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Pavimentação Intertravada - Durabilidade e Sustentabilidade - Dissertação - Escola de Engenharia da UFMG
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ESCOLA DE ARQUITETURA
PS-GRADUAO EM AMBIENTE CONSTRUDO E PATRIMNIO
SUSTENTVEL
PAVIMENTO INTERTRAVADO:
UMA REFLEXO SOB A TICA DA
DURABILIDADE E SUSTENTABILIDADE
Dalter Pacheco Godinho
Belo Horizonte
2009
Dalter Pacheco Godinho
PAVIMENTO INTERTRAVADO:
UMA REFLEXO SOB A TICA DA DURABILIDADE E
SUSTENTABILIDADE
Dissertao apresentada ao Programa de
Ps-graduao em Ambiente Construdo e
Patrimnio Sustentvel da Escola de Arquitetura,
Universidade Federal de Minas Gerais, como
requisito parcial obteno do ttulo de Mestre.
rea de concentrao: Ambiente Construdo e
Patrimnio Sustentvel.
Linha de pesquisa: Pavimento Intertravado
Orientador: Prof. Dr. Abdias Magalhes Gomes
Belo Horizonte
Escola de Arquitetura da UFMG
2009
FICHA CATALOGRFICA
Godinho, Dalter Pacheco
G585p Pavimento intertravado: uma reflexo na tica da durabilidade e sustentabilidade / Dalter Pacheco Godinho - 2009.
157f. : il. Orientador: Abdias Magalhes Gomes. Dissertao (mestrado) - Universidade Federal de
Minas Gerais, Escola de Arquitetura.
1. Concreto pr-moldado Formas. 2. Materiais de
construo Durabilidade - Teses. 3. Desenvolvimento sustentvel Minas Gerais - Teses. I. Gomes, Abdias Magalhes. II. Universidade Federal de Minas Gerais. Escola de Arquitetura. III. Ttulo.
CDD : 693.544
iii
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ESCOLA DE ARQUITETURA
PS-GRADUAO EM AMBIENTE CONSTRUDO E PATRIMNIO
SUSTENTVEL
Pavimento Intertravado:
Uma reflexo sob a tica da durabilidade e sustentabilidade.
Dalter Pacheco Godinho
Dissertao apresentada ao Programa de
Ps-graduao em Ambiente Construdo e
Patrimnio Sustentvel da Escola de Arquitetura,
Universidade Federal de Minas Gerais, como
requisito parcial obteno do ttulo de Mestre.
Comisso Examinadora: ___________________________________ Prof. Dr. Abdias Magalhes Gomes DEMC/UFMG (Orientador) ___________________________________ Prof. Dr. Carlos Yukio Suzuki USP ___________________________________ Prof. Dr. Marco Antnio Penido Rezende Escola de Arquitetura/UFMG ___________________________________ Prof. Dr. Joo Julio Vitral Amaro Escola de Arquitetura/UFMG
Belo Horizonte, 30 de abril de 2009.
iv
memria de meu Pai.
Para minha Me.
v
AGRADECIMENTOS
Agradeo a todos que contriburam para a elaborao dessa dissertao:
Meu Mestre, Professor Dr. Abdias Magalhes Gomes, pelas valiosas
sugestes e discusses enriquecedoras.
Minha esposa Maria Clara e minhas filhas Bruna e Amanda, pela fora,
pelo apoio e pelo carinho. De quem privei momentos de convivncia, esta
dissertao por vocs e para vocs.
M.Sc. Eng. Edmundo Abi-Ackel, pelo incentivo ao incio dessa
empreitada, pela inestimvel ajuda na elaborao do texto e
disponibilizao de valiosos dados de experimentos laboratoriais, alm da
infindvel disposio em cooperar.
Professores da Escola de Arquitetura, que me permitam mencion-los
de forma carinhosa pelos nomes de tratamento em nosso dia-a-dia:
Eleonora, Marco Antnio, Taquinho, Leonardo, Joo Jlio, Roberta,
Lurdinha, Maria Anglica, Helosa, Ronaldo e Luiz. Agradeo a todos pelas
crticas e sugestes indispensveis, e, principalmente, por proporcionar
uma viso mais ampla e integrada da natureza humana e suas
idealizaes.
M.Sc. Eng. Abdo Hallack, pelas informaes tcnicas e calorosas
discusses sobre pavimentao.
Engenheiranda Deise Paraguay, pela pacincia na formatao desta
dissertao.
Em memria de meu grande mestre e orientador profissional, o eterno
amigo Eng. Mrcio Rocha Pitta, pelos ensinamentos sobre engenharia da
pavimentao e pelo trato despojado com que compartilhava seus
conhecimentos gerais.
Agradeo a Deus por todas as coisas, desde minha existncia at todas as
minhas conquistas, numa proposta constante de ser digno do Seu amparo.
vi
SUMRIO
LISTA DE FIGURAS .............................................................................................. VIII
TABELA ................................................................................................................. XI
LISTAS DE SMBOLOS E ABREVIATURAS .......................................................... XII
RESUMO............................................................................................................... XIII
1 INTRODUO .................................................................................................. 15
1.1 Consideraes Preliminares ......................................................................... 15
1.2 Objetivos da Dissertao .............................................................................. 17
1.3 Justificativa e Relevncia do Tema ............................................................... 19
1.4 Reviso Bibliogrfica .................................................................................... 21
2 VISO GLOBAL DOS PAVIMENTOS INTERTRAVADOS ............................. 23
2.1 Breve Histrico: Primeiros Passos ................................................................ 23
2.2 Estrutura Tpica de um Pavimento Intertravado ............................................ 34
2.2.1 Camada de Revestimento de PPC ..................................................... 37
2.3 Procedimentos de Construo dos PI ........................................................... 42
2.4 Caracterstica do Intertravamento Produzido pelas Peas do PI .................. 43
2.5 Caractersticas Funcionais dos Pavimentos Intertravados ........................... 48
3 PRINCIPAIS MTODOS DE DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
INTERTRAVADO .................................................................................................. 54
3.1 Antecedentes ................................................................................................ 54
3.2 O Estado-da-Arte dos Mtodos de Dimensionamento dos Pavimentos
Intertravados ......................................................................................................... 58
3.2.1 Dimensionamentos baseados na experincia de campo ................... 59
3.2.2 Dimensionamentos utilizando-se experincia de campo e ensaios
de laboratrio ................................................................................................ 60
3.2.3 Dimensionamentos fundamentados na equivalncia de materiais ..... 61
3.2.4 Dimensionamentos baseados em modelos numricos ...................... 63
3.3 Desenvolvimento e impasses ....................................................................... 64
vii
4 ANLISE DE NORMAS E DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO
INTERTRAVADO DESTINADO A TRFEGO LEVE ............................................. 65
4.1 Estgio Atual das Normas Internacionais e Brasileiras ................................. 65
4.1.1 Norma Brasileira Atual ........................................................................ 71
4.1.2 Parmetros necessrios a serem introduzidos na Norma Brasileira .. 73
4.1.3 Processo de reviso da normatizao europia ................................. 74
4.1.4 Processo norte-americano de normatizao e institucionalizao da
tecnologia de PPC ........................................................................................ 80
4.2 Sugestes para Elaborao da Norma de Pavimento Intertravado .............. 82
4.3 Dimensionamento para Trfego Leve ........................................................... 87
5 ANLISE DE CASO ....................................................................................... 92
5.1 Brumadinho................................................................................................... 92
5.1.1 Situao atual das peas usadas em Brumadinho ............................. 97
5.2 Mrio Campos ............................................................................................. 109
6 VIABILIDADE TCNICA E ECONMICA ..................................................... 112
6.1 Avaliao Funcional .................................................................................... 112
6.1.1 Permeabilidade ou Drenabilidade de PI ........................................... 112
6.1.2 Avaliao da Resistncia Derrapagem .......................................... 120
6.1.3 Conforto de rolamento ...................................................................... 124
6.1.4 Sintropia e Entropia .......................................................................... 127
6.2 Dados para Composio de Custo Comparativo e Anlise de Viabilidade . 131
6.3 Consideraes sobre o Mercado, as Normas e o Ambiente ....................... 137
7 CONCLUSES ............................................................................................ 139
8 REVISO BIBLIOGRFICA .............................................................................. 141
9 ANEXOS ...................................................................................................... 156
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 - Vila pia em Roma ....................................................................... 27
Figura 2.2 - Blocos de argila na cidade de Rio Branco, Acre. .......................... 29
Figura 2.3 - Rua de pavimento com pedras p-de-moleque localizada na cidade
de Paraty/RJ. ............................................................................................ 31
Figura 2.4 - Pavimento com pedras p-de-moleque no Caminho do Ouro. ... 32
Figura 2.5 - Estrutura tpica de um pavimento intertravado .............................. 35
Figura 2.6 - Distribuio da carga normal vertical provocada pela roda, ao longo
das camadas de um pavimento ................................................................ 36
Figura 2.7 - Principais tipos de assentamento das PPC .................................. 38
Figura 2.8 - Efeito do arranjo de assentamento das peas de concreto no
desempenho do pavimento sob solicitao do trfego. ............................ 39
Figura 2.9 - Formatos tpicos das PPC mais usuais ......................................... 40
Figura 2.10 - Formatos tpicos de PPC ............................................................ 41
Figura 2.11 - Efeito da espessura das peas de concreto no desempenho do
pavimento sob solicitao do trfego ........................................................ 42
Figura 2.12 - Procedimento de construo....................................................... 43
Figura 2.13 - Intertravamento horizontal. ......................................................... 44
Figura 2.14 - Intertravamento vertical ............................................................... 46
Figura 2.15 - Movimento de girao das peas pr-moldadas de concreto ..... 47
Figura 2.16 - Intertravamento rotacional .......................................................... 47
Figura 3.1 - Aparato de Knapton ...................................................................... 55
Figura 4.1 - Perda progressiva de nivelamento da superfcie do pavimento
devido a variaes de espessura nas PPC ............................................... 68
Figura 4.2 - Estrutura funcional do CEN e as subdivises do TC 178 .............. 76
Figura 4.3 - Ensaio de trao indireta .............................................................. 77
Figura 4.4 - Esquema do ensaio de trao por compresso na prpria PPC... 78
Figura 4.5 - Dispositivo de ensaio de trao, utilizado em ensaios de resistncia
.................................................................................................................. 78
