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1 PROGRAMA DE INTEGRAÇÃO E CAPACITAÇÃO – DER/2008 Lucas Bach Adada TÓPICOS DE PROJETO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS E DE CIMENTO PORTLAND

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PROGRAMA DE INTEGRAÇÃOE CAPACITAÇÃO – DER/2008

Lucas Bach Adada

TÓPICOS DE PROJETO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS E

DE CIMENTO PORTLAND

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2Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Contexto do Projeto de Pavimentação em relação aos demais projetos

FASE DE PROJETO

GeométricoTerraplenagemPAVIMENTAÇÃODrenagem e O.A.C.Obras de Arte EspecialObras ComplementaresDesapropriaçãoAmbientalOrçamento

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3Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Projeto de um Pavimento

PROJETAR um pavimento (infra-estrutura viária) significa determinar a combinação de materiais,espessuras e posição das camadas constituintes que seja a mais econômica, dentre todas as alternativas viáveis que atendam aos requisitos funcionais especificados.

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4Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Fatores que Devem ser Levados em Conta,para um Projeto Completo e Eficaz

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5Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise Econômica

Custos no ciclo de vida de um pavimento

( )( )

( )∑=

−−+

++

+=PP

iPPi

i

r

PPCR

r

CCCICCV

111

11

Cus

to

Tempo

CI

CCi

CR

CI = Custo Inicial ou de construção do pavimento novo;

CCi = Custo de conservação no ano “i”;

CR(PP)= Custo de restauração, ao final do período de projeto (PP);

r = Taxa de oportunidade do capital (%ao ano).

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6Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Projeto de um Pavimento

O projeto de um pavimento compreende, portanto, os seguintes componentes:

•Dimensionamento estrutural: onde a seção do pavimento é proporcionada de modo a que seja capaz de resistir aos efeitos deteriorantes das cargas do tráfego;

•Projeto de Drenagem: onde os dispositivos necessários àretirada de água livre de infiltração ou percolação são especificados e dimensionados;

•Especificação de materiais de construção: incluindo processos construtivos e procedimentos para o controle tecnológico e de qualidade.

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7Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento

PAVIMENTO = SISTEMA

INTEMPÉRIES

Base

Revestimento

SubbaseSubleito (solo de fundação)

Infiltração de águas

CARGAS DOTRÁFEGO

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8Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

PAVIMENTO Segundo a NBR-7207/82 Da

ABNT

“É uma estrutura construída após a terraplenagem, destinada, econômicae simultaneamente, em seu conjunto, a:

� Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos;

� Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança;e

� Resistir aos esforços horizontais quenela atuam, tornado mais durável asuperfície de rolamento”

Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento

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9Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento

PAVIMENTO É A SUPERESTRUTURADE RODOVIAS, AEROPORTOS,PÁTIOS E VIAS

URBANAS

•Constituída por uma ESTRUTURA EM CAMADAS de espessuras finitas; e

•Assentes sobre o SUBLEITO (semi-espaço infinito)

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10Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento

COM AS FUNÇÕES

DE:

(1)Resistir os esforços das CARGAS TRÁFEGO;

(2) Transmitir ao SUBLEITO tensões compatíveis com sua CAPACIDADE DE SUPORTE; e

(3) Permitir o tráfego SEGUROCONFORTÁVEL e ECONÔMICO DEVEÍCULOS (ao transporte depassageiros e de bens de produção).

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11Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento

AGENTES responsáveis

peladegradação

dos Pavimentos

•EXTERNOS = Cargas do Tráfego +

Intempéries

•INTERNOS = Concepção e/ou projeto inadequado + má execução

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12Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento

CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS

SegundoHuang

•Flexíveis ou pavimentos asfálticos;•Rígidos ou pavimentos de concreto;e•Pavimentos Compostos ou “overlays”.

Mais comum

•Flexíveis•Rígidos;e•Semi-Rígidos.

