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UM ESTUDO SOBRE AS CONDIÇÕES DE CONTORNO,
SOLUÇÕES CONTRUTIVAS E IMPACTOS GERADOS PELAS
OBRAS DE CONSTRUÇÃO DO ANTIGO E DO NOVO
ELEVADO DO JOÁ - RIO DE JANEIRO/RJ
Guilherme Evaristo dos Santos
Projeto de Graduação apresentado ao curso de
Engenharia Civil da Escola Politécnica,
Universidade Federal do Rio de Janeiro, como
parte dos requisitos necessários à obtenção do
título de Engenheiro.
Orientadora: Sandra Oda
Rio de Janeiro
Dezembro de 2017
Dos Santos, Guilherme Evaristo.
Um estudo sobre as condições de contorno, soluções construtivas
e impactos gerados pelas obras de construção do antigo e do novo
Elevado do Joá./Guilherme Evaristo dos Santos – Rio de Janeiro:
UFRJ/Escola Politécnica,2017.
xiii, 132 p.: 29,7 cm.
Orientador: Sandra Oda
Projeto de Graduação – UFRJ / Escola Politécnica /
Curso de Engenharia Civil, 2017.
Referências Bibliográficas: pg. 86
1. Introdução 2. História 3. O Elevado do Joá original 4.
A necessidade de um novo elevado 5. O novo Elevado do Joá
6. Comparação entre os projetos 7. Comparação entre os
projetos 8. Considerações finais 9. Propostas de novos
trabalhos
I. Oda, Sandra; II. Universidade Federal do Rio de
Janeiro, Escola Politécnica, Curso de Engenharia Civil. III.
Um estudo sobre as condições de contorno, soluções
construtivas e impactos gerados pelas obras de construção do
antigo e do novo Elevado do Joá.
AGRADECIMENTOS
Primeiramente gostaria de agradecer ao Colégio Cruzeiro e à minha família por terem me
dado condições de entrar na melhor universidade e melhor curso que eu poderia sonhar. Eles
me proporcionaram a realização de um sonho, que jamais poderei retribuir. Meus pais,
Marcos Machado dos Santos e Glória Maria da Silva Evaristo e meu irmão Felipe Evaristo
dos Santos, foram muito importantes no suporte financeiro e emocional, além de serem um
exemplo de caráter e dedicação que eu tenho para me espelhar.
Agradeço os docentes da Universidade Federal do Rio de Janeiro pelo carinho e atenção,
durante esses anos de graduação, e principalmente pela consideração para com os alunos em
momentos de greve e crises no sistema educacional brasileiro. Em especial à minha
orientadora, professora Sandra Oda, também pela disponibilidade e suporte nessa etapa final.
Agradeço ainda a todos os profissionais da engenharia e construção civil com os quais tive o
privilégio de trabalhar, desenvolver e amadurecer todo o meu aprendizado acadêmico. Em
especial aos Engenheiros Eduardo Maia, Leonardo Barbosa, Wagner Viana, Carlos Piccaluga
e o Mestre Nilson Roth que estiveram ao meu lado nesses momentos importantes de início da
minha carreira.
Por último, e não menos importante, agradeço e desejo muito sucesso aos meus companheiros
de graduação. Sem estes, com certeza eu não teria conseguido completar a missão. Obrigado
pelo companheirismo, pela motivação de sempre e pelo exemplo de pessoas dedicadas e fiéis
que são.
Resumo
Uma das regiões que recebe maior demanda de infraestrutura de transporte no país é também
a região com paisagens de tirar o fôlego, que comtemplam o encontro do Oceano Atlântico
com as grandes cadeias montanhosas da cidade do Rio de Janeiro. A região do Joá, desde que
acessada pelas primeiras vezes, sempre atraiu olhares de todos os tipos de pessoas. Nos
últimos 50 anos, com a construção e ampliação da Autoestrada Lagoa-Barra e o Elevado do
Joá, a região passou a receber também olhares e estudos de grandes engenheiros e em
algumas vezes recebeu em destaque nos noticiários da cidade. Este estudo aborda fatores que
fizeram a grande obra do Elevado do Joá receber um número acima do normal de
intervenções estruturais e, recentemente, uma duplicação completamente independente da via
para que substitua a anterior. Serão abordadas também as mudanças feitas para esse novo
projeto do Elevado do Joá, mitigando os problemas encontrados anteriormente, porém
gerando novas dificuldades. Serão documentadas as diferenças e semelhanças entre as duas
grandes obras, entendendo as grandes diferenças de tecnologia, e analisado até que ponto elas
influenciaram no sucesso da construção.
Palavras-chave: Elevado, Joá, olimpíadas, infraestrutura, construção.