Figura 4.6 - Fluxo de dimensionamento emprico para trfego leve Pedestres
e carros leves ............................................................................................ 89
ix
Figura 4.7 - Fluxo de dimensionamento emprico de PPC para trfego leve
veculos leves e poucos veculos pesados................................................ 90
Figura 5.1 - Vista parcial da cidade de Brumadinho ......................................... 92
Figura 5.2 - Peas pr-moldadas confeccionadas em Brumadinho ................. 94
Figura 5.3 - Bairro Silva Prado, Brumadinho .................................................... 95
Figura 5.4 - Varrio do rejunte de areia. Bairro Silva Prado, Brumadinho ...... 96
Figura 5.5 - Compactao do Pavimento Intertravado. Bairro Silva Prado,
Brumadinho ............................................................................................... 96
Figura 5.6 - Pavimento intertravado concludo, Bairro Silva Prado .................. 97
Figura 5.7 - Pavimento intertravado concludo, Bairro Silva Prado .................. 97
Figura 5.8 - Representao de uma pea de concreto de pavimento
intertravado, pea adquirida no mercado .................................................. 99
Figura 5.9 - Representao de um cilindro concreto moldado, utilizando
resduos de construo civil ...................................................................... 99
Figura 5.10 - Perspectiva de uma pea pr-fabricada de concreto, da Cidade de
Brumadinho/MG ...................................................................................... 100
Figura 5.11 - Prensa para o ensaio de compresso dos corpos de prova de
concreto, Laboratrio de Concreto, UFMG ............................................. 101
Figura 5.12 - Grfico com os resultado do ensaio a compresso .................. 102
Figura 5.13 - Mquina Amsler ........................................................................ 104
Figura 5.14 - Superfcie aps o ensaio de abraso do corpo de prova moldado
com agregados de resduos de construo e demolio ........................ 106
Figura 5.15 - Superfcie da pea de concreto para pavimentao intertravada
adquirida no mercado, aps o ensaio de abraso .................................. 107
Figura 5.16 - Superfcie da pea vinda de Brumadinho/MG, aps o ensaio de
abraso ................................................................................................... 107
Figura 5.17 - Grfico Desgaste por abraso .................................................. 109
Figura 5.18 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 110
Figura 5.19 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 110
Figura 5.20 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 111
Figura 5.21 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 111
Figura 6.1 - Constant Water Level Type Permeability Tester ......................... 115
x
Figura 6.2 - Gerador de Chuva Artificial ......................................................... 116
Figura 6.3 - Execuo dos pavimentos intertravados drenantes .................... 117
Figura 6.4 - Permeabilidade de pavimentos de Blocos de Concreto em vrias
idades ..................................................................................................... 118
Figura 6.5 - Pavimento intertravado drenante, pisograma ............................. 120
Figura 6.6 - Aplicao de pavimento intertravado drenantes. ........................ 120
Figura 6.7 - Valores de coeficientes de atrito dinmico em pavimentos
intertravados ........................................................................................... 124
Figura 6.8 - Tipos de pea e pavimento ......................................................... 125
Figura 6.9 - Cadeira manual ........................................................................... 126
Figura 6.10 - Cadeira eltrica ......................................................................... 126
Figura 6.11 - Medio realizada por Idrio Domigues em Ribeiro Preto/Ago
2001 ........................................................................................................ 129
Figura 6.12 - Economia de energia eltrica proporcionada pelos pavimentos
intertravados ........................................................................................... 129
Figura 6.13 - Economia de energia eltrica proporcionada pelos pavimentos
intertravados. .......................................................................................... 130
xi
TABELA
Tabela 4.1 - Requisitos fsicos para produo de PPC no Brasil ..................... 72
Tabela 4.2 - Granulometria da areia para o colcho de areia para pavimento
intertravado ............................................................................................... 72
Tabela 4.3 - Requisitos do projeto de norma europia ..................................... 79
Tabela 4.4 - Requisitos para PPC das normas Americana e Canadense ........ 81
Tabela 4.5 - Categorias de trfego para pavimentos ...................................... 88
Tabela 5.1 - Resultado do ensaio a compresso dos corpos de prova, conforme
NBR 9780 ................................................................................................ 101
Tabela 5.2 - Desgaste por abraso, referente a um percurso de 1000 m ...... 108
Tabela 6.1 - Valores tpicos de coeficientes de permeabilidade de alguns tipos
de solos ................................................................................................... 114
Tabela 6.2 - Categorias de pavimentos intertravados conforme a
permeabilidade ........................................................................................ 119
Tabela 6.3 - Valores mnimos sugeridos da resistncia derrapagem medido
com o Pndulo Britnico ......................................................................... 122
Tabela 6.4 - Valores recomendados a resistncia derrapagem medidos com o
Pndulo Britnico .................................................................................... 122
Tabela 6.5 - Resultados da resistncia derrapagem em PPC, medidas com o
pndulo britnico ..................................................................................... 123
Tabela 6.6 Tempo de exposio contnua do cadeirante ............................ 127
Tabela 6.7 - Fator de luminncia .................................................................... 130
Tabela 6.8 - Formato para o clculo do custo de um pavimento de blocos pr-
moldados de concreto ............................................................................. 136
xii
LISTAS DE SMBOLOS E ABREVIATURAS
AASHO American Association of Highway Officials
ABCP Associao Brasileira de Cimento Portland
ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas
ASTM American Society for Testing and Materials (USA)
ICPI Interlocking Concrete Pavement Institute
NBR Norma Brasileira Registrada
PPC Peas Pr-moldadas de Concreto
PI Pavimento Intertravado
TRRL Transport and Road Research Laboratory
xiii
PAVIMENTO INTERTRAVADO:
UMA REFLEXO SOB A TICA DA DURABILIDADE E SUSTENTABILIDADE
RESUMO
A nomenclatura praticada no meio comercial e no tcnico correspondente a
esse tipo de pavimentao compreende o termo Pavimento Intertravado, o
qual tem sido usado, frequentemente, de maneira inadvertida para designar
qualquer tipo de pavimento cujo revestimento constitudo por peas pr-
moldadas de concreto, s vezes restringindo-se a peas com certos formatos e
dimenses.
Alm das questes diretamente ligadas ao pavimento em si, faz-se, de forma
sucinta, um breve relato quanto s caractersticas de sustentabilidade que
envolvem a aplicao desse tipo de pavimento. De forma alguma se esgota o
assunto, mas reafirma as necessidades do emprego da engenharia com uma
viso integrada ao meio ambiente, como si acontecer na viso da arquitetura.
A partir de prticas como a utilizada na nomenclatura desse tipo de pavimento,
passando por construes que nem sempre atendem norma brasileira
vigente, obras que tem desempenho aqum do esperado ou que surpreendem
positivamente, imagina-se a possibilidade de uma organizao melhor sobre o
assunto.
Dessa forma, desenvolve-se um levantamento das condies atuais, faz-se um
estudo de caso e, de acordo com a devida compilao de dados, buscam-se
comprovaes quanto possibilidade do uso de peas pr-moldadas de
resistncia mecnica menor do que as preconizadas pela norma da ABNT.
Com o intuito de colaborar com a devida normalizao para a pavimentao
intertravada, sugere-se no uma reviso das atuais normas, mas a criao de
uma norma exclusiva; para a qual, desenvolve-se uma crtica norma vigente
que rene tpicos fundamentais na discusso de um texto bsico para uma
nova norma.
xiv
ABSTRACT
The nomenclature practiced in the commerce and corresponding technicians to
this paving type comprehends the term Interlocking Pavement, which has
been used, frequently, of inadvertent manner to designate any pavement type
whose coating is constituted by precast paver of concrete, sometimes restricting
the pieces with some formats and dimensions.
Besides the questions directly tied to pavement itself, it does, of succinct form, a
brief report regarding the characteristics of sustainability that involve the
application of this type of pavement. In no way it exhausts the subject, but it
reaffirms the needs to engineering job with a vision integrated to the
environment, like normally happen on vision from architectural.
From practices used as the used one in the nomenclature of this type of
pavement, undergoing buildings what not always attend to the valid brazilian
norm, works that has performance on this side of the waited or that surprise
positively, it imagines the possibility of an organization better about the subject.
Thus, it develops a current conditions rising, it does a study of case and,
according with owed her data compilation, they seek confirmations regarding
the pieces precast of concrete smaller mechanical resistance use possibility
that the recommended by ABNT's norm.
With intention of collaborating with due normalization for the interlocking paving,
it suggests not a revision of the current norm, but the creation of an exclusive
norm; for which, a criticism is developed to the valid norm that gathers
fundamental topics in the discussion of a basic text for a new norm.
15
1 INTRODUO
1.1 Consideraes Preliminares
O sucesso dos pavimentos de peas pr-moldadas de concreto em todo o
mundo pode ser atribudo maneira nica pela qual combinam os trs
requisitos fundamentais da pavimentao: esttica, capacidade estrutural e
integrao com o ambiente.
As peas pr-moldadas de concreto - PPC - so durveis e rgidas como as
placas de concreto tendo, ao mesmo tempo, a flexibilidade associada aos
pavimentos asflticos.
Usar-se-, por simplicidade, o termo pavimento intertravado - PI - para designar
pavimentos com camada de revestimento constituda com caractersticas
especficas. Argumenta-se sobre a necessidade dessa nomenclatura especfica
para determinar um tipo de pavimento; no caso, aquele constitudo de peas
pr-moldadas de concreto com dimenses e conformaes que proporcionem
o necessrio intertravamento entre elas, possibilitando a transferncia de carga
devida ao atrito nas paredes laterais do conjunto pea-areia-pea e conferindo
capacidade estrutural suficiente para simular uma camada contnua. Essa idia
reforada pela constante expresso nos trabalhos de SHACKEL (1981, 1988,
1990). Atribui-se, portanto, aos pavimentos ora estudados a condio
sine qua non (indispensvel e essencial) de intertravamento.