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13Tópicos de projeto de pavimentos

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1 Talude de Aterro2 Terreno Natural3 Contenção Lateral4 Material selecionado ou Reforço

do Subleito5 Superfície do acostamento6 Subbase7 Base8 Revestimento9 Placa de Concreto10 Talude ou Saia de Subbase11 Talude de corte

12 Base do Acostamento13 Declividade Transversal do Pavimento14 Subleito ou Superfície de Regularização15 Solo de Fundação (Subleito)16 Estrutura do Pavimento17 Declividade do Acostamento18 Faixas de Tráfego19 Acostamento20 Plataforma da Rodovia21 Plataforma de Terraplenagem

Pavimentos Flexíveis Pavimentos RígidosSEÇÃO TRANSVERSAL

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14Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Pavimentos Flexíveis

São aqueles em que as deformações, atéum certo limite, não levam ao

rompimento. São dimensionados normalmente a compressão e a tração na flexão, provocada pelo aparecimento das bacias de deformação sob as rodas de veículos, que levam a estrutura a deformações permanentes, e ao

rompimento por fadiga.

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15Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Estrutura dos Pavimentos Flexíveis

FLEXÍVEIS

SUB-BASE

BASE

REVESTIMENTO

REFORÇO DO SUBLEITO

SUBLEITO

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16Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível

Revestimento

•Camada destinada a resistir diretamenteas ações do tráfego

•Impermeabilizar o pavimento

•Melhorar as condições de rolamento

•Transmitir de forma atenuada, as ações do tráfego às camadas inferiores.

confortosegurança

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17Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível

Revestimentos Flexíveis

•Por Calçamento

•Betuminosos

Alvenaria poliédrica

Paralelepípedos

PedraMadeiraBetumeCimentoCerâmicaBorracha

•Por penetração

•Por mistura

Tratamentos superficiais betuminososMacadames betuminosos

Na usina

Na estrada

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18Tópicos de projeto de pavimentos

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Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível

Na usina

Pré-misturado de graduação tipo macadame;Pré-misturado de graduação tipo aberta;Pré-misturado de graduação tipo densa;Areia-Betume; eConcreto betuminoso (“sheet asphalt”)

Na estrada

Road-Mix de graduação tipo macadameRoad-Mix de graduação tipo abertaRoad-Mix de graduação tipo densa; eAreia-Betume

Revestimentos Flexíveis Betuminosos por Mistura

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19Tópicos de projeto de pavimentos

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Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível

Base• Camada destinada a resistir às ações dos

veículos e a transmití-las, de forma conveniente, ao subleito

Subbase

• Camada complementar à base, com as mesmas funções desta e executada quando, por razões de ordem econômica,for conveniente reduzir a espessura da base

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20Tópicos de projeto de pavimentos

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Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível

GRANULARES

ESTABILIZADAS

•Macadame hidráulico•Macadame seco

•Materiais•Naturais •Solo-brita•Brita corrida•Brita graduada

•Por correção granulométrica

•Com cal

•Com cimento•Solo cimento•Solo melhorado comcimento

•Com betume•Solo betume•Bases betuminosasdiversas

•Solo cal•Solo melhorado com cal

BASES ESUB-BASESFLEXIVEIS

E SEMI-RIGIDAS

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21Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Reforço doSubleito

•Camada necessária, no caso de pavimentos muitoespessos, executada com o objetivo de reduzir a espessura da própria subbase.

Regularizaçãodo Subleito

•Camada de espessura variável (cortes ou aterros menores ou iguais a 20cm);

•Executada para preparar e receber o pavimento.

Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível

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22Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland

PAVIMENTORÍGIDO

Placa de Concreto

RevestimentoBase

Evitar o bombeamentodo subleito

Subbase

REFORÇO DO SUBLEITO

BASE E REVESTIMENTO

SUB-BASE

SUBLEITO

São aqueles pouco deformáveis, constituídos principalmente de concreto de cimento Portland, rompem por tração na flexão, quando sujeitos a deformações.

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23Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland

SUBBASES• Concretos Magros• C.C.R.• Granulares

REVESTIMENTOSRÍGIDOS

• Concreto de cimento• Macadame Cimentado• Paralelepípedos Rejuntados

com cimento

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24Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Pavimentos Semi-RígidosCaracterizam-se por uma base cimentadaquimicamente, como por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica.

REFORÇO DO SUBLEITO

SUB-BASE GRANULAR

REVESTIMENTO

BASE CIMENTADA

SUBLEITO

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25Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Pavimentos Invertidos (semi-rígido)Caracterizam-se por serem constituídos de revestimento, base granular não tratada de brita graduada simples e sub-base de material granular tratado com cimento.