Abstract
One of the regions that receives more demand for transportation infrastructure in the country
is also the region with breathtaking landscapes, which contemplate the meeting of the Atlantic
Ocean with the great mountain chains of Rio de Janeiro city. The region of Joá, since
accessed for the first few times, always attracted looks by all kinds of people. In the last 50
years, with the construction and expansion of the Lagoa-Barra Autoestrada and the Elevado
do Joá, the region began to receive also looks and studies by great engineers and in some
times received prominence in the news of the city. This study deals with factors that have
made the big construction of Elevado do Joá receive an above-normal number of structural
interventions and, recently, a completely independent duplication of the route to replace the
previous one. This job will also discuss the changes made to this new project of Elevado do
Joá, mitigating the problems encountered previously, but generating new difficulties. The
differences and similarities between the two great works will be documented, understanding
the great differences of technology, and analyzing how they influenced the success of the
construction.
Keywords: bridge, Joá, Olympiads, Infrastructure, Construction.
Sumário
1. Introdução ............................................................................................................................... 8
2. História ................................................................................................................................. 16
3. O Elevado do Joá original .................................................................................................... 18
3.1. Início das Obras ..................................................................................................... 18
3.2. Características Gerais ............................................................................................ 20
3.3. Condições de Contorno .......................................................................................... 21
3.4. Projeto Estrutural ................................................................................................... 22
3.5. Inauguração ........................................................................................................... 24
3.6. Problemas Apresentados ...................................................................................... 25
4. A Necessidade de um Novo Elevado ................................................................................... 39
4.1. A Condenação do Elevado ..................................................................................... 39
4.2. O Transito no Rio de Janeiro ................................................................................. 41
4.3. Jogos Olímpicos Rio 2016 ..................................................................................... 44
5. Soluções Adotadas ................................................................................................................ 46
6. O Novo Elevado do Joá ........................................................................................................ 48
6.1. Características Gerais ............................................................................................ 48
5.2. Condições de Contorno .......................................................................................... 52
6.3. O Projeto ................................................................................................................ 53
6.3.1. Estrutura .................................................................................................. 53
6.3.2. Pavimentação .......................................................................................... 57
6.3.3. Contenções de Encosta ........................................................................... 69
6.3.4. Desmonte de Rocha ................................................................................ 75
6.4. Problemas Apresentados ........................................................................................ 78
6.4.1. Abalos à Vizinhança................................................................................. 78
6.4.2. Falhas no Asfalto ...................................................................................... 81
7. Comparação Entre os Projetos .............................................................................................. 86
8. Considerações Finais ............................................................................................................ 86
9. Propostas Para Novos Trabalhos .......................................................................................... 88
10. Referências Bibliográficas .................................................................................................. 88
Lista de Figuras
Figura 1 - Foto de satélite. Em verde a cadeia montanhosa que divide a cidade - Fonte:
GOOGLE MAPS (2018) .......................................................................................................... 13
Figura 2 – Foto aérea da Barra da Tijuca – Fonte: O GLOBO (2010) ..................................... 14
Figura 3 - Foto aérea do Elevado do Joá antes da duplicação – Fonte: GOOGLE IMAGENS
.................................................................................................................................................. 15
Figura 4 - Foto aérea da Barra da tijuca na década de 50 - Fonte: GOOGLE IMAGENS ...... 16
Figura 5 - Foto aérea da Barra da Tijuca na década de 60 – Fonte: GOOGLE IMAGENS. ... 17
Figura 6 – Obras em andamento no desemboque do Túnel do Pepino 1970 - Fonte:
DIARIODORIO (2015) ............................................................................................................ 19
Figura 7 – Obras em andamento no Elevado das Bandeiras 1970 - Fonte: DIARIODORIO
(2015) ....................................................................................................................................... 19
Figura 8 - Elevado das Bandeiras em pistas sobrepostas - Fonte: DIARIODORIO (2015) .... 20
Figura 9 - Pilares, travessa e vigas do Elevado das Bandeiras encontrando o mar à direita a
encosta à esquerda - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012).................................................. 22
Figura 10 - Esquema estrutural do encontro das vigas com o pórtico – Fonte: BATISTA E
MIRANDA (2012) ................................................................................................................... 23
Figura 11 - Projeto protensão das vigas - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ................. 24
Figura 12 - Armação do dente Gerber das vigas - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ... 24
Figura 13 - Reportagem de inauguração do elevado - Fonte: O GLOBO (1971) .................... 25
Figura 14 - Reportagem O GLOBO (1970).............................................................................. 26
Figura 15 - Reportagem O GLOBO (1970).............................................................................. 27
Figura 16 – Reportagem O GLOBO (1980) ............................................................................. 28
Figura 17 - Reportagem do JORNAL DO BRASIL (1988) ..................................................... 29
Figura 18 - Cabos de protensão externas à viga - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) .... 30
Figura 19 - Reportagem O GLOBO (2001).............................................................................. 30