Por outro lado, quando o termo pavimento de peas pr-moldadas de concreto
for, aqui usado referir-se- ao carter genrico de um pavimento com camada
de revestimento constituda de peas pr-moldadas de concreto, com a mais
ampla abrangncia abordada pelas normas brasileiras da ABNT.
A imagem dos pavimentos intertravados geralmente est associada
principalmente a reas de postos de abastecimento e estacionamento de
16
automveis; em segunda instncia a zonas residenciais e caladas, em que se
busca simplesmente uma camada de revestimento ou efeitos estticos
embora essas ltimas aplicaes tenham se despontado de forma intensa.
Desde a dcada de 1980, com a disponibilidade no mercado de equipamentos
de grande produtividade e com elevado grau de preciso dimensional, a
indstria de pavimentos intertravados vem crescendo em grandes propores
em todo o mundo, inclusive no Brasil. O que era um tipo de material utilizado
apenas em reas que demandavam efeitos arquitetnicos ou paisagsticos, deu
lugar a um material nico extremamente verstil para harmonizar qualquer tipo
de pavimento. Outra caracterstica de destaque neste tipo de pavimento sua
manuteno, que ao contrrio de outros tipos de pavimento que demandam
equipamentos dispendiosos, pode ser realizada com uma pequena equipe e
ferramentas manuais.
Segundo SMITH (2003), nos Estados Unidos a cada cinco anos dobra a
quantidade em metros quadrados de rea aplicada de Peas Pr-moldadas de
Concreto. O que era quatro milhes de metros quadrados em 1980, em 2000 j
atingia a marca de quarenta milhes a mais de metros quadrados aplicados. O
mesmo crescimento tem sido registrados na Blgica, Alemanha, Austrlia,
Nova Zelndia e frica do Sul.
No Brasil, este consumo tem sido registrado pela Associao Brasileira de
Cimento Portland como um dos mais expressivos dos produtos pr-moldados
que utilizam o cimento portland. Na cidade do Rio de Janeiro, programas de
urbanizao como o Rio Cidade e Favela Bairro j assentaram mais de
1.000.000 de metros quadrados de pavimentos de peas pr-moldadas na rea
urbana da cidade, nos ltimos cinco anos.
17
1.2 Objetivos da Dissertao
Esta dissertao visa discutir as possibilidades do uso mais intenso e, de forma
no menos enftica, agregar conceitos que possibilitem a abertura das idias
hoje fundamentadas numa normatizao engessada, por mais estranho que
possa parecer, na generalizao tecnolgica refere-se s normas que tratam
de peas pr-moldadas de concreto para pavimentao, as quais no
particularizam os pavimentos intertravados e suas possibilidades de aplicao.
Abrange a discusso de uma alternativa face s transformaes inerentes ao
desenvolvimento inadvertido que praticado na rea de engenharia de
pavimentao que, por sua vez, no compactua com o compasso e sequer
com a direo natural tomada pelos preceitos ecolgicos.
Conduz, dessa forma, a questo para uma integrao da engenharia na rea
da pavimentao, com os novos conceitos que podem equacionar as cincias
humanas que estuda a estrutura e o desenvolvimento das comunidades
humanas em suas relaes com o meio ambiente e sua conseqente
adaptao a ele, assim como novos aspectos que os processos tecnolgicos
ou os sistemas de organizao social possam acarretar para as condies de
vida do homem.
Trata, dessa maneira, da aplicao da segunda lei da termodinmica a
questes sociais e ambientais. Assim, tem-se como parmetro principal o
prprio enunciado da lei: entropia a medida da disponibilidade da energia, a
qual afirma que toda energia de um sistema isolado passa de um estado
ordenado para um desordenado. E, como pano de fundo, varivel essencial,
foca-se as necessidades e anseios da sociedade no mbito do comportamento
da natureza.
Colabora com subsdios para uma nova anlise das normas vigentes e
posicionamento quanto s reais necessidades de harmonia na pavimentao
18
urbana. A exemplo do corpo tcnico nacional incluem-se, aqui, os
engenheiros, os arquitetos e os tcnicos ressalta-se os hbitos quanto
discrepncia entre a nomenclatura comercial e a normatizada: usa-se o termo
pavimento intertravado embora no haja uma norma especfica para defini-lo.
Todas as inferncias, hoje, sobre pavimento intertravado no so balizadas por
norma tcnica da ABNT.
Uma variedade de mtodos para dimensionamento das espessuras de
pavimentos intertravados vm sendo apresentados nas ltimas conferncias
internacionais sobre o assunto e em vrias outras publicaes atravs dos
anos, como abordado por: SHACKEL(1979, 1990), KNAPTON (1976),
HALLACK (1998) e CRUZ (2003). Entretanto, os caractersticos especficos das
peas que compem o revestimento desse tipo de pavimento tm sido motivo
de discusso apenas no mbito da durabilidade em face de aplicaes sob
trfego de veculos comerciais de intensidade significativa, como se percebe
em HALLACK (1998), PITTA(1998) e tambm, a norma NBR 9780.
Os estudos de pavimentos intertravados dividem-se basicamente em duas
escolas: a europia, liderada pela Inglaterra atravs das pesquisas de Knapton,
e a australiana, resultante das pesquisas de Shackel na Austrlia e na frica do
Sul. Ainda que a maior parte de seus achados sejam concordantes e
compartilhados no todo ou parcialmente, existem ainda alguns pontos que
geram discusses e antagonismo.
A viso da necessidade, sentida no desempenho da profisso, de se
contemplar situaes de solicitao menos intensa, no que diz respeito a
cargas e respectivas frequncias, o foco principal dessa dissertao.
Alguns conceitos bsicos envolvidos no projeto de pavimentos intertravados
so revisados e agrupados nesta dissertao, em particular, queles que se
destinam reas de baixo trfego, dado que essas categorias devem
19
contemplar peas de resistncia mecnica inferiores aos casos comuns
sujeitos ao trfego comercial intenso.
Abordam-se caractersticas especiais tais como as influncias no desempenho
do pavimento advindas do formato e do arranjo de assentamento das peas, do
intertravamento e da espessura da camada de areia de assentamento;
caractersticas que devem ser consideradas no projeto, ainda que no levadas
em conta diretamente nos procedimentos de dimensionamento; tais inseres
se do tendo em vista a necessidade do atendimento a esses caractersticos
mesmo em vias de baixo trfego, caracterizando, assim, o tipo de pavimento,
mas se constituindo em objeto principal dessa dissertao.
1.3 Justificativa e Relevncia do Tema
Trata de questo fundamental para a adequada implementao da infra-
estrutura das urbes. Os aspectos relevantes giram em torno de discusses
ambientais e econmicas, pautando-se na utilizao racional do consumo de
energia, tanto no processo de construo, como, e essencialmente, no decorrer
do uso desse tipo de pavimento, no que tange s circunvizinhanas.
As necessidades de novos conceitos e rompimentos com paradigmas
arraigados no sistema das administraes urbanas fazem-se mister no
rompimento do novo sculo. O trato das prerrogativas da natureza em relao
aos costumes, cada vez mais intricados, impressos nas iniciativas de cunho
pblico tem relevo fundamental na questo abordada, em particular no caso
das pavimentaes urbanas.
Alm da discusso quanto s energias despendidas, promove-se o
conhecimento, seno unicamente o fomento, para o emprego de uma
alternativa vivel tcnica e economicamente. Trata dos fundamentos da
tecnologia dos pavimentos intertravados, dando enfoque especial a mtodos
construtivos e controle tecnolgico que possibilite a verificao da qualidade
20
almejada. Pretende-se, de forma sucinta, contribuir com a boa prtica da
arquitetura e da engenharia numa rea h algum tempo subjugada mesmice.
Numa breve anlise conjuntural, pode-se dizer que as diretrizes reinantes para
o desenvolvimento da pavimentao seguem caminhos notveis, como num
processo gravitacional, atreladas ao fcil duto da entropia. Haja vista a fartura
da matria-prima mais utilizada e seus desmembramentos quanto ao gasto de
energia e ao custo scio-ambiental. Trata-se de ilhas de sintropia positiva que
so facilmente acessveis e, assim, exploradas pelo homem. O petrleo,
encontrado em jazidas, um componente material de um sistema numa ilha de
sintropia positiva, o qual no se mistura de maneira indistinguvel, mas est
ordenadamente separado e, portanto, facilmente identificvel e passvel de
gerar trabalho para o processo econmico.
No cmputo das aes de explorao dessas fontes de energia armazenada
pode-se vislumbrar os limites da sintropia positiva e o inevitvel crescimento de
entropia no processo econmico que se faz envolver, gerando, num
comportamento zeloso, uma barreira ecolgica ao desenvolvimento da rea em
questo quando do uso de tal matria-prima.
Ora, notadamente, engendrar, por si s, promove a queda de potencialidade, a
diminuio de probabilidade de arranjos da matria e, conseqentemente, o
aumento da desordem local e o desencadear da entropia. Tal situao
demanda o estudo de movimentaes que, embora no devam deixar de ser
pertinentes a um foco de desenvolvimento, tenham o carter de
sustentabilidade, promovendo, se no um ganho de potencialidade local, uma
compensao de valores constatada pelo menor dispndio de energia na
consecuo do intento no caso, a pavimentao. A adoo de sistemas de
pavimentao que permitam despender menos energia, tanto na obteno de
matrias-primas que constituem o pavimento, quanto na construo e na
utilizao do produto final, tem apelo de carter ecolgico e tangencia a
inatingvel assntota da sustentabilidade.
21
No que se refere obteno da matria-prima no caso dos pavimentos
intertravados, o cimento portland tem um custo ecolgico menor em funo
de se processar materiais abundantes na natureza que, quando tratados
cuidadosamente, podem agredir de forma menos intensa e definitiva o local de
sintropia positiva tratamento e reflorestamento de jazidas e vizinhanas. O
que no acontece numa explorao de petrleo.