REFORÇO DO SUBLEITO

REVESTIMENTO

BASE GRANULAR

SUB-BASE CIMENTADA

SUBLEITO

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26Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Comparação entre os Tipos de Estruturas de Pavimentos

REFORÇO DO SUBLEITO

BASE E REVESTIMENTO

REFORÇO DO SUBLEITO

SUB-BASE GRANULAR

REFORÇO DO SUBLEITO

FLEXÍVEIS

SUB-BASE

BASE

REVESTIMENTO

SUBLEITO

SEMI-RÍGIDOS

REVESTIMENTO

BASE CIMENTADA

SUBLEITO

REFORÇO DO SUBLEITO

REVESTIMENTO

BASE GRANULAR

SUB-BASE CIMENTADA

SUBLEITO

INVERTIDOSRÍGIDOS

SUB-BASE

SUBLEITO

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27Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise das Tensões, deformações e deslocamentos nos Pavimentos Flexíveis

Carga por eixo

Raio circular de contato

Pressão do pneu

σσσσt ; εεεεtCamada asfáltica

Baseh2

Subbaseh3

Subleito

h1

σσσσv ; εεεεv

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28Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

PAVIMENTOFLEXÍVEL Método DNER66/96

Design of FlexiblePavements ConsideringMixedLoads and Traffic Volume

Conclusões obtidas na pistaExperimentos da AASHTO.

Autores: W.J.Turnbull, C.R. Foster eR.G. Ahlvim(U.S.A.C.E.)

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29Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

•Coeficientes de Equivalênciaestrutural (k) obtidos na Pista Experimental da AASHTO.

•CBR(ensaiopreconizado pelo DNER)

•Número Equivalente (N) deOperações da USACE

EMBASAMENTODO MÉTODO

•Subleito•Materiais constituintesdo pavimento, ou

•Corpos de prova indeformados

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30Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

QUANTO AOSMATERIAIS DO

SUBLEITO

•Valem as especificações gerais, recomendando-se que G.C. ≥≥≥≥ 100%

•e ≤ 2%

•CBR ≥ 2%

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31Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

QUANTOAOS

MATERIAISEMPREGADOS

NO PAVIMENTO(Idem às do subleito

acrescidas de)

a)Materiais para reforço do subleito

b)Materiais parasub-base

c) Materiais parabase

•CBRRS > CBRSL

•e ≤≤≤≤ 1% (sobrecarga de 10 lbs)

•CBR ≥≥≥≥ 20%

•IG = 0

•e ≤≤≤≤ 1% (sobrecarga de 10 lbs)

•CBR ≥≥≥≥ 80%•e ≤≤≤≤ 0,5% (sobrecarga

de 10 lbs)•LL ≤≤≤≤ 25% •IP ≤≤≤≤ 6%

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32Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

QUANTOAOS

MATERIAISEMPREGADOS

NO PAVIMENTO(Idem às do subleito

acrescidas de)

d)Observações: LL > 25% e/ou IP>6% o material pode ser Empregado em BASE (satisfeitas as demais condições) e desde que o E.A. > 30.

e)Granulometria dos Materiais para base granular

� Faixas: A e D (tabela de granulometria)

� Faixas: E e F N ≤≤≤≤ 5.106 eCBRBG ≥≥≥≥ 60%

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33Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

GRANULOMETRIA (% em peso passando)

ITipos II

PeneirasB C D E FA

2”1”

NO43/8”

NO10NO40NO200

100

100 100 100 100

100

55-100 70-100

55-100

30-65

25-55

15-40

8-20

2-8

75-90

40-75

30-60

20-45

15-30

5-15

50-85

35-65

25-50

60-100

50-85

40-70 40-100

15-30 25-45 20-50 30-70

5-15 10-25 6-20 8-25

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34Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

OBSERVAÇÕES:

A fração que passa na peneira no200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa na peneira no40.

(b)A fração graúda deve apresentar um desgaste LosAngeles ≤≤≤≤ 50; Aceitando-se valores de desgaste maior, desde que haja EXPERIÊNCIA NO USO DO MATERIAL.

(c) Para materiais LATERÍTICOS, as “Experiências Gerais”fixarão valores para expansão índices de consistência, granulometria e durabilidade da fração graúda.

