Recuperação de Pavimentos Rígidos - UNEMATsinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_1272017_pdf... · entre os dois pavimentos, de forma que O PAVIMENTO RESULTANTE

Recuperação de Pavimentos Rígidos

Prof.: Raul Lobato

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSOCAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICASCURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS

Aula 17

• Recuperação de Pavimentos Rígidos:• Avaliação da condição estrutural e funcional do pavimento existente;• Tipos de recapeamento com pavimento de concreto;

• Pavimento superposto sem aderência;• Pavimento superposto com aderência parcial;• Pavimento superposto com aderência total;

• Dimensionamento da espessura do pavimento superposto:• Espessura e condição estrutural do pavimento existente;• Espessura fictícia do pavimento equivalente;• Grau de aderência;• Espessura do pavimento superposto aderido;

• Projeto de juntas do pavimento superposto


A recuperação de um pavimento é qualquer trabalho neste pavimento queprolongue significativamente a sua vida útil, mantendo as condições desegurança do trânsito e o conforto dos usuários.

A recuperação de um pavimento implica nas seguintes atividades:• RESTAURAÇÃO OU REPARAÇÃO: são REPAROS realizados em PEQUENAS ZONAS de

uma placa do pavimento, devendo ser feitos tão logo os defeitos apareçam;

• REFORÇO: consiste em executar-se um PAVIMENTO SUPERPOSTO ao existente,devendo este último ainda apresentar características estruturais satisfatórias;

• RECONSTRUÇÃO: consiste na demolição de uma ou várias placas do pavimento e aposterior reconstrução, o que deve ser feito quando for EXCESSIVA A QUANTIDADEDE ÁREAS DEFEITUOSAS


O reforço de um pavimento é a superposição de um pavimento deconcreto sobre o pavimento de concreto existente, que se pressupõeNÃO TENHA SIDO DIMENSIONADO ADEQUADAMENTE, tanto opavimento como a sua fundação, ou então por ter sido considerado umFLUXO DE TRÁFEGO de veículos, especialmente os comerciais, inferiorao atuante na rodovia existente e não ter sido levado em conta oaumento deste tráfego durante a vida útil do pavimento.

PAVIMENTOS RÍGIDOS NO BRASIL

OBJETIVOS DA RECUPERAÇÃO X MOMENTO OPORTUNO

Avaliação do Pavimento Existente

AVALIAÇÃO ESTRUTURAL: define se o pavimento será capaz deSUPORTAR O TRÁFEGO FUTURO em um determinado período detempo de projeto, sem que seja necessário o REFORÇO da suaestrutura, podendo esta avaliação ser feita pelo Dynaflect ou entãopelo Falling Weight Deflectometer – FWD. Completando esta avaliação,devem ser determinadas, por meio de ENSAIOS DESTRUTIVOS E NÃODESTRUTIVOS, as CARACTERÍSTICAS DO PAVIMENTO EXISTENTE, como objetivo de estimar-se a sua VIDA ESTRUTURAL REMANESCENTE.


ENSAIO PARA DETERMINAÇÃO DA BACIA DE DEFLEXÃO NOPAVIMENTO PELO DYNAFLECT

• Carga Vibratória;

• Traçado da bacia de deflexão;

• Montado em um veículo do tipo reboque;

• Uniformidade das características do material de fundação;

• Fatores de erro:Condições Ambientais, Reprodutibilidade, Presença de camada rígida nafundação, Variação da espessura da placa.


ENSAIO PARA DETERMINAÇÃO DA BACIA DE DEFLEXÃO NO PAVIMENTOPELO DYNAFLECT

• Aplicação da carga e determinação da deflexão: similar à viga Benkelman eFWD

Bacia de deflexão simétrica;

• Determinações adicionais:Espessura da placa de concreto e das camadas que compõe a fundação;Coeficiente de Poisson dos materiais das diversas médias que compõe o pavimento,inclusive o subleito.;Profundidade de camadas rígidas que ocorrem na fundaçãoMódulo de reação da fundação (k) e sua variação ao longo do eixo longitudinal dopavimento