Em termos sucintos, um pavimento uma estrutura composta de camadas de
diferentes materiais, construda sobre o solo, com a funo de permitir o
trfego de veculos e pessoas de maneira segura, confortvel e econmica, em
qualquer condio de clima, durante um determinado perodo de tempo
(perodo de projeto).
Dessa forma, o valor social alicera o investimento, mas dada a impossibilidade
de impedir entropias ecolgicas pelo simples fato da necessidade de
transformaes e movimentaes da matria, deve agregar qualidade no que
tange sustentabilidade e, obviamente, passvel de quantificao.
Assim, faz-se, de maneira concisa, um relato sobre as principais vantagens
talvez se possa dizer um dia, exigncias para concepo de projeto de
pavimentao urbana que o pavimento intertravado pode conferir aos
investidores, usurios e circunvizinhanas.
1.4 Reviso Bibliogrfica
A reviso bibliogrfica a seguir aborda temas, como o projeto do pavimento
intertravado e a especificao de materiais, nos quais ficou evidenciada a
escassez de dados encontrados na literatura cientfica, sobretudo inerente s
caractersticas mecnicas necessrias ao adequado funcionamento da
estrutura de pavimentao. Artigos tcnicos, dissertaes e teses de
doutoramento tambm foram consultados para a realizao desta reviso.
22
A presente dissertao aborda o estado-da-arte da pavimentao com peas
pr-moldadas de concreto como se referem as normas brasileiras da ABNT,
com nfase no projeto e nos caractersticos das peas do pavimento. As
propriedades fsicas das peas e sua aplicao como material de
pavimentao tambm so referenciadas de maneira a dar o destaque de sua
real importncia para a indstria da construo civil.
Percebe-se, facilmente, pelo histrico desse tipo de pavimento no Pas, que a
forma incipiente do uso de novas tcnicas tem deparado com a inrcia inerente
ao status quo (estado atual) dessa rea da engenharia como si acontecer
na vasta gama de cincias aplicadas, principalmente em nosso Pas.
A partir da avaliao do estado-da-arte envolvendo esse tipo de pavimento,
atravs da consulta de bibliografias recentes, ser possvel avaliar e destacar a
necessidade de sua implementao, quer por razes meramente econmicas,
quer pelas necessidades ambientais, no que tange preservao do meio e
conservao de energia integrada que envolve a pavimentao urbana. Essa
necessidade permite evidenciar que esse tipo de pavimentao tem potencial
de aplicabilidade na construo civil, em substituio, com grandes vantagens,
ao processo comumente utilizado o asfaltamento.
23
2 VISO GLOBAL DOS PAVIMENTOS INTERTRAVADOS
2.1 Breve Histrico: Primeiros Passos
MADRID (1985) relata que a histria dos pavimentos de peas pr-moldadas
se confunde com a histria do primeiro pavimento que se construiu com
superfcie durvel, h cerca de 25 sculos: a cobertura do terreno com a
colocao de pedras em estado natural, que foi a origem dos pavimentos.
Surgiu da necessidade de se ter vias durveis, que permitissem o trnsito
rpido e seguro em qualquer poca do ano.
Com o aperfeioamento dos veculos de trao animal surgiu a necessidade de
uma superfcie de rolamento mais uniforme, que permitisse um trnsito mais
confortvel. Passou-se, ento, a talhar as pedras para obteno de um melhor
ajuste entre elas. Pode-se dizer que assim se construiu o primeiro pavimento
de peas pr-moldadas.
Para melhor entender a importncia dos pavimentos com camada de
revestimento constituda de peas pr-moldadas de concreto relevante
recorrer a alguns dados histricos que mostram como os povos atravs dos
sculos, sentiram a necessidade de criar e construir caminhos, trilhas e atalhos
com o objetivo de vencer as distncias existentes entre os povoados e suas
colnias, estabelecendo assim algum tipo de comunicao entre eles.
Na descrio de MULLER (2005), o desenvolvimento da tcnica de
pavimentao resultou de uma evoluo de procedimentos. Consoante relata
SAUNIER (1936), apud BERNUCCI et al. (2007), a histria da pavimentao
remonta aos egpcios, ressaltando uma das mais antigas estradas
pavimentadas de que se tem registro, que remonta aos anos 2600 2400 a.C.,
a qual foi construda em lajes justapostos destinados ao transporte de carga
em trens. Ademais, destaca vrias estradas na Antigidade, como: a estrada
de Semramis (600 a.C.) construda entre as cidades da Babilnia (hoje no
24
territrio do Iraque) e Ecbtana (hoje Hamad, no territrio iraniano); a estrada
Real com 2000 km de extenso, ligando Jnia (hoje na Grcia) a Susa (hoje no
Ir); e a estrada de Susa a Perspolis, com 600 km, elevando-se do nvel do
mar at uma altitude de 1800 m no atual Ir.
BITTENCOURT (1958), apud BERNUCCI et al. (2007), registra, ainda,
estradas importantes da Antigidade construdas pelos assrios, bem como os
caminhos da ndia e da China.
KNAPTON (1996) proporciona uma abordagem dos primrdios da civilizao
ocidental, descrevendo a importncia das tcnicas de construo de
pavimentos de vrias pocas, que permitiram o desenvolvimento dos povos
atravs dos sculos. Alguns destes fatos relevantes do desenvolvimento
histrico da pavimentao sero ressaltados a seguir.
Os povos Etruscos dominaram a Itlia no perodo compreendido entre 800 e
350 a.C. creditado a estes povos o pioneirismo na construo de caminhos
especficos com fins de transporte de pessoas e cargas entre as vilas e
colnias da poca. As tcnicas utilizadas pelos Etruscos visavam ligar
distncias longas, com a preocupao de garantir conforto e resistncia atravs
de uma superfcie mais plana possvel, utilizando os materiais disponveis e
conhecidos na poca. As ruas das cidades Etruscas chegavam a 15 metros de
largura e no seu revestimento era adicionada pedra de mo, juntamente com
um material mais fino, objetivando permitir s pessoas maior segurana quanto
ao escorregamento, na presena de gua na superfcie.
Muito dos conhecimentos dos Etruscos sobre a construo de caminhos foram
herdados pelos Romanos, o que muito contribuiu para a expanso de seu
Imprio. medida que os Romanos conquistavam novas regies houve
necessidade de construir ligaes com o Imprio para principalmente manter o
deslocamento de tropas militares, se necessrio fosse. O auge do Imprio
Romano foi por volta do sculo 117 d.C., mas desde os primeiros sculos d.C.
25
o poder e a riqueza do Imprio permitiram sua expanso a regies distantes de
toda a Europa como a Glia (Frana), Bretanha (Inglaterra) e parte da
Germnia (Alemanha). Enfim, Roma dominava todo o mundo Mediterrneo
(KNAPTON, 1996; GLOBO, 1995).
Os caminhos Romanos foram construdos de vrias formas de acordo com sua
importncia e expectativa de utilizao, disponibilidades locais de materiais
para construo, clima e topografia. Os materiais utilizados como revestimento
dos caminhos de longa distncia eram geralmente constitudos por solos
arenosos misturados a pedras naturais do tipo seixos rolados. Pedras talhadas
manualmente nas formas retangulares e poligonais eram utilizadas nos
revestimentos das ruas mais utilizadas das cidades.
A maioria dos caminhos era construda, inicialmente, com propsitos militares,
a fim de garantir o rpido deslocamento das tropas. A poltica de
desenvolvimento das colnias conquistadas pelo Imprio Romano levou estes
caminhos a serem utilizados para propsitos civis e de cunho econmico,
transportando os tesouros e riquezas para Roma.
Os caminhos Romanos construdos na regio da Bretanha, hoje conhecida
como Inglaterra, tinham caractersticas inditas. Eram construdos aterros
sobre o terreno natural, a fim de obter maior visibilidade contra os possveis
ataques dos Britons, como eram conhecidos os povos que habitavam
originariamente a Bretanha, considerados muito hostis. O material empregado
no aterro era extrado de escavaes paralelas aos caminhos, que
indiretamente formavam um canal dos dois lados e em toda a extenso destes
caminhos, servindo como uma drenagem natural.
Outra importante caracterstica das tcnicas de pavimentao utilizadas pelos
Romanos ficou demonstrada em escavaes arqueolgicas realizadas em
1887, em Londres, em famosas ruas da poca da Idade Mdia, como por
exemplo, a Watling Street, Ermine Street e Fosse Way Street. Nas escavaes
26
realizadas, foram encontradas estruturas compostas por trs ou quatro
camadas de materiais de diferentes espessuras e granulometrias.
A tcnica das escavaes dos canais foi disseminada pelas vias Romanas o
que muito facilitou a criao dos aquedutos de Roma e implantou o conceito de
drenagem nas vias principais.
Os Romanos tambm j reconheciam a importncia dos tipos de areia utilizada
na construo dos caminhos. Existem relatos de classificao das areias como
as de rio, as extradas dos canais e do solo natural. Havia uma proposta de
mistura entre elas, juntamente com cal ou calcrio, formando assim um tipo de
argamassa na qual posteriormente era adicionado seixo rolado ou mesmo
pedras de mo espalhadas sobre o caminho. Esta experincia j demonstrava
a preocupao com a capacidade estrutural das camadas.
No sculo 150 a.C. foi descoberto na cidade Italiana de Puzzeoli um material
conhecido na poca como puzzolana. Rapidamente percebeu-se que este
material utilizado em conjunto com a argamassa de cal e areia apresentava
considervel resistncia mecnica ao longo do tempo. Isto evoluiu para o que
hoje se conhece como o cimento portland.
Na histria da pavimentao Romana, fica clara a importncia da utilizao de
pedras talhadas manualmente, que serviam como revestimento final da via. Um
dos exemplos vivos dessa tecnologia que resiste at os tempos de hoje a via
pia, que foi um dos caminhos mais importantes do Imprio Romano e ligava
Roma ao sul da Itlia. Iniciada pelo censor romano Appius Cludios, ligava
Roma a Brindisi, numa extenso de 584 km, com o objetivo de transportar
provises, tropas e armamentos da costa do Mediterrneo costa dria. A
Figura 2.1 apresenta um dos poucos locais em que se mantiveram intactas
partes da Via pia.