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35Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

ESPESSURA MÍNIMA DE REVESTIMENTO:

A fixação da espessura mínima a adotar para os REVESTIMENTOS

BETUMINOSOS é um dos pontos ainda em aberto na ENGENHARIA

RODOVIARIA, quer se trate de proteger a camada de base dos

esforços impostos pelo tráfego, quer se trate de evitar a ruptura do

próprio revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As

espessuras a seguir recomendadas, visam, especialmente, proteger

as BASES de comportamento puramente granular e são ditadas pelo

que tem observado.

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36Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

Concreto Betuminoso com 12,5cm de espessura

N> 5x107

Concreto Betuminoso com 10,0cm de espessura

107<N≤≤≤≤5x107

Concreto Betuminoso com 7,5cm de espessura

5x106<N≤≤≤≤ 107

Revestimentos Betuminosos com 5,0cm de espessura

106<N≤≤≤≤5x106

Tratamentos Superficiais BetuminososN≤≤≤≤106

ESPESSURA MÍNIMA DE REVESTIMENTO BETUMINOSO

N

OBS.: No caso de adoção de tratamentos superficiais, as bases granulares devem possuir alguma coesão, pelo menos aparentes,seja devido à capilaridade ou a

entrosamento de partículas.

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37Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

PROCESSO DE DIMENSIONAMENTO DOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS

1) Em função do número de operações do eixo de 8,2t e do I.S.C. ou C.B.R.(fig. 43) determina-se a espessura do pavimento em centímetros e em

termos de material granular (k=1) ou pelo uso das equações:

H=77,67. N0,0482 . ISC-0,598 ou H=9,02+(0,23logN+0,05) [(7011/CBR)-234,33]1/2

2)Com a utilização da figura 44(ou equações acima) e figura 43, determinar Hm, Hn e H2O e R pela tabela de espessura mínima de

revestimento betuminoso.

3) Observar que na fig. 44, Hm por exemplo, designa a espessura total do pavimento necessário para proteger um material com CBR ou IS = CBR ou IS = m e assim sucessivamente para os demais materiais e CBR’s e

IS’s(n e 20)

4) Designa-se hn a espessura da camada do pavimento com CBR ou IS = n.

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38Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)-Ábaco de Dimensionamento (Fig.43)

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39Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

5) OBSERVAÇÕES:

a) Mesmo que o CBR ou IS da sub-base seja superior a 20, a espessura do pavimento, necessário para protegê-la é determinada como se fosse 20 e, por esta razão, usam-se sempre os símbolos,H20 e h20 para designar as espessuras de pavimento em termos de material granular e a espessura de sub-base respectivamente.

b) No caso de ocorrência de materiais no subleito com CBR ou IS inferior a 2, é sempre preferível fazer a substituição, na espessura de,pelo menos, 1m, por material com CBR ou IS superior a 2.

c) A espessura de camadas granulares mínima é de 10cm (preferencialmente 12cm).

d) Supõe-se, sempre que há uma drenagem superficial adequada e que hálençol de água subterrâneo e que foi rebaixado a, pelo menos, 1,50m em relação ao greide de regularização.

e) Os símbolos B e R designam, respectivamente, as espessuras efetivas de base e de revestimento.

f) Se para um determinado “N” requerer tratamento superficial betuminoso, utilizar no dimensionamento R=0 (zero).

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

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40Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

6) Uma vez determinadas as espessuras das camadas Hm, Hne H20, pelo gráfico da fig. 43 ou pelas equações; determina-se R pela tabela apresentada, as Espessuras de base(B), sub-base (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações:

R . kR + B. kB ≥≥≥≥H20 ;

R . kR+ B. kB + h20. k20 ≥≥≥≥Hn ; e

R . kR + B . kB + h20 .k20 + hn. kn ≥≥≥≥Hm

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41Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

Para o dimensionamento do pavimento de uma rodovia classe II, com velocidade diretriz de 70km/h foram realizados estudos de tráfego e geotécnicos.

Nos estudos de tráfego foram determinados o número de solicitações (operações) do eixo padrão de 8,2 tf para a AASHTO e para o USACE, respectivamente, iguais a 1,0 x107 e 4 x 107 .

