23
i RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e as possíveis causas da ocorrência das patologias em pavimentos de concreto armado, bem como verificar a aplicabilidade e analisar criticamente os métodos de avaliação do estado funcional destes pavimentos. São apresentados os tipos e os graus de severidade das patologias descritas no método do United States Corps of Engineers (USACE), bem como os métodos de avaliação da superfície dos pavimentos de concreto, dentre eles, o índice internacional de irregularidade (International Roughness Index - IRI), o quociente de irregularidade (QI), o valor da serventia atual (VSA) e a avaliação subjetiva e objetiva do índice de condição do pavimento (ICP). A aplicação prática se concentrou nos estudos de caso de quatro pavimentos de concreto armado, sendo um pavimento urbano e três pavimentos industriais, realizando a avaliação detalhada das patologias existentes nos pavimentos em serviço, com posterior cálculo do valor do ICP. Foi avaliada também a irregularidade longitudinal (IRI), com um perfilômetro inercial, no estudo de caso do pavimento urbano, com o intuito de verificar se este método apresenta correlação com o critério do ICP para o caso dos pavimentos de concreto armado como indicador de desempenho. Os levantamentos permitiram verificar valores intermediários de ICP para os pavimentos analisados e que tal situação é decorrente principalmente de falhas construtivas. Os defeitos catalogados no manual do ICP são suficientes para descrição das patologias encontradas durante os levantamentos. Com o auxílio de uma maior quantidade de levantamentos seria possível estabelecer relações entre ICP e IRI sendo que a relação encontrada com base no universo estudado foi fraca, embora aponte uma tendência. O trabalho enfatiza o estudo e a aplicabilidade do método de avaliação objetiva do USACE que é amplamente empregado nos E.U.A.. Por fim discute possível relação entre os valores do ICP e do IRI no caso estudado.

RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

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Page 1: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

i

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e as possíveis causas da ocorrência

das patologias em pavimentos de concreto armado, bem como verificar a aplicabilidade e

analisar criticamente os métodos de avaliação do estado funcional destes pavimentos.

São apresentados os tipos e os graus de severidade das patologias descritas no método do

United States Corps of Engineers (USACE), bem como os métodos de avaliação da

superfície dos pavimentos de concreto, dentre eles, o índice internacional de irregularidade

(International Roughness Index - IRI), o quociente de irregularidade (QI), o valor da serventia

atual (VSA) e a avaliação subjetiva e objetiva do índice de condição do pavimento (ICP).

A aplicação prática se concentrou nos estudos de caso de quatro pavimentos de concreto

armado, sendo um pavimento urbano e três pavimentos industriais, realizando a avaliação

detalhada das patologias existentes nos pavimentos em serviço, com posterior cálculo do

valor do ICP. Foi avaliada também a irregularidade longitudinal (IRI), com um perfilômetro

inercial, no estudo de caso do pavimento urbano, com o intuito de verificar se este método

apresenta correlação com o critério do ICP para o caso dos pavimentos de concreto armado

como indicador de desempenho.

Os levantamentos permitiram verificar valores intermediários de ICP para os pavimentos

analisados e que tal situação é decorrente principalmente de falhas construtivas. Os defeitos

catalogados no manual do ICP são suficientes para descrição das patologias encontradas

durante os levantamentos. Com o auxílio de uma maior quantidade de levantamentos seria

possível estabelecer relações entre ICP e IRI sendo que a relação encontrada com base no

universo estudado foi fraca, embora aponte uma tendência.

O trabalho enfatiza o estudo e a aplicabilidade do método de avaliação objetiva do USACE

que é amplamente empregado nos E.U.A.. Por fim discute possível relação entre os valores

do ICP e do IRI no caso estudado.

Page 2: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

ii

ABSTRACT

This research aimed to verify types and possible causes for the occurrence of distresses in

reinforced concrete pavements as well as to verify the applicability and critically examine the

methods for assessment of the functional condition for such pavements.

It is presented the distresses types and its severity levels described by the method of the

United States Corps of Engineers (USACE), as well as the methods for surface evaluation of

concrete pavements, including the international roughness index (IRI), the quarter of car

index (QI), the present serviceability ratio (PSR) and subjective and objective evaluation of

the pavement condition index (PCI).

The practice study focused in four cases of reinforced concrete pavements, an urban

pavement and three industrials floors, consisting on detailed field evaluation of distresses

with subsequent determination of PCI for several pavement sections. It was carried out a

field measurement of IRI using an inertial profiler for the case of urban pavement, in order to

verify whether this method could reflect the actual the performance of reinforced pavement

concrete.

The performed surveys allowed understanding that most of cases with low PCI values are

due to constructive fails. The list of distresses suggested by PCI manual is suffice to identify

the distresses found out during the surveys. However it shall be required a large amount of

field surveys in order to define better correlation between PCI and IRI in view of the current

results.