ENSAIO PARA DETERMINAÇÃO DAS BACIAS DE DEFLEXÃO NOPAVIMENTO PELO FWD

• Pode ser rebocado;

• Estações de ensaio localizadas sobre a trilha de roda externa da faixade tráfego;



• 3 níveis de carregamento em cada estação de ensaio;

• Duração da sequência de ensaio: aproximadamente 40 segundos;

• Os resultados obtidos fornecem informações sobre o módulo elásticoda estrutura do pavimento (capacidade de suporte e estimativa devida útil)

ELCON ELMOD




AVALIAÇÃO FUNCIONAL: deve ser avaliada nos seguintes aspectos:

• Regularidade superficial e conforto de rolamento (DNIT 063/2004);

• Resistência à derrapagem, quando seco e quando molhado;

• Aparência;

• Segurança no tráfego.


AVALIAÇÃO DA REGULARIDADE SUPERFICIAL E DA RESISTÊNCIA ADERRAPAGEM pode ser feita por meio do aparelho integrador IPR –USP – Maysmeter (DNER-PRO 182/94) ou por meio de uma avaliaçãosubjetiva por uma comissão de especialistas (DNIT 063/2004). Ascondições de segurança são avaliadas pela macrotextura superficial dopavimento, conforme a norma ASTM E 1845, através do ensaio deMANCHA DE AREIA.

*Esta avaliação deve ser feita, tanto no pavimento existente, como nopavimento superposto, depois da sua conclusão.


CONTROLE DA IRREGULARIDADE LONGITUDINAL

Utilizando um PERFILÓGRAFO do tipo Califórnia para o traçado doperfil longitudinal do pavimento nas trilhas de roda é possívelidentificar as áreas que necessitam ser DEBASTADAS, LIXADAS ouFRESADAS. Como parâmetro da condição da superfície, deve resultar oÍNDICE DE PERFIL (IP), cuja unidade é fornecida em mm/km. Asuperfície avaliada é considerada apropriada, quando o valor de IP nãoultrapassa 160 mm/km (DER-SP). O levantamento deve ser realizadoem todas as faixas de tráfego e nas duas trilhas de roda.

CORREÇÕES APARELHOS DE CORTEEQUIPAMENTOS DE

IMPACTO


PERFILÓGRAFO TIPO CALIFÓRNIA:EQUIPAMENTO QUE SERVE PARA MEDIR AIRREGULARIDADE LONGITUDINAL DEPAVIMENTOS DE CONCRETO EM FASE DECONSTRUÇÃO


ENTENDIMENTOS DA ABCP: UMA OBRAEM CONCRETO COM CONFORTO DEROLAMENTO COMPROMETIDO –ULTRAPASSOU O ÍNDICE DE PERFIL (IP) – AÚNICA SOLUÇÃO, É O “DIAMONDGRINDING”.




CONTROLE DAS CONDIÇÕES DE SEGURANÇA

A texturização elimina o fenômeno da aquaplanagem, “quebrando” alâmina milimétrica de água, que se forma sobre o pavimento



Fatores preocupantes ao se desenvolver processos de texturização maisprofunda (no concreto fresco ou endurecido):

• Poluição sonora;

• Aumento da irregularidade superficial;

• Problemas associados a certos veículos (motocicletas).

TEXTURIZAÇÃO TRANSVERSAL

TEXTURIZAÇÃO LONGITUDINAL

FRENAGEM CURVAS



Fatores que afetam a resistência antiderrapante:

MICROTEXTURA que se relaciona à areia da argamassa do concreto;

MACROTEXTURA que se refere às estrias ou ranhuras formadas noconcreto.



Texturização do concreto plástico:Textura de turfa (ou grama) artificial, também chamada textura com carpete



Texturização do concreto plástico:Texturização transversal/longitudinal com fios duros



Texturização do concreto plástico:Texturização transversal/longitudinal por vassouramento mecânico:



Texturização do concreto endurecido: a resistência à derrapagem emconcreto endurecido desgastado, polido, contaminado ou escorregadiopode ser melhorada por vários métodos:

• Raspagem ou ranhuramento;

• Jateamento de areia;

• Tratamento químico.