Para os estudos geotécnicos foram sondados e selecionados materiais das Jazidas A e B para possível utilização como reforço do subleito. Os ensaios da Jazida A apresentaram ISC = 10% e kREF=0,80, enquanto, o material da Jazida Bapresentou ISC= 13% e kREF=1,00.

Dimensionar o pavimento e desenhar o perfil do pavimento, sabendo-se que:a) O método de dimensionamento a utilizar é do DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem para pavimentos flexíveis;

b) A relação entre a espessura de material granular em centímetros (H), número de operações do eixo de 8,2t (N) e o Índice de Suporte Califórnia (ISC) em valor absoluto são expressos pela relação (obs.: expressão do ábaco):

H=77,67. N0,0482 . ISC-0,598c) O subleito apresenta ISC=6%;

d) Dispõe-se de materiais granulares para a sub-base e base. O material da sub-base apresenta ISC= 35% e o da base ISC superior a 80%, sendo que os coeficientes de equivalência estrutural da sub-base e base são iguais a 1 ( um );

e) Utilizar concreto betuminoso como material de revestimento;

f) Caso a espessura da sub-base calculada anteriormente seja maior que 20cm, redimensionar o pavimento utilizando uma camada de reforço do subleito com o material de uma das jazidas estudadas de maneira a manter as considerações dos itens anteriores e obter a estrutura de pavimento mais econômica;

g) Admitir que as jazidas tenham o mesmo custo do material e mesma distância de transporte;

h) Arredondar os valores das espessuras efetivas para números múltiplos de 0,5 cm .

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42Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

Dados: 7104 ×=

USACEN ;

Utilizar CBUQ como revestimento 0,2=⇒rk ; %6=mCBR ;

Caso se tenha reforço )20( 20 cmh > utilizar a jazida B (ISCn=13% e kn=1,0);

ISC20=20%; k20=kB=1,0.a) Cálculo de R

Vai a Tabela de espessuras mínimasde revestimento e com cmRN 0,104 =⇒10×= 7

b) Cálculo de Hm

( ) cmHmHmHm 0,6285,616)104(67,77598,00482,07 ≅∴=∴×××=

−c) Cálculo de H20

( ) ( ) cmHHH 5,301,3020107467,77 2020

598,00482,0

20≅∴=∴×××=

−d) Como inicialmente só se

dispõe de sub-base e base 0=⇒ nh

e) Cálculo da espessura da Base (B)

cmBBHkBkR BR 5,105,30121020≥∴≥×=×∴≥×+× f) Cálculo da espessura da Sub-

Base (h20)

cmcmhh

HkhkhkBkR mnnBR

205,31620115,10210 2020

2020

>≥∴≥+×+×+×∴

≥×+×+×+×

Portanto: Redimensionar utilizando a jazida B reforço.

SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1:

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43Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT)

SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1:

g) cmHm 5,62=

h) Cálculo de Hn: Para o pavimento mais econômico utiliza-se jazida B (ISCn=13% e kn=1,0)

( ) ( ) cmHH nn 0,391310467,77598,00482,07 ≅∴×××=

i) Cálculo de h20

cmhcmcmh

hHkhkBkR nBR

0,10105,8

0,39115,10210

2020

202020

=∴<≥∴

≥×+×+×∴≥×+×+×

j) Cálculo da espessura (hn) do reforço

cmh

hHkhkhkBkR

n

nmnnBR

5,21

62111015,102102020

≥∴

≥×+×+×+×∴≥×+×+×+×

k) Perfil do Parimento:

Base de BG

SUb-Base de Material Granular

Reforço do Subleitocom solo estabilizado

CBUQ

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44Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Definição:

Pavimentos de Concreto de cimento Portlandou também denominados de Rígidos são os constituídos por placas de concreto de cimento Portland interligados por juntas e assentes sobre o solo de fundação ou sub-base intermediária e com rigidez à flexão.