Page 3: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

iii

LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1 Seção transversal e planta do pavimento de concreto com

armadura descontínua. 06

Figura 2.2 Seção transversal e planta do pavimento de concreto com

armadura contínua. 08

Figura 2.3 Seção transversal e planta do pavimento de concreto armado. 10

Figura 2.4 Porcentagem do preço total de cada material na análise da

seção do pavimento de concreto armado. 13

Figura 2.5 Porcentagem do preço total de cada material na análise da

seção do pavimento de concreto com armadura contínua. 14

Figura 2.6 Porcentagem do preço total de cada material na análise da

seção do pavimento de concreto com armadura descontínua. 15

Figura 2.7 Bates Test Road, Illinois. 17

Figura 2.8 Posições dos carregamentos analisadas por Westergaard. 18

Figura 2.9 Coeficientes para as tensões de empenamento referente ao

gradiente térmico, proposto por Bradbury (1938). 19

Figura 2.10 Seção tipo do pavimento do Aeroporto de Estocolmo. 21

Figura 2.11 Punchout. 25

Figura 2.12 Espaçador plástico para pavimentos de concreto armado. 34

Figura 2.13 Posicionamento da armadura inferior sobre espaçadores plásticos. 35

Figura 2.14 Posicionamento dos espaçadores treliçados sobre a armadura inferior. 35