JATEAMENTO DE AREIA, TRATAMENTO QUÍMICO OU

RASPAGEM

RANHURAS TRANSVERSAIS SERRADAS



Ensaios:

Medição de resistência à derrapagem:

• Reboque de derrapagem de roda travada (pavimentos novos bemtexturizados deverão ter coeficientes de atrito acima de 60 quandotestados a 65 km/h);

• Pêndulo Britânico;



Ensaios:

Medição de textura:

• Mancha de areia;

• Mancha de gordura (graxa) da NASA;

• Ensaio da massa de silicone;

• Drenagem estática;

• Intepretação de foto estereográfica.



No caso de se concluir pela reabilitação do pavimento mediante aexecução de um PAVIMENTO SUPERPOSTO, a solução mais adequada éa execução de um pavimento superposto do CONCRETO, pois o reforçocom uma CAPA ASFÁLTICA apresenta o inconveniente da REFLEXÃODAS FISSURAS do pavimento rígido nesta capa.

PROJETO DO PAVIMENTO

SUPERPOSTO

RESTAURAÇÃO/RECONSTRUÇÃO DO PAVIMENTO EXISTENTE

EXECUÇÃO

Tipos de recapeamento

• PAVIMENTO SUPERPOSTO SEM ADERÊNCIA: Nesta condição, écolocada uma CAMADA DE SEPARAÇÃO (que costuma ser de concretoasfáltico), entre o pavimento de concreto existente com espessura hee o novo pavimento superposto de concreto com espessura hs.


• PAVIMENTO SUPERPOSTO COM ADERÊNCIA PARCIAL: Nestacondição, não ocorre uma PERFEITA ADERÊNCIA entre os doispavimentos superpostos.


• PAVIMENTO SUPERPOSTO COM ADERÊNCIA TOTAL: Nesta condição,o pavimento superposto e o pavimento existente devem ter aMESMA CAPACIDADE ESTRUTURAL de uma placa fictícia, comespessura igual a he + hs.


Se o pavimento existente for um PAVIMENTO FLEXÍVEL, a camadasuperposta de concreto deve ser concebida e dimensionada como umnovo pavimento, no qual, o pavimento flexível funcionará comoFUNDAÇÃO. Esta camada superposta de concreto, tem atualmente adesignação de WHITETOPPING (DNIT 068/2004 –ES). O projeto deJUNTAS do pavimento superposto de concreto deve ter característicaspróprias a serem obedecidas, sendo eventualmente necessário oemprego de armadura distribuída.


A camada de recapeamento de concreto deve apresentar as seguintescaracterísticas:

• RESISTÊNCIA ÀS TENSÕES DEVIDAS AO TRÁFEGO, variaçõesvolumétricas e empenamento;

• SUPERFÍCIE PLANA E DESEMPENADA, que confira ao pavimento asegurança ao tráfego;

• Tenha uma durabilidade tal que exija um MÍNIMO DE MANUTENÇÃOdurante a sua vida útil;

• Viabilidade técnica e econômica.


Durante o tempo de utilização deste pavimento superposto, estascaracterísticas devem ter o seguinte comportamento:

• As resistências mecânicas devem crescer com o tempo;

• A qualidade da superfície de rolamento deve ter bom nível epermanecer a mais estável possível;

• A necessidade de manutenção deve ser a mínima possível duranteum período de tempo bastante longo;

AS ESPESSURAS MÍNIMAS USUAIS PARA O PAVIMENTO SUPERPOSTO NÃO ADERIDO, SEMIADERIDO E ADERIDO, SÃO RESPECTIVAMENTE DE

15,0 CM, 10,0 CM E 3,0 CM.

Dimensionamento

A determinação da espessura necessária do pavimento superposto deconcreto simples, quando o pavimento existente também é deconcreto simples, exige a definição prévia da: (i) ESPESSURA ECONDIÇÃO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO EXISTENTE; (ii) ESPESSURADE UMA PAVIMENTO EQUIVALENTE e fictício de concreto, projetadosobre o terreno real da fundação e capaz de suportar as cargasprevistas dentro do período de projeto do pavimento superposto a serconstruído; e (iii) GRAU DE ADERÊNCIA entre o pavimento existente e opavimento superposto.