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45Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

HISTÓRICO

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46Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

1º PAVIMENTO DE CONCRETOCOURTHOUSE SQUARE, EM

1893

+ de 100 anos

- Court Avenue- Main Street- Columbus Avenne- Opera Street

Cidade de Bellefontaine - EUA

Construtor: Willian T. G. Snyder

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47Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

HISTÓRICO, LOCAIS DE APLICAÇÃONO BRASIL,CURITIBA E RMC

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48Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Av. Edson Passos - Rio de Janeiro (RJ)

Mais de 1/2século

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49Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Praia de Boa Viagem - Recife (PE)

Mais de 50 anos

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50Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Rod. Itaipava-Teresópolis

Mais de 70 anos

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51Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Rodovia dos Imigrantes (SP)

25 anos

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52Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Marginais Rodovia Castello Branco (SP)

2001

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53Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Lote 2Rua Fernando Moreira

CANALETA LESTE-OESTE

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54Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

Lote 4Av AffonsoCamargo

CANALETA LESTE-OESTE

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55Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

PAVIMENTO RÍGIDO COMPANHIA DE CIMENTO ITAMBÉ- CAMPO LARGO

� ACESSO A FÁBRICA DA ITAMBÉ

Concreto Simples - 24 cm1997

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56Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

HR

GRANDE ÁREADE DISTRIBUIÇÃODE CARGA

PEQUENA PRESSÃONA FUNDAÇÃO DOPAVIMENTO

HF

GRANDE PRESSÃONA FUNDAÇÃO DOPAVIMENTO

PEQUENA ÁREADE DISTRIBUIÇÃODE CARGA

RÍGIDOS FLEXÍVEIS

COMPARAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA ENTRE PAVIMENTOS EQUIVALENTES

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57Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland

� Os pavimentos de concreto

podem ser classificados em

vários tipos, diferenciando-se

entre si no processo

construtivo, no projeto e

principalmente, na concepção

funcional.

TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS:

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58Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

3 a

4 m

etr

os

4 a 6 metros 4 a 6 metros

Planta

hCorte

Tipos principais de pavimentos rígidos

P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (S.B.T.)

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59Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Tipos principais de pavimentos rígidos

Barras de transferência

h

Planta

Corte

4 a 7 metros 4 a 7 metros

3 a

4 m

etr

os

P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (C.B.T.)

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60Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Tipos principais de pavimentos rígidos

Armadura

5 cm

Barras de transferência

P.C.R. = Pavimentos de Concreto Reforçados com ArmaduraDistribuída Contínua (A.D.C.)

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61Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Tipos principais de pavimentos rígidos

Corte

Planta

. . .. .. .

. . ... ... . . . . .. .

.. . . . .. .

P.C.R. = Pavimentos de Concreto Estruturalmente armados(P.C.E.A.)

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62Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Tipos principais de pavimentos rígidos

Pavimentos de Concreto Protendido (P.C.P.)

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63Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( PortlandCement Association) :

Ensaio de placa

Dimensionamento de pavimentos rígidos

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64Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Dimensionamento de pavimentos rígidos

Ensaios relativamente caros e que demandam muito tempo

Utilizam-se correlações entre CBR e k

DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( PortlandCement Association) :

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65Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Dimensionamento de pavimentos rígidos

Correlações entre CBR e k :

Ou ainda:Valores tabelados pela PCA

CORRELAÇÃO K X CBR

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

k (kgf/cm2/cm)

CBR

k = 2,0791Ln(CBR) + 0,6138R2 = 0,9971

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66Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

ASPECTO SUPERFICIAL DE PAVIMENTODE CONCRETO SEM JUNTAS

PlantaFissuras transversais de contração

Fissura longitudinal devidaao empenamento restringido

Fissuras transversaisadicionais devidas aoempenamento restringido

Análise de tensões nos pavimentos de concreto (rígidos)

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67Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Junta de Articulação ;e

Junta de Construção.

TIPOS DE JUNTAS LONGITUDINAIS:

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

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68Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

Selante

h

0,6

1,2

OBS: cotas em cm

h/4 + 1,5

JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE LIGAÇÃO:

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69Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE LIGAÇÃO:

Selante0,6

1,2

OBS: cotas em cm

Barra de ligação

h/4 +1,5h/2

h/2

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70Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA COM BARRAS DE LIGAÇÃO:

hh

Selante0,6

1,2

0,1h

0,1h

OBS: cotas em cm

0,4h

0,4h

0,05h

0,05h

Barra de ligação

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71Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA SEM BARRAS DE LIGAÇÃO:

h

Selante0,6

0,2h

0,1h

OBS: cotas em cm

0,4h

0,4h1,2

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72Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

BARRAS DE LIGAÇÃO (Juntas Longitudinais):

As barras de ligação são dispostas transversalmente e ao longo da junta longitudinal e servem para manter unidas as faixas de tráfego principalmente nas curvas, bem como para assegurar a transferência das cargas na junta longitudinal.Na figura abaixo mostra-se um exemplo de pavimento com duas faixas de tráfego com problema de separação das faixas de tráfego.