Figura 2.15 Posicionamento da armadura superior sobre espaçadores treliçados. 36

Figura 2.16 Espaçador metálico tipo caranguejo. 36

Figura 2.17 Posicionamento de espaçadores metálicos tipo caranguejo. 36

Figura 2.18 Posicionamento das barras de transferência de carga. 38

Figura 2.19 Processo de concretagem em xadrez. 42

Figura 2.20 Processo de concretagem em faixas. 42

Figura 2.21 Laser screed. 44

Figura 3.1 Desgaste superficial da placa de concreto. 50

Figura 3.2 Esquema ilustrativo do escalonamento ou degrau nas juntas. 51

Figura 3.3 Escalonamento ou degrau nas juntas. 51

Figura 3.4 Esquema ilustrativo do arrancamento do material (popouts). 52

Figura 3.5 Esquema ilustrativo do desnível acostamento – pavimento. 53

Figura 3.6 Desnível acostamento – pavimento. 53

Figura 3.7 Pequeno reparo executado na placa de concreto. 54

Page 4: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

iv

Figura 3.8 Grande reparo executado na placa de concreto. 54

Figura 3.9 Passagem de nível. 55

Figura 3.10 Esquema ilustrativo de uma fissura transversal. 57

Figura 3.11 Fissura transversal. 58

Figura 3.12 Esquema ilustrativo de uma fissura longitudinal. 59

Figura 3.13 Fissura longitudinal. 59

Figura 3.14 Esquema ilustrativo de uma fissura de canto. 60

Figura 3.15 Fissura de canto. 60

Figura 3.16 Consumo de água x retração hidráulica. 61

Figura 3.17 Esquema ilustrativo das fissuras de retração plástica. 62

Figura 3.18 Esquema ilustrativo das fissuras de retração térmica. 64

Figura 3.19 Microfissuras ou fissuras superficiais (rendilhado). 65

Figura 3.20 Esquema ilustrativo das Fissuras Tipo “D”. 66

Figura 3.21 Fissuras Tipo “D”. 66

Figura 3.22 Esquema ilustrativo do Punchout. 67

Figura 3.23 Punchout. 67

Figura 3.24 Etapas do desenvolvimento do Punchout. 68

Figura 3.25 Ocorrência do fenômeno do bombeamento na superfície do

pavimento de concreto. 69

Figura 3.26 Falha na selagem devido à expulsão do material que constitui

a junta e subseqüente depósito de objetos incompressíveis

nesta região. 70

Figura 3.27 Esquema ilustrativo do esborcinamento da junta longitudinal. 71

Figura 3.28 Esborcinamento da junta longitudinal. 71

Figura 3.29 Esquema ilustrativo do esborcinamento da junta transversal. 73

Figura 3.30 Esborcinamento da junta transversal. 73

Figura 3.31 Quebra de canto e falha na selagem da junta devido à expulsão

do material com subseqüente depósito de objetos

incompressíveis nesta região. 74

Figura 3.32 Polimento de agregados. 74

Figura 3.33 Alçamento das placas. 75

Figura 3.34 Placas Divididas. 76

Figura 4.1 Aparelho medidor de irregularidades IPR-USP. 83

Figura 4.2 Escala do IRI relacionando os diversos tipos de pavimento,

a velocidade do tráfego e suas condições típicas. 86

Figura 4.3 Determinação gráfica do número mínimo de amostras a

serem inspecionadas. 98

Page 5: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

v

Figura 4.4 Exemplo ilustrativo do método da amostragem sistemática. 99

Figura 4.5 Modelo da ficha de inspeção proposto no método do USACE (1982). 101

Figura 4.6 Modelo da ficha de inspeção proposto no método do DNIT (2004). 102

Figura 4.7 Modelo de ficha complementar a ficha de inspeção proposto

no método do DNIT (2004). 103

Figura 4.8 Curva dos valores deduzidos corrigidos. 106

Figura 5.1 Modelo da ficha de inspeção adotada neste trabalho. 111

Figura 5.2 Modelo da ficha de informações complementares utilizada

neste trabalho. 112

Figura 5.3 Padronização dos desenhos que relacionam cada tipo de patologia

no croqui esquemático. 113

Figura 5.4 Mapa de localização da seção do pavimento inspecionada. 115

Figura 5.5 Croqui esquemático da seção com a numeração adotada. 115

Figura 5.6 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 01. 117

Figura 5.7 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 117

Figura 5.8 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 02. 118

Figura 5.9 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 118

Figura 5.10 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 03. 119

Figura 5.11 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 119

Figura 5.12 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 04. 120

Figura 5.13 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 120

Figura 5.14 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 05. 121

Figura 5.15 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 121

Figura 5.16 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 06. 122

Figura 5.17 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 122

Page 6: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

vi

Figura 5.18 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 07. 124

Figura 5.19 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 125

Figura 5.20 Análise dos resultados obtidos por amostragem sistemática nas

faixas de rolamento da amostra 01. 126

Figura 5.21 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 127

Figura 5.22 Análise dos resultados obtidos por amostragem sistemática na

faixa adicional da parada de ônibus. 129

Figura 5.23 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a

sua origem (funcional ou estrutural). 129

Figura 5.24 Croqui esquemático da seção do pavimento apresentando a

numeração adotada para cada placa e a localização dos furos

de sondagem a percussão a trado executados. 131

Figura 5.25 Seção transversal do pavimento. 131

Figura 5.26 Resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra 01 do

pavimento industrial da Cortag. 132

Figura 5.27 Análise dos resultados obtidos relacionando as patologias

observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 133

Figura 5.28 Resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra 02

do pavimento industrial da Cortag. 133

Figura 5.29 Análise dos resultados obtidos relacionando as patologias

observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 134

Figura 5.30 Croqui esquemático da seção interna do pavimento industrial

da Repapel. 136

Figura 5.31 Croqui esquemático da seção externa do pavimento industrial

da Repapel. 136

Figura 5.32 Seção transversal do pavimento. 137

Figura 5.33 Detalhe do posicionamento das armaduras e das barras de

transferência de carga. 137

Figura 5.34 Concretagem da 4º etapa do pavimento industrial. 138

Figura 5.35 Detalhe da cura executada com a sobreposição de uma manta

úmida sobre o pavimento recém concretado e do acabamento

superficial. 138