27
Figura 2.1 - Vila pia em Roma (MADRI, 2004)
Com o passar dos sculos, cada vez mais se utilizavam os caminhos para fins
mercantis, onde as composies das cargas transportadas foram se
modificando, exigindo cada vez mais da camada de revestimento.
SHACKEL (1990) relata que a pavimentao de peas segmentadas vem
sendo aplicada pelo homem desde a Idade Mdia. A natureza das peas
utilizadas era basicamente funo da oferta dos materiais locais aliada ao
desenvolvimento das tcnicas de execuo. O processo evolutivo dos tipos de
peas de pavimentao segmentadas representado basicamente por quatro
tipos de materiais. Algumas caractersticas destes materiais so descritas
resumidamente a seguir.
Blocos de tijolos de argila
Na Mesopotnia existem evidncias de uso de tijolos de argila em revestimento
h 5.000 anos, foram tambm nesta poca os primeiros relatos da utilizao do
28
betume em pavimentao. Nesta tcnica, os tijolos eram aplicados sobre uma
camada de betume objetivando garantir a aderncia dos tijolos ao leito do
terreno. Porm, a durabilidade destes blocos no era grande devido ao
excessivo desgaste superficial gerado pela ao do trfego da poca.
A utilizao dos blocos de argila ficava restrita a regies que no dispunham de
outro material de maior resistncia. No final do sculo XIX, apareceram os
primeiros fornos que queimavam os tijolos em altas temperaturas, esta tcnica
resultava no aumento de resistncia mecnica dos tijolos, passando ento a
ser muito utilizada na Europa e Amrica.
Em 1926 teve incio a pesquisa cientfica americana utilizando pistas
experimentais para testes acelerados em pavimentao. Os primeiros estudos
foram realizados em pavimentos com revestimento de tijolos de argila
queimados. Muitas cidades Americanas como Baltimore, por exemplo,
preservam este tipo de pavimento em sua parte central, apesar de grandes
reas j terem sido recapeadas com asfalto.
A cidade brasileira de Rio Branco, capital do Acre, vem utilizando a tecnologia
dos blocos de tijolos de argila na pavimentao de suas ruas desde 1940, a
Figura 2.2 apresenta um trecho de pavimento com a utilizao de blocos de
tijolos de argila nesta cidade. A inexistncia de pedra naquela regio do pas,
aliada grande disponibilidade de material para a produo de tijolo cermico
contribuiu de forma decisiva para este fato.
29
Figura 2.2 - Blocos de argila na cidade de Rio Branco, Acre
(NASCIMENTO,2005).
A tecnologia de assentamento feita diretamente sobre um aterro previamente
preparado em termos geotcnicos oferecendo uma superfcie que confere
segurana ao rolamento, alm de oferecer resistncia infiltrao de gua. A
matria prima para a fabricao dos blocos de tijolos de argila deve apresentar
alto ndice de resistncia compresso, para que, quando convenientemente
preparada e queimada, d origem a blocos que apresentem boa resistncia
compresso e ao desgaste (FUNTAC, 1999).
Pedras talhadas e aparelhadas manualmente
Revestimento de pedras talhadas foi o preferido pelos Romanos, quando era
exigida grande resistncia ao desgaste. Porm, sua utilizao dependia
essencialmente da disponibilidade de materiais. Para executar um quilmetro
de revestimento com oito metros de largura (8.000 m) deste tipo de pavimento
eram necessrios aproximadamente setenta homens por um perodo de um
ms (KNAPTON, 1996).
No sculo XVIII, surgiam os primeiros modelos de assentamento em fileiras ou
tipo espinha de peixe. Naquela poca j existia grande preocupao em manter
30
as juntas estreitas entre as peas, exigindo esforos para homogeneizar as
dimenses das peas. As espessuras variavam entre 90 e 180 mm.
No sculo XX, foi instituda a prtica de selar as juntas com argamassa de
cimento ou com uma mistura de asfalto e areia. Esta prtica visava
principalmente atenuar o barulho sob a ao do trfego.
No Brasil, este tipo de pavimento mais conhecido como o pavimento de
paraleleppedos ou paralelos e p de moleque. Nos pavimentos de paralelos,
as peas tm dimenses aproximadas de 12 cm de largura, 20 cm de
comprimento e 20 cm de altura. Este tipo de pavimento muito utilizado nos
dias de hoje nas cidades do interior do pas e reas como baias de nibus das
grandes cidades. O seu assentamento sobre uma espessa camada de areia,
guardando as juntas entre peas de at 2 cm. As pedras tipo p-de-moleque
so mais antigas que o paralelo. Foram trazidas pelos portugueses a partir de
1600. As pedras tm formatos irregulares e dimenses de at 50 cm e so
arrumadas sobre o terreno natural. Exemplos de aplicao dos pavimentos de
pedras p-de-moleque podem ser vistos em cidades histricas do Rio de
Janeiro e Minas Gerais, como Paraty, no Rio de Janeiro, e Tiradentes, em
Minas Gerais. A Figura 2.3 apresenta um trecho de pavimento com a utilizao
de pedras p-de-moleque na cidade de Paraty.
31
Figura 2.3 - Rua de pavimento com pedras p-de-moleque localizada na cidade de
Paraty/RJ. (http://www.imagensviagens.com/br5_paraty.htm)
Os portugueses construram este tipo de pavimento para facilitar o transporte
do ouro que era explorado nas cidades mineiras de Tiradentes, So Joo Del
Rey e Ouro Preto e trazido at a cidade de Paraty no Rio de Janeiro para
embarque nos navios que o levavam a Portugal. A Figura 2.4 ilustra este tipo
de pavimento no caminho entre Paraty e as cidades mineiras, no chamado
Caminho do Ouro.
32
Figura 2.4 - Pavimento com pedras p-de-moleque no Caminho do Ouro.
(http://www.paratytours.com.br)
Blocos de tijolos de madeira
No incio do sculo XIX, os revestimentos de peas de madeira eram utilizados
objetivando diminuir o nvel de rudo, principalmente onde o trfego era
composto de carruagens equipadas com rodas de ferro. Os blocos de madeiras
tinham em mdia dimenses entre 125 mm e 250 mm de comprimento e 75 e
100 mm de largura. As peas eram envolvidas por uma camada de mastique
betuminoso onde polvilhavam-se gros pequenos de pedra para auxiliar sua
ancoragem base do pavimento.
Embora os pisos de madeira reduzissem o barulho durante o trfego,
tornavam-se escorregadios quando molhados. Com o aparecimento do
automvel dotado de pneus de borracha, este tipo de revestimento foi
definitivamente abandonado.
33
Peas pr-moldadas de concreto (PPC)
A primeira pea pr-moldada de concreto foi fabricada no final do sculo XIX e
algumas patentes foram registradas antes da primeira guerra mundial.
Rapidamente foi reconhecido que as PPC forneciam melhor uniformidade que
as peas aparelhadas e obviamente no necessitavam re-aparelhamento antes
do assentamento como acontecia com as pedras naturais.
Os primeiros avanos no desenvolvimento da utilizao da pavimentao
intertravada, ocorreram na Holanda e Alemanha no perodo de reconstruo
dos pases aps a Segunda Guerra Mundial. A partir de 1950, houve uma
evoluo dos modelos de frmas existentes para a fabricao das PPC.
Primeiramente as peas imitavam os tijolos e pedras aparelhadas utilizadas na
poca, objetivando obter sua substituio gradual. Nesta fase, as nicas
vantagens de utilizao eram os custos mais baixos e a homogeneidade
dimensional.
Passado este perodo, foi incorporado um refinamento maior nas formas das
peas, disponibilizando outros modelos de peas com formatos dentados,
principalmente. O conceito de intertravamento e um melhor controle de
espessuras das juntas comeavam a ser implantados. Benefcios prticos para
o assentamento das peas eram facilmente detectados permitindo a utilizao
correta de mo de obra pouco especializada.
O desenvolvimento da pavimentao intertravada permitiu relacionar a escolha
da forma geomtrica com o desempenho do pavimento, em funo do tipo de
trfego. Mais recentemente, novas e importantes mudanas ocorreram com a
iniciativa de desenvolver o assentamento mecnico.
Em meados dos anos 1960, alm de grande parte dos pases europeus, o
pavimento intertravado j estava consolidado comercialmente nas Amricas
Central e do Sul e frica do Sul. Na dcada de 1970 cresceu o uso nos
34
Estados Unidos, Austrlia, Nova Zelndia e Japo. No final da dcada de 1970,
proliferaram os sistemas de fabricao de PPC em todo o mundo e pelo menos
200 tipos de formas e diversos tipos de equipamentos de fabricao eram
comercializados.
No incio da dcada de 1980, a produo anual j ultrapassava 45 milhes de
metros quadrados, sendo 66% deste total aplicados em vias de trfego urbano.
A indstria mundial de fabricao de PPC no final da dcada de 1990 chegou
marca de produo de 100 m por segundo durante os dias teis de trabalho
(SMITH, 2003).
O emprego continuado e crescente da pavimentao com peas pr-moldadas
de concreto e o grande desenvolvimento dessa tecnologia, observados nas trs
ltimas dcadas em diversos outros pases, so provas da sua versatilidade,
qualidade e economia. Alm de agregar contribuio no que se refere ao
carter ecolgico, proporcionando menor consumo de energia, melhor
aproveitamento de materiais-primas locais e integrando-se ao meio de maneira
mais suave e harmoniosa.
2.2 Estrutura Tpica de um Pavimento Intertravado
Sob o ponto de vista estritamente tcnico, pode-se dizer que a funo bsica e
primeira de um pavimento distribuir cargas concentradas, de maneira a
proteger o subleito, fazendo com que sua capacidade de suporte no seja
excedida, seja o subleito resultante de corte ou aterro.
Os pavimentos intertravados possuem a seo transversal tpica mostrada na
Figura 2.5, abstrados eventuais abaulamentos ou caimentos e dispositivos de
drenagem.