Dimensionamento

ESPESSURA E CONDIÇÃO ESTRUTURAL DO PAVIMENTO EXISTENTE:

A espessura e a condição estrutural do pavimento existente devem serdeterminadas por meio de:

• Inspeção visual;

• Extração de testemunhos do concreto, para verificação dascaracterísticas mecânicas do concreto;

• Execução de provas de carga e medidas de deformações, paraverificar a capacidade de carga da estrutura e da sua capacidade emtransmiti-la sem deformações diferenciais.

Dimensionamento

ESPESSURA FÍCTÍCIA DO PAVIMENTO EQUIVALENTE

O cálculo da espessura do pavimento equivalente de concreto, capazde suportar as cargas de projeto, pode ser feito pelo método da PCA1984 ou PCA 1966. No dimensionado da espessura deste pavimentofictício, deve ser considerado como seu suporte apenas o SUBLEITO enão as CAMADAS INTERMEDIÁRIAS.

Dimensionamento

GRAU DE ADERÊNCIA

O grau de aderência entre os dois pavimentos (o existente e o que será construído)depende das condições em que se encontra a superfície do pavimento existente.Para tanto, é estabelecido um COEFICIENTE DE CORREÇÃO C, que deve sermultiplicado pela espessura deste pavimento existente.

• C=1,00: Quando o pavimento existente apresenta uma superfície sem defeitos estruturais;

• C=0,75: Quando o pavimento existente apresenta uma superfície com defeitos estruturais deextensão limitada, que não mostrem progressão acentuada, tais como trincas incipientesdevidas à ação do tráfego;

• C=0,35: Quando o pavimento existente apresenta-se trincado ou fragmentado, com perda dacapacidade de carga.

Dimensionamento

ESPESSURA DO PAVIMENTO SUPERPOSTO ADERIDO

A espessura do pavimento superposto aderido pressupõe que uma total aderênciaentre os dois pavimentos, de forma que O PAVIMENTO RESULTANTE SE COMPORTECOMO UMA CAMADA ÚNICA, cuja espessura será igual à espessura da placaequivalente, capaz de resistir às cargas previstas.

𝒉𝒔 = 𝒉 − 𝒉𝒆

Onde:

hs: espessura necessária para o pavimento superposto (cm);

h: espessura necessária para o pavimento equivalente de concreto (cm);

he: espessura do pavimento de concreto existente (cm).

Dimensionamento

ESPESSURA DO PAVIMENTO SUPERPOSTO ADERIDO

No pavimento superposto aderido, não devem existir DEFEITOS ESTRUTURAISno pavimento existente, embora se admita a ocorrência de fissurassuperficiais, escamamento e esborcinamento. A aderência entre os doispavimentos é obtida inicialmente pela LIMPEZA DA SUPERFÍCIE do pavimentoexistente, para eliminação de detritos, sujeiras, óleos, grãos soltos, etc. eposteriormente, pela APLICAÇÃO DE PRODUTOS DE COLAGEM, que pode seruma argamassa de cimento com emulsão adesiva de base acrílica ouepoxídica. O cálculo da espessura “h” deve ser baseado na resistência à traçãona flexão do concreto do pavimento antigo, não do pavimento superposto.

Dimensionamento

ESPESSURA DO PAVIMENTO SUPERPOSTO SEMIADERIDO E NÃO ADERIDOPAVIMENTO NÃO ADERIDO: supõe se que o pavimento existente e o novo pavimentosuperposto têm a MESMA RIGIDEZ e trabalham como se fossem dois PAVIMENTOSINDEPENDENTES, que SE DEFORMAM DA MESMA MANEIRA quando carregados. Aindependência ou separação total entre os dois pavimentos é garantida pelaintrodução entre eles, de uma delgada camada, que pode ser de um materialbetuminoso ou de algum material de base ou sub-base tratado com cimento ou atémesmo granular. Este tipo de pavimento pode ser adotado, qualquer que seja oESTADO ESTRUTURAL OU SUPERFICIAL do pavimento existente, e não costuma haverreflexão, no pavimento superposto, das trincas existentes no pavimento antigo.