Figura 5.36 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 01. 139

Page 7: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

vii

Figura 5.37 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 140

Figura 5.38 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 02. 140

Figura 5.39 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 141

Figura 5.40 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 03. 141

Figura 5.41 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 142

Figura 5.42 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 04. 142

Figura 5.43 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 143

Figura 5.44 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 05. 143

Figura 5.45 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 144

Figura 5.46 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 06. 144

Figura 5.47 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 145

Figura 5.48 Croqui esquemático da seção total do pavimento industrial

inspecionado. 148

Figura 5.49 Seção transversal das placas de concreto com espessura de

120 mm. 148

Figura 5.50 Seção transversal das placas de concreto com espessura de

150 mm. 149

Figura 5.51 Seção transversal das placas de concreto com espessura de

300 mm. 149

Figura 5.52 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 01. 150

Figura 5.53 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 151

Figura 5.54 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 02. 151

Figura 5.55 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

Page 8: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

viii

a sua origem (funcional ou estrutural). 152

Figura 5.56 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da

amostra 03. 153

Figura 5.57 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas

a sua origem (funcional ou estrutural). 154

Figura 5.58 Perfilômetro tipo CiberLaser. 155

Figura 5.59 Esquema de funcionamento dos medidores de distância a laser. 155

Figura 5.60 Divisão das faixas de rolamento por seção. 156

Figura 5.61 Divisão das faixas de rolamento para execução do levantamento. 157

Figura 5.62 Divisão das amostras na seção. 160

Figura 6.1 Divisão das faixas de rolamento por trecho analisado e os

resultados do IRI médio para este estudo de caso. 174

Figura 6.2 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para

a faixa 1 do pavimento. 181

Figura 6.3 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para

a faixa 2 do pavimento. 182

Figura 6.4 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para

a faixa 3 do pavimento. 182

Figura 6.5 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para

a faixa 4 do pavimento. 183

Figura 6.6 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para

o pavimento da Rua Coronel Xavier de Toledo. 183

Figura 6.7 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI

desconsiderando-se os valores discrepantes de cada faixa

de rolamento. 185

Figura B.1 Curvas dos valores deduzidos referente ao escalonamento

ou degrau nas juntas. 206

Figura B.2 Curvas dos valores deduzidos referente ao arrancamento do

material ou Popouts . 207

Figura B.3 Curvas dos valores deduzidos referente ao desnível entre o

pavimento e o acostamento. 207

Figura B.4 Curvas dos valores deduzidos referente aos pequenos reparos. 208

Figura B.5 Curvas dos valores deduzidos referente aos grandes reparos. 208

Figura B.6 Curvas dos valores deduzidos referente ao grupo das fissuras

lineares. 209

Figura B.7 Curvas dos valores deduzidos referente as fissuras de canto. 209

Figura B.8 Curva do valor deduzido referente as fissuras de retração plástica. 210

Page 9: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

ix

Figura B.9 Curvas dos valores deduzidos referente as microfissuras. 210

Figura B.10 Curvas dos valores deduzidos referente as fissuras tipo “D”. 211

Figura B.11 Curvas dos valores deduzidos referente ao Punchout. 211

Figura B.12 Curva do valor deduzido referente ao bombeamento de solos

finos. 212

Figura B.13 Curvas dos valores deduzidos referente ao esborcinamento

das juntas 212

Figura B.14 Curvas dos valores deduzidos referente ao esborcinamento ou

quebras de canto. 213

Figura B.15 Curva do valor deduzido referente ao polimento dos agregados. 213

Figura B.16 Curvas dos valores deduzidos referente ao alçamento das placas. 214

Figura B.17 Curvas dos valores deduzidos referente as placas divididas. 214

Figura C.1 Placa 02 apresentando uma fissura de canto com grau médio de

severidade,acompanhada do arrancamento do material em

duas regiões. 248

Figura C.2 Placa 02 apresentando o esborcinamento da junta transversal com

baixo grau de severidade. 248

Figura C.3 Placa 04 apresentando uma fissura linear iniciando na junta

longitudinal e terminando no encontro com um grande reparo

feito na placa de concreto. 249

Figura C.4 Detalhe do grande reparo com baixo grau de severidade executado

na placa 04. 249

Figura C.5 Placa 06 - Detalhe de uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 250

Figura C.6 Placa 07 - Fissuras Lineares com baixo grau de severidade. 250

Figura C.7 Placa 08 apresentando o desgaste superficial da camada de

revestimento acompanhada da corrosão da armadura exposta. 251

Figura C.8 Placa 08 apresentando á quebra de uma fissura linear com

posterior arrancamento do material, um grande reparo

com grau de severidade médio executado ao longo do eixo

transversal da placa e a presença do esborcinamento da junta

transversal com baixo grau de severidade. 251

Figura C.9 Placa 12 apresentando uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 252

Figura C.10 Placa 14 apresentando uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 252

Figura C.11 Placa 18 apresentando fissuras lineares com baixo grau de

Page 10: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

x

severidade. 253

Figura C.12 Placa 24 apresentando fissura linear que corta transversalmente a

placa de junta a junta com baixo grau de severidade. 253

Figura C.13 Placa 27 apresentando o corte mal posicionado da junta transversal

e como conseqüência o aparecimento do fenômeno do Punchout

com baixo grau de severidade nesta região. 254

Figura C.14 Placa 28 apresentando fissura linear com baixo grau de severidade

cortando transversalmente a placa de junta a junta. 254

Figura C.15 Placa 35 – Fissura de canto apresentando alto grau de severidade. 255