35
Figura 2.5 - Estrutura tpica de um pavimento intertravado (HALLACK, 1998)
A camada de rolamento formada por peas pr-moldadas de concreto que
compem um revestimento de durabilidade e resistncia adequadas
assentadas sobre uma camada delgada de areia. Este revestimento deve ser
capaz de suportar as cargas e as tenses provocadas pelo trfego protegendo
a camada de base do desgaste por abraso e a mantendo com baixos nveis
de umidade permitindo melhor estabilidade do material constituinte
(HALLACK, 1998; ABCP, 1999).
A base, que tanto pode ser composta de material puramente granular ou
estabilizado, normalmente a principal componente estrutural do pavimento. A
ela cabe receber e distribuir as tenses provenientes das solicitaes externas
e transmiti-las em intensidade significativamente menor s camadas
subjacentes.
Os estudos realizados por KNAPTON (1976) demonstram que a camada de
base deve ser uma camada pouco permevel, ou impermevel, para evitar a
penetrao da gua e a prematura deteriorao do subleito. SHACKEL (1990)
admite que o dimensionamento poder requerer, ainda, uma camada de sub-
base, suplementar base, executada diretamente sobre o leito regularizado ou
sobre o reforo de subleito dependendo da magnitude das cargas geradas pelo
36
trfego e das caractersticas mecnicas e dos mdulos de elasticidade da base
e do leito.
A sub-base, cujas funes so semelhantes s da camada de base,
geralmente constituda de material puramente granular, de maneira a
proporcionar aumentos de resistncia global da estrutura a custos menores.
Pode-se dizer que as camadas constituintes da estrutura de um pavimento
intertravado possuem a funo de distribuir a tenso normal vertical aplicada
na superfcie, como exemplificado na Figura 2.6, de tal maneira que o subleito
receba uma parcela muito inferior desta tenso, o que caracteriza um
pavimento flexvel.
Figura 2.6 - Distribuio da carga normal vertical provocada pela roda, ao longo
das camadas de um pavimento (BRICKA).
Alguns outros materiais comeam a ser empregados no projeto e na execuo
de PI, como os geotxteis. Eles possuem a finalidade de proteger as camadas
inferiores da infiltrao de gua, evitar o bombeamento de finos e conter a fuga
de materiais em reas prximas s contenes laterais, tais como: meio-fios,
drenos, caixas de serventia, etc. (CRUZ, 2003).
37
As espessuras das camadas constituintes do Pavimento Intertravado, como
nos pavimentos asflticos, iro depender das seguintes caractersticas
(ABCP, 1999):
Intensidade do trfego que circular sobre o pavimento;
Caractersticas do terreno de fundao;
Qualidade dos materiais constituintes das demais camadas.
2.2.1 Camada de Revestimento de PPC
Segundo MULLER (2005) a camada de revestimento composta por PPC
estabelece a condio de rolamento (conforto ao usurio), durabilidade do
pavimento e contribui decisivamente para a funo estrutural do pavimento
(distribuio de tenses) por meio de suas caractersticas de intertravamento,
alm de suportar as tenses cisalhantes superficiais de contato das rodas dos
veculos.
A capacidade de distribuio dos esforos da camada de revestimento
depende essencialmente de sua espessura, formato e arranjo. Pode-se dizer
que a resistncia compresso individual das peas possui pouca influncia
neste aspecto (HALLACK, 1998).
Arranjo
O arranjo ou modelos de assentamento das PPC afetam significativamente a
aparncia esttica e o desempenho dos pavimentos de peas pr-moldadas de
concreto. Na Figura 2.7 esto apresentados os principais tipos de arranjo
existentes segundo HALLACK (1998).
38
Espinha-de-peixe
Fileiras (ou de corredor)
Se
nti
do
do
tr
feg
o
Trama
Figura 2.7 - Principais tipos de assentamento das PPC (HALLACK, 1998)
SHACKEL (1990) relata que os pavimentos com arranjo do tipo espinha-de-
peixe possuem melhores nveis de desempenho, apresentando menores
valores de deformao permanente associados ao trfego, enquanto
observaram-se maiores deformaes permanentes em pavimentos com
modelos de assentamento do tipo fileira, principalmente quando o
assentamento for paralelo ao sentido do trfego. Na Figura 2.8 est ilustrado o
efeito do tipo de assentamento no desempenho dos PI, obtido na pesquisa
relatada na referncia citada.
39
O Boletim Tcnico da ICPI n 4 (ICPI, 2002) recomenda a utilizao do arranjo
do tipo espinha-de-peixe em reas de trfego veicular.
Figura 2.8 - Efeito do arranjo de assentamento das peas de concreto no
desempenho do pavimento sob solicitao do trfego. (SHACKEL, 1990).
Formato
Alguns ensaios demonstraram que as peas pr-moldadas de concreto de
lados segmentados se comportam melhor do que aquelas de lados retos ou
suavemente curvados, proporcionando menores deformaes permanentes na
trilha de roda (rutting) e deformaes horizontais (ondulaes) muito
menores.(SHACKEL, 1979)
No existe consenso entre os pesquisadores sobre qual o melhor formato da
PPC. SHACKEL (1990) aponta que as peas segmentadas proporcionam
melhor distribuio dos esforos devido a um melhor intertravamento
proporcionado pelo desenho da pea. De outro lado,
KNAPTON & COOK (1992) e ABCP (1999b) afirmam que o formato das PPC
no exerce uma significativa influncia no desempenho e no mecanismo
40
funcional dos pavimentos. Portanto pode-se conclui que o nico requisito
recomendado com relao ao formato das peas que ele seja capaz de
permitir o assentamento em combinao bidirecional. As Figuras 2.9 e 2.10
apresentam formatos tpicos de PPC.
A. Peas de concreto segmentadas ou retangulares,
com relao comprimento / largura igual a dois
(usualmente 200 mm de comprimento por 100 mm
de largura), que entrelaam entre si nos quatro
lados, capazes de serem assentadas em fileiras ou
em espinha-de-peixe e podem ser carregados
facilmente com apenas uma mo.
B. Peas de concreto com tamanhos e propores
similares aos da categoria A, mas que entrelaam
entre si somente em dois lados, e que s podem
ser assentadas em fileiras. Podem ser carregados
com apenas uma mo e genericamente tm o
formato em I.
C. Peas de concreto com tamanhos maiores do que
as anteriores, que pelo seu peso e tamanho no
podem ser carregados com apenas uma mo, com
formatos geomtricos caractersticos (trapzios,
hexgonos, triedros etc.), assentadas seguindo-se
sempre um mesmo padro, que nem sempre
conforma fileiras facilmente identificveis.
Figura 2.9 - Formatos tpicos das PPC mais usuais (HALLACK, 1998)
41
Figura 2.10 - Formatos tpicos de PPC (ABCP, 2004)
Espessura
KNAPTON (1976) com base em ensaios estticos de carga preconiza que a
espessura das peas de concreto tm pouca ou nenhuma influncia no
comportamento estrutural dos pavimentos.
Por outro lado, SHACKEL (1979, 1990) mostra que um aumento na espessura
das peas, dentro de um intervalo de 60 mm a 100 mm, benfico ao
desempenho do pavimento.
SHACKEL (1979) mostra que ensaios efetuados com o Simulador de Veculos
Pesados, na frica do Sul, indicavam que as deformaes permanentes no
pavimento eram consideravelmente menores com peas pr-moldadas de
concreto de 80 mm que com peas de 60 mm, num mesmo nvel de solicitao.
Com peas pr-moldadas de concreto de 100 mm, o benefcio adicional no
era to acentuado. No entanto, em SHACKEL (1990) percebe-se algumas
alteraes quanto s diferenas de desempenho entre as trs espessuras
analisadas, conforme mostra a Figura 2.11.
42
Figura 2.11 - Efeito da espessura das peas de concreto no desempenho do
pavimento sob solicitao do trfego (SHACKEL, 1990).
2.3 Procedimentos de Construo dos PI
SHACKEL (1990) fornece detalhadamente os procedimentos de construo e
de manuteno dos pavimentos de peas pr-moldadas, bem como as
especificaes para cada material utilizado. A construo dos pavimentos de
peas pr-moldadas de concreto se d de acordo com o mostrado na Figura
2.12.
As peas de concreto so assentadas, manual ou mecanicamente, sobre a
camada de areia e compactadas; em seguida espalha-se a areia para o
preenchimento das juntas e compacta-se as peas novamente at que as
juntas estejam totalmente preenchidas com areia. Dessa forma, o
intertravamento das peas, estado desejvel para o bom desempenho do
pavimento, obtido (HALLACK, 1998).
43
Figura 2.12 - Procedimento de construo. (MADRID & LONDOO, 1986).
2.4 Caracterstica do Intertravamento Produzido pelas Peas do PI
As peas pr-moldadas de concreto, em um pavimento intertravado,
comportam-se como uma camada flexvel e nica devido propriedade de
intertravamento. HALLACK (2000) define o intertravamento das PPC como
sendo a capacidade que as PPC possuem de adquirir resistncia aos
movimentos de deslocamento individual, seja ele vertical, horizontal, de rotao
ou girao em relao s peas vizinhas. SHACKEL (1991),
KNAPTON (1996), HALLACK (2000) e BURACK (2002) descrevem que no
pavimento intertravado existem trs tipos de intertravamento que atuam
simultaneamente em servio detalhados a seguir.
44
Intertravamento Horizontal
KNAPTON (1996) descreve o intertravamento horizontal como sendo a
incapacidade de uma pea se deslocar horizontalmente em relao s peas
vizinhas em qualquer tipo de arranjo de assentamento.
O intertravamento horizontal, mostrado na Figura 2.13, est relacionado
diretamente com o formato e arranjo de assentamento das PPC sobre a
camada de areia. Neste sentido contribui na distribuio dos esforos de
cisalhamento horizontal sob a atuao do trfego, principalmente em reas de
acelerao e frenagem. As juntas entre as peas, quando convenientemente
cheias com tipo adequado de areia e bem compactada, so, na verdade, as
responsveis pelo nvel deste tipo de intertravamento.