ℎ𝑠 = (ℎ2 − 𝐶 × ℎ𝑒2)

Dimensionamento

ESPESSURA DO PAVIMENTO SUPERPOSTO SEMIADERIDO E NÃO ADERIDOPAVIMENTO SEMIADERIDO: há um certo grau de aderência entre os pavimentos,tornando-os DEPENDENTES ENTRE SI. A consequência dessa semiaderência é que aespessura do pavimento superposto se torna menor.

ℎ𝑠 = (ℎ1,4 − 𝐶 × ℎ𝑒1,4)

Projeto de Juntas

A locação das juntas no pavimento superposto depende do grau deaderência entre este pavimento e o pavimento antigo. Quando opavimento superposto é ADERIDO, as suas juntas devem ter a mesmalocação e serem do MESMO TIPO das existentes no pavimento antigo.No caso do PAVIMENTO SEMIADERIDO, é OBRIGATÓRIA ACOINCIDÊNCIA das juntas, não sendo necessário que elas sejam domesmo tipo. A principal vantagem do PAVIMENTO SUPERPOSTO NÃOADERIDO é justamente a sua completa INDEPENDÊNCIA em relação àsjuntas do pavimento existente.

Projeto de Juntas

Se houver necessidade de um alargamento da pista existente, paraaumentar a largura da faixa de tráfego, deve-se DISTRIBUIRIGUALMENTE O AUMENTO DA LARGURA, com metade para cada ladoda pista, ficando a JUNTA LONGITUDINAL do pavimento superpostolocalizada justamente sobre a junta longitudinal existente.

Projeto de Juntas

Projeto de Juntas

Quando o acréscimo de largura do pavimento for maior, caracterizandouma NOVA FAIXA DE TRÁFEGO, deve-se criar uma NOVA JUNTALONGITUDINAL no pavimento superposto.

Projeto de Juntas

Projeto de Juntas

Recomenda-se a colocação de BARRAS DE LIGAÇÃO nas juntas longitudinais dopavimento superposto, determinando-se o peso do concreto da metade da pista,por metro.

𝑊 = 𝐿𝑎 2 × ℎ𝑠 + 𝐿𝑏 2 × ℎ × γ

Em que:W: peso do concreto por metro, metade da pista (kgf/m);La: largura existente total (m);Lb: largura excedente total (m);hs: espessura necessária para o pavimento superposto (m);h: espessura necessária para o pavimento equivalente de concreto (m);γ: massa específica do concreto (kgf/m³).

Projeto de Juntas

A área necessária de aço para as BARRAS DE LIGAÇÃO, em cm²/m é calculadapela expressão:

𝐴𝑠 = 𝑓 ×𝑊 0,75 × 𝑆

Em que:As: área de aço necessária para as barras de ligação (cm²/m);

f: coeficiente de atrito (1);

S: tensão admissível de tração no aço (kgf/cm²).

Projeto de Juntas

No caso de a FISSURAÇÃO do pavimento existente ser muito intensa, sugere-se o emprego de armadura distribuída no pavimento superposto, calculada apartir da expressão:

𝐴𝑠 = 𝑓 × 𝐿 ×𝑊 2 × 𝑆

Em que:As: área de aço necessária para as barras de ligação (cm²/m);

f: coeficiente de atrito (1);

L: comprimento ou largura da placa superposta (m);

S: tensão admissível de tração no aço (kgf/cm²).


E-mail: [email protected]

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSOCAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP

FACULDADE DE CIENCIAS EXATAS E TECNOLOGICASCURSO DE ENGENHARIA CIVIL

DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS

Documents

Recuperação de Pavimentos Rígidos - UNEMATsinop.unemat.br/site_antigo/prof/foto_p_downloads/fot_1272017_pdf... · entre os dois pavimentos, de forma que O PAVIMENTO RESULTANTE