Figura C.16 Placa 45 apresentando fissuras lineares e um grande reparo

executado paralelamente ao eixo transversal da placa

com grau de severidade médio. 255

Figura C.17 Placa 46 apresentando fissura de canto apresentando grau de

severidade médio e o esborcinamento da junta transversal com

baixo grau de severidade. 256

Figura C.18 Placa 23 FA apresentando o desgaste superficial da camada

de revestimento acompanhada da corrosão da armadura exposta. 256

Figura D.1 Placa 01 apresentando fissuras lineares com baixo grau de

severidade. 275

Figura D.2 Placa 01 apresentando uma fissura linear com grau de severidade

médio. 275

Figura D.3 Placa 02 apresentando uma fissura linear com grau de severidade

alto. 276

Figura D.4 Placa 02 apresentando o desgaste superficial da camada de

revestimento acompanhada da exposição da armadura. 276

Figura D.5 Placa 02 apresentando o esborcinamento da junta transversal com

baixo grau de severidade acompanhado de fissuras lineares com

grau de severidade baixo. 277

Figura D.6 Placa 02 apresentando microfissuras. 277

Figura D.7 Placa 04 apresentando uma fissura de canto com grau de severidade

médio. 278

Figura D.8 Placa 05 apresentando um pequeno reparo com grau de severidade

alto acompanhado por fissuras lineares com baixo grau de severidade. 278

Figura D.9 Placa 05 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 279

Figura D.10 Placa 06 apresentando um remendo com grau de deterioração

elevado executado sobre a viga baldrame devido a mudanças

no projeto original ocorridas durante a execução da obra. 279

Page 11: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xi

Figura D.11 Placa 06 apresentando um pequeno reparo com grau de severidade

médio. 280

Figura D.12 Placa 07 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 280

Figura D.13 Placa 08 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 281

Figura D.14 Placa 09 apresentando um grande reparo com baixo grau de

severidade. 281

Figura D.15 Placa 09 apresentando uma região com o desgaste superficial da

placa de concreto. 282

Figura D.16 Placa 10 apresentando pequenos e grandes reparos executados

na placa com baixo grau de severidade. 282

Figura D.17 Placa 10 apresentando um grande reparo com baixo grau de

severidade. 283

Figura D.18 Placa 13 apresentando uma fissura de canto com grau de

severidade médio. 283

Figura D.19 Placa 14 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal

com baixo grau de severidade. 284

Figura D.20 Placa 17 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal

com baixo grau de severidade. 284

Figura D.21 Placa 17 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal

com baixo grau de severidade. 285

Figura D.22 Placa 17 apresentando pequeno reparo com grau de severidade

baixo. 285

Figura D.23 Placa 17 apresentando uma região com o desgaste superficial

da placa de concreto. 286

Figura D.24 Placa 18 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal

com baixo grau de severidade. 286

Figura D.25 Placa 21 apresentando uma fissura linear tratada em boa condição. 287

Figura D.26 Placa 21 apresentando uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 287

Figura D.27 Placa 21 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal

com baixo grau de severidade. 288

Figura D.28 Placa 22 apresentando uma região com o desgaste superficial

da placa de concreto. 288

Figura D.29 Placa 27 apresentando uma região com o desgaste superficial

da placa de concreto. 289

Figura D.30 Placa 27 apresentando um pequeno reparo com baixo grau

de severidade. 289

Page 12: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xii

Figura D.31 Placa 35 apresentando fissuras de retração plástica. 290

Figura E.1 Placa 06 apresentando uma fissura de canto com baixo grau

de severidade. 328

Figura E.2 Placa 10 apresentando falha na selagem da junta longitudinal

com grau de severidade médio. 328

Figura E.3 Placa 11 apresentando fissuras lineares com baixo grau de

severidade. 329

Figura E.4 Placa 11 apresentando uma quebra de canto (desprezada no

cálculo do índice de condição do pavimento por ter dimensões

inferiores a 130 mm x 130 mm). 329

Figura E.5 Placa 13 apresentando uma fissura de canto com baixo grau de

severidade. 330

Figura E.6 Placa 13 apresentando fissuras de canto com baixo grau de

severidade. 330

Figura E.7 Placa 18 apresentando quebras de canto (desprezadas no cálculo

do índice de condição do pavimento) e falha na selagem da junta

longitudinal com grau de severidade médio. 331

Figura E.8 Placa 19 apresentando fissuras lineares com baixo grau de

severidade. 331

Figura E.9 Placa 23 apresentando microfissuras com baixo grau de severidade. 332

Figura E.10 Placa 36 apresentando quebra de canto (desprezada no cálculo do

índice de condição do pavimento) e falha na selagem da junta

longitudinal com grau de severidade médio. 332

Figura E.11 Placa 43 apresentando o desgaste superficial de uma região da

placa de concreto. 333

Figura E.12 Placa 43 apresentando o desgaste superficial de uma região da

placa de concreto. 333

Figura E.13 Placa 75 apresentando uma fissura linear com grau de severidade

alto. 334

Figura E.14 Placa 75 apresentando o desgaste superficial de uma região da

placa de concreto. 334

Figura E.15 Placa 80 apresentando uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 335

Figura E.16 Placa 80 apresentando fissuras lineares com baixo grau de

severidade. 335

Figura F.1 Placa 02 apresentando uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 355

Page 13: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xiii

Figura F.2 Placa 03 apresentando uma fissura linear com grau de severidade

baixo. 355

Figura F.3 Placa 04 apresentando falha na selagem da junta transversal

com grau de severidade médio. 356

Figura F.4 Placa 07 apresentando falha na selagem da junta transversal

com grau de severidade médio. 356

Figura F.5 Placa 08 apresentando o desgaste superficial da placa de

concreto em algumas regiões. 357

Figura F.6 Placa 09 apresentando uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 357