Figura 2.13 - Intertravamento horizontal (ICPI n 4, 2002).
Intertravamento Vertical
KNAPTON (1996) descreve o intertravamento vertical como sendo a
incapacidade de cada pea se mover no sentido vertical em relao s peas
45
vizinhas. conseguido atravs dos esforos de cisalhamento absorvidos pelo
rejuntamento de areia entre as peas e a capacidade estrutural das camadas
inferiores do pavimento.
Pode ser obtido utilizando PPC especiais com formatos e encaixes reentrantes
uma a uma. Assim, quando aplicada uma carga vertical sobre as PPC existe
um contato do tipo macho-fmea distribuindo os esforos para as peas
vizinhas. Outro tipo de intertravamento vertical independe do formato das
peas. Este alcanado atravs da malha de juntas formada pelos gros de
areia bem compactados lateralmente e a estabilidade estrutural do colcho de
areia compactado e confinado.
Segundo HALLACK (1998) ao aplicar uma carga vertical sobre uma pea
pr-moldada de concreto sem travamento vertical, esta vai tender a afundar em
relao s peas adjacentes, produzindo, com isto, tenses excessivas nas
camadas inferiores, Figura 2.14a. Consegue-se o travamento vertical, Figura
2.14b, com a vibrao final das peas pr-moldadas de concreto. A areia de
assentamento ao comprimir-se tende a escapar pelas juntas entre as peas,
subindo em mdia 25 mm medidos da base de assentamento das peas,
Figura 2.14c, esta areia penetra por todo o permetro inferior com certa
presso, produzindo o mencionado travamento vertical, e tende a uniformizar a
espessura das juntas. Dessa forma, a carga vertical sobre a pea pr-moldada
de concreto pode ser transferida a suas vizinhas por esforos de cisalhamento.
46
a) Sem travamento vertical b) Com travamento vertical
25 mm
c) Ascenso da areia pelas juntas
Figura 2.14 - Intertravamento vertical (HALLACK, 1998).
Intertravamento Rotacional ou Giratrio
KNAPTON (1996) descreve o intertravamento como a incapacidade da pea
girar em relao ao seu prprio eixo em qualquer direo. conseguido pela
espessura das juntas entre as peas e conseqente confinamento oferecido
pelas peas vizinhas.
Geralmente o fenmeno de girao, mostrado na Figura 2.15, provocado pelo
tipo e freqncia do trfego, principalmente nas reas de frenagem, acelerao
e tenses radiais dos pneus, curvas, alm de regies de confinamento lateral
duvidoso. Assim, sua ocorrncia depende principalmente da natureza das
juntas entre as PPC, isto , da sua largura, do tipo de areia utilizada e
rejuntamento.
47
Figura 2.15 - Movimento de girao das peas pr-moldadas de concreto
(HALLACK, 1998).
Segundo HALLACK (1998) uma carga aplicada assimetricamente sobre uma
pea tende a rotaciona-la. Para que isso acontea, necessrio que essa pea
desloque suas vizinhas lateralmente, como apresentado na Figura 2.16a.
Todavia, se estas so impedidas de se deslocar mediante uma restrio nas
bordas, consegue-se um travamento rotacional. A areia de enchimento das
juntas permite a transmisso destes esforos horizontais at as bordas.
Figura 2.16 - Intertravamento rotacional (HALLACK, 1998).
48
2.5 Caractersticas Funcionais dos Pavimentos Intertravados
O meio tcnico conhece as vantagens, as limitaes e a simplicidade dos
processos de construo e controle dos pavimentos intertravados. Aliadas s
qualidades estticas e versatilidade do material, esto suas facilidades de
estocagem e homogeneidade, alm de permitirem o imediato uso do
pavimento.
No entanto, no que se refere sua aplicao em reas de menor solicitao
magnitude e freqncia de cargas, algumas propriedades devem ser
ressaltadas:
Permitem a utilizao imediata do pavimento;
Impedem a transmisso e o aparecimento na superfcie do pavimento
de eventuais trincas das camadas de base;
Tm a capacidade de manter a continuidade do pavimento mesmo
quando sujeitos a acomodaes do subleito;
Permitem fcil reparao quando ocorre assentamento do subleito que
comprometa a capacidade estrutural do pavimento;
H facilidade de acesso s instalaes de servios subterrneas e
posterior reparo, sem marcas visveis;
Permitem a reutilizao das peas de concreto;
So de fcil execuo;
As peas de concreto so de alta qualidade, o que lhes confere
durabilidade e resistncia abraso, indispensveis aos pavimentos
industriais e porturios;
Resistem ao ataque de leos e ao derramamento de combustveis;
Requerem pouca ou nenhuma manuteno;
No necessria a utilizao de mo-de-obra especializada e nem de
equipamentos especiais, o que permite criar vrias frentes de trabalho
e economia de tempo de construo;
49
Os materiais utilizados na construo chegam obra j prontos para
aplicao, no sendo necessrio o emprego de processos trmicos ou
qumicos;
Podem ter simultaneamente capacidade estrutural e valor paisagstico;
Facilitam a incorporao de sinalizao horizontal pela utilizao de
peas coloridas;
O controle de qualidade dos materiais empregados (peas de concreto,
areias etc.) pode ser feito em seus prprios centros de produo.
BEATY & RAYMOND (1995) atribuem os defeitos nestes pavimentos a fontes
potenciais que se relacionam a:
Arranjo geomtrico inadequado para o assentamento das peas de
concreto;
Uso de areia imprpria para a camada de assentamento;
Largura incorreta das juntas entre as peas, seja pela falta de
espaadores na prpria pea, seja por procedimento construtivo
inadequado;
Uso de areia imprpria para o preenchimento das juntas ou
procedimento inadequado de preenchimento;
Conteno lateral ineficaz das peas, permitindo movimentos laterais e
perda de intertravamento entre elas;
Utilizao de peas com formatos e tamanhos diferentes;
Drenagem deficiente e
Existncia de zonas de transio.
MADRID (1985) acrescenta como limitaes:
No se deve usar estes pavimentos como canais coletores de guas
que possam gerar correntes volumosas e rpidas ou submetidos
jatos de gua sob presso, sob pena de perda da selagem das juntas;
50
Gerao de nveis de rudo maiores do que aqueles gerados por outros
tipos de pavimentos;
Provocar maior vibrao nos veculos;
Requerem processo construtivo acurado, ainda que de acordo com
parmetros simples, porm estritos (tolerncias de nivelamento, largura
de juntas, compactao, escolha de areias etc);
Devem ter estruturas de drenagem e conteno lateral bem projetadas
e bem construdas.
DOWSON (1998a) descreve os tipos mais comuns de falhas observados e as
atribui a projetos incorretos ou deficincias dos mtodos de construo.
Ressalta que, na maioria dos casos, as falhas poderiam ter sido evitadas caso
houvesse uma melhor compreenso destes procedimentos e obedincia s
especificaes existentes.
De fato, o principal defeito que estes pavimentos podem vir a apresentar refere-
se a desnveis entre as peas de concreto, normalmente causado por falhas
das camadas subjacentes, seja por deficincia de projeto ou de construo. A
soluo, no entanto, simples: retirada da camada de rolamento, reparo das
camadas danificadas e recolocao das peas pr-moldadas de concreto.
Tais peas apresentam danos apenas quando de m qualidade; geralmente,
so relacionados quebra das bordas ou desgaste acentuado. Deve-se,
portanto, obedecer aos requisitos das Normas NBR-9780 Peas de Concreto
para Pavimentao Determinao da Resistncia Compresso (Mtodo de
ensaio) e NBR-9781 Peas de Concreto para Pavimentao Especificao,
que estabelecem procedimentos de ensaio (resistncia compresso simples)
e especificaes capazes de garantir a qualidade do produto acabado.
Entretanto, cabe salientar que a durabilidade do pavimento compatvel com
sua utilizao, portanto promove-se, aqui, a discusso sobre uma maior
tolerncia quanto a resistncias no caso de utilizaes em vias de baixo
trfego.
51
Limita-se ainda a sua utilizao, por motivos de conforto e segurana, a vias
sujeitas apenas a velocidades baixas e moderadas, at aproximadamente 70 -
80 km/h, conforme MADRID (1985); no Brasil, at 60 km/h tem sido a prtica
comum.
O emprego de peas pr-moldadas de concreto encontra na pavimentao, um
frtil campo de aplicaes: de ptios de estacionamento de automveis at
reas industriais ou porturias submetidas a cargas elevadas, abrangendo:
Caladas, parques, praas e jardins;
Ruas, avenidas, estacionamentos, paradas de nibus, faixas
demarcatrias e de sinalizao, trechos-alerta (antecedendo curvas,
cruzamentos, passagens de nvel etc.), acostamentos e estradas, com
trfego composto desde veculos leves at um grande nmero de
veculos comerciais;
Pavimentos sob os quais se instalaro ou haver necessidade de obras
de manuteno de redes de gua, esgoto, telefone etc.
Ou ainda:
reas de cargas (ptios, depsitos, galpes industriais, oficinas e
plataformas);
reas de exposies e feiras;
Pisos rurais (currais, bebedouros etc.);
Pavimentos cujos subleitos no ofeream boas condies de suporte
ou estejam sujeitos a recalques acentuados;
Terminais de cargas ou de contineres;
Ptios e vias de aeroportos.
SHACKEL (1990) faz uma anlise aprofundada das vantagens e desvantagens
que os pavimentos intertravados apresentam em relao aos outros tipos de
52
pavimentos, mormente com relao aos pavimentos com revestimento de
material asfltico.
Em SHACKEL & CANDY (1988) e SHACKEL (1990) encontram-se resultados
de estudos sobre outras caractersticas dos pavimentos intertravados que no
influenciam em seu comportamento estrutural (e, portanto no consideradas
nesta dissertao). No entanto, expem-se a seguir as principais concluses:
Colorao: as peas de concreto oferecem visibilidade superior das
superfcies betuminosas, tanto luz do dia quanto luz artificial,
independentemente de sua colorao.