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73Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

•Junta de retração;

•Junta de retração com barras de transferência;e

•Juntas de construção.

TIPOS DE JUNTAS TRANSVERSAIS:

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74Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE TRANSFERÊNCIA:

h

Detalhe A

OBS: cotas em cm

h/4

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75Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA:

OBS: cotas em cm

h

Detalhe A

0,5lb 0,5lb

0,5h

0,5h

Barra de transferência (com sua metade mais 2 cm pintada e engraxada)

h/4

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76Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

BARRAS DE TRANSFERÊNCIA:São utilizadas ao longo das juntas transversais para transmitir as cargas de uma placa para outra. As tensões e deflexões nas juntas transversais são muito menores quando as cargas são transferidas para as duas placas, ao invés de em uma única placa.

A transmissão de cargas se realiza pelo conjunto de barras distribuídas ao longo da junta transversal e a deflexão de um lado da junta é igual a do outro lado e se diz que a eficiência da junta é de 100%, conforme figura abaixo:

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77Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

( )Ε =+

2100

dd d

x''

%

d = deslocamento vertical do lado carregado da junta;e

d’= idem, do lado descarregado da junta

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78Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

EjA=(Du/Dl)x100

Du=Deflexão próxima a junta no lado descarregado;eDl=Deflexão próxima a junta no lado carregado.

EFICIÊNCIA (EjA) DA JUNTA TRANSVERSAL - Critério da AASHTO:

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79Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

0 – 20Nula

21 – 89Parcial

90 – 100Completa

E ou EjA(%)Transferência de Carga (TC)

CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DA EFICIÊNCIA OU TRANSFERÊNCIA (TC) DE CARGA:

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80Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

BARRAS DE TRANSFERÊNCIA:

O uso de barras de transferência minimiza degraus entre as placas e o bombeamento, os quais são considerados na determinação da espessura das placas no método de dimensionamento da PCA.O dimensionamento das barras de transferência é realizado segundo experiências da PCAe são em função da espessura da placa, conforme recomendações a seguir:

Bitola, comprimento e espaçamento de barras de transferência (aço CA-25) (Fonte: PCA)

Espessura da Placa (cm)

até 17,017,5 a 22,022,5 a 30,0

> 30,0

300300300300

Bitola(ΦΦΦΦ)

Comprimento(mm)

20253240

460460460460

Espaçamento(mm)

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81Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO PLANEJADA DE TOPO COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA:

Detalhe A

Barra de transferência

h/2

h/2

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82Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

Selante

2

OBS: cotas em cm

0,6

1,2

h0,1h

0,4h

0,4h

0,05h

0,05h

Barra de ligação

JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO DE EMERGÊNCIA:

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83Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

JUNTA TRANSVERSAL DE EXPANSÃO:

h

Material compreensível

Barra de transferência

h/2

OBS: cotas em cm

h/2

Capuz dematerial duro

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84Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

Estrutura

isopor ou similar

1 a 2,5

1 a 2,5

h

OBS: cotas em cm

Selante

JUNTA LATERAL DE EXPANSÃO:

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85Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

1. DIMINUEMTensões e deformações nas placas de concreto;Pressões e consolidação na fundação;eManutenção.

2. AUMENTAMDurabilidade;eConforto e segurança de rolamento.

SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA:

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86Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

•Placas curtas;

•Barras de transferência;e

•Sub-base estabilizada com cimento.

SISTEMAS ARTIFICIAIS DE MELHORIA DA EFICIÊNCIA DE JUNTAS:

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87Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)

5

10

Selante

0,25h

OBS: cotas em mm

Corpo de apoio

FF=5/10=0,5

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88Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos)

MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS

Portland Cement AssociationPCA PCA 19841984

American Association of State Highwayand Transportation Officials

AASHTO 1993AASHTO 1993AASHTO (suplemento 1998)AASHTO (suplemento 1998)

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89Tópicos de projeto de pavimentos

asfáltico e de cimento Portland

Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos)

FIM!Muito obrigado pela

paciência!