Figura F.7 Placa 09 apresentando fissuras lineares com grau de severidade

baixo. 358

Figura F.8 Placa 09 apresentando uma fissura linear com baixo grau de

severidade. 358

Figura F.9 Placa 29 apresentando o desgaste superficial da placa de

concreto em algumas regiões e a falha na selagem da junta

longitudinal com grau de severidade baixo. 359

Figura F.10 Placa 43 apresentando fissuras lineares com grau de severidade

médio. 359

Page 14: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xiv

LISTA DE TABELAS

Tabela 2.1 Pisos Industriais construídos no Brasil. 07

Tabela 2.2 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto

armado. 12

Tabela 2.3 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto

com armadura contínua. 14

Tabela 2.4 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto

com armadura descontínua. 15

Tabela 2.5 Pavimentos de concreto armado executados no Brasil. 30

Tabela 2.6 Pavimentos industriais de concreto armado executados no Brasil. 31

Tabela 3.1 Sumário das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto

armado. 77

Tabela 4.1 Correlação entre o IRI e outras medidas de irregularidade empregadas

a partir de diferentes aparelhos medidores do tipo resposta. 84

Tabela 4.2 Faixas de classificação da irregularidade longitudinal dos pavimentos,

em IRI. 85

Tabela 4.3 Escala padrão do VSA utilizada na avaliação subjetiva dos pavimentos. 89

Tabela 4.4 Classificação das patologias associadas as suas possíveis causas. 93

Tabela 4.5 Escala padrão do ICP utilizada na avaliação subjetiva dos

pavimentos de concreto. 95

Tabela 5.1 Pavimentos de concreto armado selecionados. 109

Tabela 5.2 Resultados do ICP obtidos para cada amostra das faixas de

rolamento do pavimento da Rua Coronel Xavier de Toledo. 123

Tabela 5.3 Amostras selecionadas para o cálculo do ICP da faixa de rolamento. 126

Tabela 5.4 Amostras selecionadas para o cálculo do ICP da faixa adicional. 128

Tabela 5.5 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento

industrial da Cortag. 134

Tabela 5.6 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento

industrial da Repapel. 145

Tabela 5.7 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento

industrial da Alston. 152

Tabela 5.8 Resultados obtidos no levantamento da faixa 1. 158

Tabela 5.9 Resultados obtidos no levantamento da faixa 2. 158

Tabela 5.10 Resultados obtidos no levantamento da faixa 3. 159

Tabela 5.11 Resultados obtidos no levantamento da faixa 4. 159

Page 15: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xv

Tabela 5.12 Valores e conceito do ICP para as amostras 01, 02, 03, 04, 05, 06 e 07. 161

Tabela 5.13 Valores e conceito do ICP para as amostras 08, 09, 10, 11, 12, 13 e 14. 162

Tabela 6.1 Patologias presentes nos quatro pavimentos analisados associando

as gêneses possíveis ao dano causado as suas condições

(funcional ou estrutural). 165

Tabela 6.2 Porcentagem de patologias encontradas nos pavimentos estudados. 166

Tabela 6.3 Materiais empregados nos pavimentos avaliados 174

Tabela 6.4 Resultados obtidos no levantamento da faixa 1 e sua classificação. 176

Tabela 6.5 Resultados obtidos no levantamento da faixa 2 e sua classificação. 177

Tabela 6.6 Resultados obtidos no levantamento da faixa 3 e sua classificação. 177

Tabela 6.7 Resultados obtidos no levantamento da faixa 4 e sua classificação. 178

Tabela A1 Classificação para o escalonamento ou degrau nas juntas. 195

Tabela A2 Classificação para o desnível pavimento – acostamento. 196

Tabela A3 Classificação para os pequenos reparos. 196

Tabela A4 Classificação para os grandes reparos. 197

Tabela A5 Grau de severidade para as fissuras lineares que ocorrem nos

pavimentos de concreto simples, proposto no método da USACE

(1982) e na norma DNIT 060/2004 – PRO. 198

Tabela A6 Grau de severidade para as fissuras lineares que ocorrem nos

pavimentos de concreto armado (armadura sem função estrutural),

proposto no método da USACE (1982). 198

Tabela A7 Classificação para as fissuras de canto. 199

Tabela A8 Classificação para as microfissuras ou fissuras em forma de mapa. 200

Tabela A9 Classificação para as fissuras tipo “D” proposta no método da USACE

(1982). 201

Tabela A10 Classificação para o Punchout. 201

Tabela A11 Classificação para a falha na selagem das juntas. 202

Tabela A12 Classificação para o esborcinamento das juntas. 203

Tabela A13 Classificação para o esborcinamento ou quebra de canto. 204

Tabela A14 Classificação para o alçamento das placas. 204

Tabela A15 Classificação para as placas divididas. 205

Tabela B1 Medida do grau de severidade para a falha na selagem das juntas. 215

Page 16: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xvi

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AASHO American Association of State Highway Officials.

AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials.

ACI American Concrete Institute.

ASTM American Society for Testing and Materials.

BGS Brita graduada simples.

BGTC Brita graduada tratada com cimento.