Conforto de rolamento: com base em medidas objetivas, ou seja, com a
utilizao de equipamentos especficos os pavimentos intertravados
apresentam padres mais baixos de conforto do que os pavimentos
asflticos. Suas condies de conforto de rolamento, no entanto,
tendem a melhorar sob a ao do trfego. A velocidades menores do
que 70 km/h, pesquisas com usurios indicaram que o pavimento
intertravado so tidos como proporcionadores de conforto de rolamento
equivalente aos pavimentos com outros tipos de revestimentos.
Resistncia derrapagem: ainda que diversos fatores influenciem na
sua avaliao, os pavimentos intertravados tm mostrado serem
capazes de manterem nveis satisfatrios de resistncia derrapagem
durante sua utilizao. A resistncia derrapagem tende a ser
equivalente quela associada aos pavimentos de concreto e
equivalente, ou melhor, quela associada aos pavimentos asflticos.
Gerao de rudo: para velocidades acima de 60 km/h a gerao de
rudos associada s peas de concreto superior a dos demais tipos
de revestimento, ao passo que para velocidades menores do que
aquela, h uma similaridade ou vantagem (menor gerao de rudos)
das peas de concreto principalmente em superfcies secas.
Infiltrao de gua: h um senso comum de que os pavimentos
intertravados tornam-se impermeveis ao longo de sua utilizao
53
devido selagem das juntas pela deposio de detritos, borracha e
leo. O problema maior verifica-se nos primeiros perodos aps a
construo. Dessa forma, recomendam-se cuidados redobrados na
selagem das juntas com areia adequada, o confinamento da areia de
assentamento, a utilizao de peas chanfradas na face superior de
modo a diminuir o efeito de suco dos selantes das juntas pela
passagem dos pneus, a construo de dispositivos de drenagem e
prover ao pavimento caimento superior a 2 %.
54
3 PRINCIPAIS MTODOS DE DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO
INTERTRAVADO
3.1 Antecedentes
BALADO (1965) deu inicio, na dcada de 60, aos estudos pioneiros visando
conhecer melhor as caractersticas e o comportamento dos pavimentos de
peas pr-moldadas de concreto. Nesse estudo, procurou-se estabelecer um
mtodo de dimensionamento com base em uma srie de ensaios em sees
experimentais, com medio das cargas aplicadas e das deformaes
observadas. Obteve-se um procedimento de dimensionamento derivado do
Mtodo do CBR, que contemplava camadas de base granular e de solo-
cimento.
At meados da dcada de 70, o projeto de pavimentos de peas pr-moldadas
de concreto assemelhava-se quase que completamente ao de pavimentos
flexveis asflticos.
LIRA (1984) afirma que as propriedades mecnicas dos pavimentos de peas
pr-moldadas de concreto, tomadas como um conjunto, no haviam sido
consideradas inclusive em pases que j contavam com normas sobre
pavimentos de peas pr-moldadas de concreto, como a Alemanha com sua
Pflsterstein aus Beton, DIN 18.501 de 1964 e a Holanda com sua NEN 7000
de 1966. Ambas enfatizaram somente as propriedades fsicas das peas
pr-moldadas de concreto, sem justificar com antecedentes tecnolgicos, os
mtodos de projeto propostos.
Na Inglaterra, KNAPTON (1976) passou a pesquisar as propriedades
mecnicas adicionais destes pavimentos para estabelecer algum mtodo de
dimensionamento e, eventualmente, torn-los mais competitivos com as
solues tradicionais. Knapton construiu sees de pavimentos de peas pr-
moldadas de concreto dentro de laboratrios e os submeteu a cargas verticais,
aplicadas atravs de dispositivos circulares com rea similar s reas de
55
contato de pneus de veculos comerciais. Para isto projetou um aparato
experimental, mostrado na Figura 3.1, que simula um pavimento submetido
carga vertical.
Figura 3.1 - Aparato de Knapton (KNAPTON, 1976).
As peas pr-moldadas de concreto foram assentadas sobre uma camada de
areia, que, por sua vez, apoiava-se sobre uma base de concreto. Uma bateria
de clulas de presso foi montada na interface entre a camada de areia de
assentamento das peas e a placa de concreto sobre a qual o pavimento foi
construdo, permitindo-se a medio da presso e de sua distribuio,
comparando-as com aquela aplicada na superfcie do pavimento. Sobre as
peas pr-moldadas de concreto aplicou-se o carregamento atravs de uma
placa circular com dimetro igual a 250 mm. Aplicaram-se cargas de at 25 kN
(presses at 510 kN/m2), e registraram-se as presses nas clulas
correspondentes carga aplicada.
Esta experincia, realizada com vrios formatos e arranjos de peas
pr-moldadas de concreto, demonstrou que as presses nas clulas
aumentavam em menor proporo percentual do que aquelas aplicadas na
superfcie.
56
Da comparao destes resultados com ensaios anlogos em pavimentos
asflticos, concluiu-se que a propriedade de dissipao de cargas de uma
camada combinada de peas de concreto mais areia de assentamento era
equivalente a uma camada de 160 mm de material betuminoso, em outras
palavras, esses testes mostraram que as peas de concreto com espessuras
no intervalo de 65-80 mm assentadas sobre uma camada de areia com
espessura igual a 50 mm aps a compactao, possuam capacidade de
distribuio de carga similar a uma camada de 160 mm de material
betuminoso(*), o que permitiu estabelecer um mtodo de dimensionamento de
pavimentos de peas pr-moldadas de concreto similar ao de pavimentos
flexveis.
Testes similares feitos por CLARK (1981) sobre camada de base de material
granular - ao invs de placas de concreto - levaram a concluses semelhantes.
KNAPTON (1976) recomendava que a camada de sub-base deveria ser
dimensionada de acordo com a Road Note 29 (INGLATERRA ,1970), e a base
e o revestimento substitudos por peas de concreto assentadas sobre uma
camada de areia com 50 mm de espessura. Todavia, ainda persistia a dvida
se estes mtodos de dimensionamento refletiam o comportamento real destes
pavimentos sob trfego. Questionava-se se todo o potencial dos pavimentos de
peas pr-moldadas de concreto havia sido explorado. Algumas crticas
surgiram principalmente devido ao fato dos pavimentos-teste terem sido
construdos sobre uma placa de concreto e submentidos uma carga esttica
no repetitiva.
Tornaram-se urgentes, portanto, os testes em verdadeira grandeza, com
sees transversais tpicas adotadas na aplicao destes pavimentos e com
cargas dinmicas.
(*)
Atualmente, conforme registram KNAPTON & COOK (1992), a equivalncia adotada entre a
camada de peas de concreto mais areia e material asfltico de um para um, ou seja, uma camada de peas de concreto com 80 mm de espessura assentadas sobre uma camada de areia com 40 mm de espessura tm a mesma capacidade de distribuio de cargas do que uma camada asfltica com 120 mm de espessura.
57
Assim, j em 1977, a Concrete Masonry Association e a Australian Concrete
Association patrocinaram um exaustivo programa de ensaios de pavimentos de
peas pr-moldadas de concreto em escala real submetidos a cargas mveis,
dirigido por Shackel, que posteriormente foi ratificado no National Institute of
Transport and Road Research de Pretria, frica do Sul, empregando um
Simulador de Veculos Pesados.
Aquela primeira pesquisa, na Austrlia, demonstrou que (MORRISH, 1979):
a espessura da camada de areia de assentamento deveria ser reduzida
a uma espessura mnima construtiva, passando os pavimentos a serem
constitudos por camadas compactadas de 30 mm de areia ao invs de
50 mm recomendados anteriormente por Knapton;
as peas de concreto com 100 mm de espessura proporcionavam
pouco benefcio adicional em relao s de 80 mm na maior parte das
situaes. Por outro lado, as peas de concreto com 80 mm
proporcionavam aos pavimentos desempenhos bastante superiores
queles que continham peas com espessura igual a 60 mm.
A pesquisa na frica do Sul iniciou-se em 1979 e tinha como objetivo estudar o
desempenho dos pavimentos de peas pr-moldadas de concreto, utilizando
sees-teste de pavimentos em verdadeira grandeza e com ensaios
acelerados de trfego, usando o Simulador de Veculos Pesados. Os principais
fatores analisados foram: o formato, a espessura, a resistncia das peas de
concreto e seus arranjos de assentamento.
Com referncia a essa pesquisa, SHACKEL (1979) mostra, dentre outras
concluses, que o desempenho dos pavimentos de peas pr-moldadas de
concreto sob trfego depende intimamente do formato das peas e que o
formato influencia fortemente o processo de desenvolvimento do
intertravamento. Afirma ainda que muitas das concluses obtidas confirmaram
aquelas obtidas no estudo anterior feito na Austrlia.
58
Foram ensaiadas mais de 100 sees-teste de pavimentos em verdadeira
grandeza (SHACKEL, 1990), com peas pr-moldadas de concreto de 60 mm,
80 mm e 100 mm de espessura, de diversos formatos e arranjos de
assentamento, submetidas a mais de 40.000 passagens do Simulador de
Veculos Pesados (SHACKEL, 1979).
As concluses destes ensaios e investigaes tm sido convincentes, e
assim que outros pases que utilizam este tipo de pavimento de forma mais
intensa vm acolhendo paulatinamente estas recomendaes e
incorporando-as s suas prprias especificaes.
Esta realidade permite acolher algumas destas concluses e apresent-las
como base para um mtodo de projeto de pavimentos de peas pr-moldadas
de concreto em nosso pas, buscando selecionar aquelas recomendaes
relativas a obter um bom comportamento destes pavimentos, mantendo outros
conceitos consagrados no meio tcnico local.
3.2 O Estado-da-Arte dos Mtodos de Dimensionamento dos Pavimentos
Intertravados
Com base nos estudos de LILLEY (1991) e SHACKEL (1984), os vrios
procedimentos existentes podem ser divididos em quatro categorias:
baseados na experincia de campo;
utilizando-se experincia de campo e ensaios de laboratrio;
fundamentados na equivalncia de m
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