. Editora Ltc, 1980. v1. WAQUED, Rachid. MP permite ampliação do prazo para obras de duplicação em rodovias concedidas, 2017. Disponível em:
ANEXO 1 39
Mapa referente à demarcação da BR-101 do seu início até o seu final.
Fonte: Google Maps, 2017.
APÊNDICE 1 40
Abaixo segue o questionário apresentado encarregado da obra, para coleta de informações.
Nome do Engenheiro responsável (CREA): Não informado.
1. Qual o tipo de pavimento utilizado nesse processo de duplicação? 2. Quantos quilômetros de estrada receberá o pavimento? 3. Quais as empresas envolvidas na obra? 4. Quando teve início a obra? Qual a previsão de término? 5. Em quanto está orçada esta obra, aproximadamente? 6. Quais os principais materiais utilizados? 7. Quanto ao impacto ambiental, como a empresa se porta para evitar maiores danos ambientais? 8. A obra é considerada sustentável? Por quê? 9. Qual a vida útil do pavimento aplicado?