CCR Concreto compactado com rolo.

CGRA Canadian Good Roads Association.

CPCA Conservative Political Action Conference.

DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem.

DNIT Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes.

EUA Estados Unidos da América.

FHWA Federal Highway Administration.

FWD Falling Weight Deflectometer.

IBTS Instituto Brasileiro de Telas Soldadas.

ICP Índice de Condição do Pavimento.

IRI Índice de Irregularidade Internacional.

ISA Índice de Serventia Atual.

PCA Portland Cement Association.

PCR Pavement Condition Rating.

PDEC Pavement Design and Evaluation Committee.

PEA Pavimento de concreto estruturalmente armado.

PPR Present Performance Rating.

PRO Procedimento.

PSR Individual Present Serviceability Rating.

QI Coeficiente de irregularidade.

RCI Riding Confort Index.

SI Sistema internacional.

SIURB Secretária de Infra-Estrutura Urbana e Obras do Município de São Paulo.

SPT Sondagem a percussão a trado.

TER Terminologia.

USACE United States Army Corps of Engineers.

USP Universidade de São Paulo.

VSA Valor de Serventia Atual.

Page 17: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xvii

LISTA DE SIMBOLOS

a Valor deduzido relacionado ao tipo de patologia, seu grau de severidade e

sua densidade.

A Número de amostras adicionais inspecionadas.

BI Bump integrator.

CF Fator de classes funcionais.

CP2,5 Coeficiente planar.

D Densidade.

e Erro admissível.

fck Resistência característica à compressão do concreto.

fct,f Resistência à tração na flexão.

fctm,k Resistência característica do concreto à tração.

F(t,q) Função de ajuste para múltiplas patologias que varia em função da soma dos

valores deduzidos (t) e do número de deduções (q).

Fr Fator de roda de veículo.

FT Fator de tráfego.

i Intervalo de amostragem.

i Contador de patologias.

ICP1 Média do ICP das amostras aleatórias.

ICP2 Média do ICP das amostras adicionais.

ICPi ICP da amostra unitária i.

ICPs ICP da seção do pavimento.

ICP Média do ICP de todas as amostras unitárias.

IP Índice de prioridade.

j Contador dos graus de severidade.

mi Número de graus de severidade para o i-ésimo tipo de patologia.

n Número mínimo de amostras.

N Número total de amostras.

q Quantidade de valores deduzidos individuais maiores que 5.

R Número de amostras unitárias da seção do pavimento.

s Início aleatório.

VDC Valor deduzido corrigido.

VDT Valor deduzido total.

WSW Energia de baixo comprimento de onda.

Page 18: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xviii

x Número total de amostras que compõem a seção de um pavimento.

y Quantidade de placas que um tipo específico de defeito é observado.

Y Número total de placas que constituem a amostra.

σ Desvio padrão da média dos resultados individuais do índice de condição do

pavimento.

Page 19: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xix

SUMÁRIO

Resumo i

Abstract ii

Lista de Figuras iii

Lista de Tabelas xiv

Lista de Abreviaturas e Siglas xvi

Lista de Símbolos xvii

1. Introdução 01

1.1 Justificativa 01

1.2 Objetivo 02

1.3 Estrutura 03

2. Tecnologias para pavimentação em concreto com emprego de armaduras

2.1 Pavimentos de concreto com armadura descontínua 05

2.2 Pavimentos de concreto com armadura contínua 07

2.3 Pavimentos de concreto armado 09

2.4 Análise comparativa de custos 12

2.5 Histórico e desenvolvimento dos pavimentos de concreto 16

2.5.1 Breve histórico sobre pavimentos de concreto 16

2.5.2 Aplicações e estudos referentes aos pavimentos de

concreto com armadura contínua 22

2.5.3 Aplicações dos pavimentos de concreto armado no

Brasil 27

2.6 Aspectos executivos dos pavimentos de concreto armado 31

2.6.1 Concreto 31

2.6.2 Posicionamento das armaduras 34

2.6.3 Barras de transferência 37

2.6.4 Fôrmas 39

2.6.5 Concretagem 40

2.6.5.1 Ação do clima 40

2.6.5.2 Sequência de concretagem 42

2.6.6 Lançamento e espalhamento do concreto 42

2.6.7 Adensamento e nivelamento 43

2.6.8 Corte das juntas 45

Page 20: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xx

2.6.9 Liberação ao tráfego 46

3. Classificação das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto

3.1 Introdução 48

3.2 Patologias funcionais 49

3.2.1 Desgaste superficial da placa de concreto 49

3.2.2 Escalonamento ou degrau nas juntas 50

3.2.3 Arrancamento do material (Popouts) 51

3.2.4 Desnível pavimento – acostamento 52

3.2.5 Pequenos reparos 53

3.2.6 Grandes reparos 54

3.2.7 Passagem de nível 55

3.3 Patologias estruturais 55

3.3.1 Fissuras 55

3.3.1.1 Fissuras transversais 57

3.3.1.2 Fissuras longitudinais 58

3.3.1.3 Fissuras de canto 59

3.3.1.4 Fissuras de retração hidráulica ou por secagem 60

3.3.1.5 Fissuras de retração plástica 62

3.3.1.6 Fissuras de retração térmica 63

3.3.1.7 Microfissuras ou fissuras superficiais (rendilhado) 64

3.3.1.8 Fissuras tipo “D” 65

3.3.1.9 Desagregação 66

3.3.2 Punchout 67

3.3.3 Bombeamento 69

3.3.4 Falha na selagem das juntas 70

3.3.5 Esborcinamento das juntas longitudinais 71

3.3.6 Esborcinamento das juntas transversais 72

3.3.7 Esborcinamento ou quebras de canto 73

3.3.8 Polimento dos agregados 74

3.3.9 Alçamento das Placas 75

3.3.10 Placas Divididas 76

3.4 Sumário das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto armado 76

4. Métodos de avaliação do estado funcional e estrutural dos pavimentos de concreto

4.1 Introdução 80

4.2 Irregularidade longitudinal dos pavimentos 81

Page 21: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xxi

4.2.1 Quociente de irregularidade (QI) 83

4.2.2 Índice internacional de irregularidade (IRI) 84

4.3 Serventia 87

4.3.1 Avaliação subjetiva do valor de serventia atual 88

4.4 Índice de condição do pavimento (ICP) 91

4.4.1 Avaliação subjetiva do índice de condição do pavimento 94

4.4.2 Avaliação objetiva do índice de condição do pavimento 95

4.4.2.1 Definição das seções a serem inspecionadas 96

4.4.2.2 Determinação do tipo de inspeção 97

4.4.2.3 Seleção das amostras 99

4.4.2.4 Cálculo do ICP de uma amostra 100

4.4.2.5 Cálculo do ICP da seção 107

5. Determinação do índice de condição dos pavimentos de concreto armado – estudos de

caso

5.1 Metodologia 109

5.2 Seleção e análise dos projetos 109

5.3 Determinação do tipo de inspeção visual 110

5.4 Inspeção visual e catalogação das patologias 110

5.5 Cálculo e análise do índice de condição do pavimento (ICP) 113

5.6 Inspeção visual dos pavimentos selecionados 114

5.6.1 Rua Coronel Xavier de Toledo 114

5.6.1.1 Inspeção da seção total 116

5.6.1.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção da

faixa de rolamento 116

5.6.1.1.2 Resultados obtidos a partir da inspeção da

faixa adicional 124

5.6.1.2 Inspeção por amostragem 125

5.6.1.2.1 Resultados obtidos a partir da inspeção por

amostragem das faixas de rolamento 125

5.6.1.2.2 Resultados obtidos a partir da inspeção por

amostragem da faixa adicional 127

5.6.2 Pavimento industrial – Cortag 130

5.6.2.1 Inspeção da seção total 132

5.6.2.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção

visual das amostras 132

5.6.3 Pavimento industrial – Repapel 135

Page 22: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xxii

5.6.3.1 Inspeção da seção total 138

5.6.3.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção

visual das amostras 139

5.6.3.2 Estudo complementar da seção mais solicitada por

veículos pesados 146

5.6.4 Pavimento industrial – Alstom do Brasil 147

5.6.4.1 Inspeção da seção total 149

5.6.4.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção

visual das amostras 150

5.7 Determinação da irregularidade longitudinal em pavimento urbano 154

5.7.1 Resultados obtidos no levantamento 156

5.8 Compatibilidade dos resultados do ICP com os do IRI para o

pavimento urbano 160

5.8.1 Resultados obtidos a partir da inspeção das faixas de

rolamento 1 e 2 161

6. Análise crítica da metodologia adotada e dos resultados

6.1 Aplicabilidade do método do USACE / DNIT 163

6.1.1 Padrões das patologias 164

6.1.2 Comprimento das placas 167

6.2 Condições dos pavimentos de concreto armado em serviço 168

6.2.1 Problemas gerais e suas soluções 168

6.2.2 Índice de condição dos pavimentos avalliados 169

6.2.3 Durabilidade observada 172

6.2.4 Índice internacional de irregularidade 174

6.3 Análise da compatibilidade entre o ICP e o IRI 179

Conclusões e recomendações 186

Referências Bibliográficas 190

Anexo A – Grau de Severidade das Patologias 195

Anexo B – Curva dos valores deduzidos 206

Anexo C – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Rua

Coronel Xavier de Toledo 216

Page 23: RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e

xxiii

Anexo D – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Pavimento

Industrial da Cortag 257

Anexo E – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Pavimento

Industrial da Repapel 291

Anexo F – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Pavimento

Industrial da Alstom 336

VITA 360