Figura 20 - Armação exposta nos pilares em 2010 - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) 31
Figura 21 - Encamizamento dos pilares - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ................. 32
Figura 22 - Proteção catódica nos pilares - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) .............. 33
Figura 23 – Verificação de tensões nas cordoalhas de protensão - Fonte: BATISTA E
MIRANDA (2012) ................................................................................................................... 34
Figura 24 – Desenho isométrico dos apoios em dente Gerber e a janela de inspeção criada –
Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ................................................................................... 35
Figura 25 – Corte transversal – Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ................................ 35
Figura 26 – Detalhe do dente Gerber em corte longitudinal – Fonte: BATISTA E MIRANDA
(2012) ....................................................................................................................................... 36
Figura 27 – Janela de inspeção de apoios – Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ............. 36
Figura 28 - Face lateral de dentes Gerber vistoriados. Fotos tiradas pela janela de inspeção -
Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ................................................................................... 37
Figura 29 - Face lateral de dentes Gerber vistoriados. Fotos tiradas pela janela de inspeção -
Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ................................................................................... 37
Figura 30 - Reportagens de O Globo e Extra (2012) ................................................................ 40
Figura 31 - Reportagem O Globo (2012) ................................................................................. 40
Figura 32 – Mapa com relevo da cidade e posicionamento das zonas norte (Maracanã e
Deodoro), sul (Copacabana) e oeste (Barra). Comparativo entre de população e empregos nas
zonas sul e barra - Fonte: COMITÊ DE CANDIDATURA RIO 2016 (2009) ........................ 41
Figura 33 - Crescimento da taxa de automóveis no Brasil - OBSERVATÓRIO DAS
METRÓPOLES (2015) ............................................................................................................ 42
Figura 34 - Crescimento da taxa de automóveis no Rio de Janeiro - OBSERVATÓRIO DAS
METRÓPOLES (2015) ............................................................................................................ 43
Figura 35 – Estrutura de transporte entre as zonas com instalações para as Olimpíadas Rio
2016 com destaque para a previsão de via adicional na Autoestrada Lagoa-Barra – Fonte:
COMITÊ DE CANDIDATURA RIO 2016 (2009) .................................................................. 45
Figura 36 - Reforço estrutural com vigas metálicas chumbadas ao pilar ................................. 47
Figura 37 – Locação da obra de ampliação de Ligação Zona Sul-BarraFonte: O Globo (2014)
.................................................................................................................................................. 48
Figura 38 - Desemboque do Túnel do Pepino .......................................................................... 49
Figura 39 – Início do Elevado das Bandeiras ........................................................................... 50
Figura 40 - Emboque do Túnel do Joá ..................................................................................... 50
Figura 41 - Ponte da Joatinga ................................................................................................... 51
Figura 42 - Terraplanagem para alargamento de pista na Av. Ministro Ivan Lins - Barra da
Tijuca ........................................................................................................................................ 51
Figura 43 - Subida da ciclovia da Praia de São Conrado para entrada no Túnel do Pepino .... 52
Figura 44 - Região acima do Túnel do Joá e no entorno da Ponte da Joatinga ........................ 52
Figura 45 – Seção transversal da superestrutura ...................................................................... 54
Figura 46 – Elevado antigo à esquerda e elevado novo, em construção, à direita. .................. 54
Figura 47 – Viga pré-moldadas tipo I com bainhas e cabos de protensão ainda sendo
colocados .................................................................................................................................. 55
Figura 48 - Execução de estacas raiz nas fundações do pilar P25. ........................................... 56
Figura 49 – Lançamento de vigas com treliça lançadeira ........................................................ 57
Figura 50 – Esquema unifilar dos segmentos (trechos) da nova pista...................................... 58
Figura 51 - ÁBACO ................................................................................................................. 67
Figura 52 - Simbologia das camadas do pavimento flexível. ................................................... 68
Figura 53 - Seção de pavimento flexível adotada..................................................................... 69
Figura 54 - Cortina atirantada no Emboque do Túnel do Pepino ............................................. 70
Figura 55 – Instalação das barreiras de impacto com telas metálicas ancoradas em rocha, no
emboque do Túnel do Pepino ................................................................................................... 71
Figura 56 – Execução de solo grampeado com concreto projetado no talude do desemboque
do Túnel de Pepino ................................................................................................................... 72
Figura 57 – Muro de peso no encontro E01, como contenção para o aterro de início do
elevado. ..................................................................................................................................... 72
Figura 58 – Execução de fundação com sapata pinada em rocha, protegida por cortina
atirantada e mureta chumbada, no eixo 09. .............................................................................. 73
Figura 59 – Solo grampeado e com concreto projetado, em frente ao pilar P16...................... 74
Figura 60 - Cortina atirantada do desemboque do Joá ............................................................. 75
Figura 61 - Início das detonações no Túnel do Pepino............................................................. 76
Figura 62 - Desmonte de Rocha a fio diamantado no emboque do Túnel do Joá .................... 76
Figura 63 - Desmonte de rocha para assentamento do bloco B08............................................ 77
Figura 64 - Emboque do Túnel do Pepino e casa de luxo de famoso diretor da Tv Globo. ..... 79
Figura 65 – Rachaduras indicativas de grandes recalques na casa pertencente ao diretor da Tv
Globo. ....................................................................................................................................... 80
Figura 66 - Buraco no asfalto no desemboque do Túnel do Pepino (O GLOBO, 2016). ........ 81
Figura 67 - Chapas de aço no asfalto para proteger os veículos dos buracos formados (O
GLOBO, 2016). ........................................................................................................................ 81
Figura 68 – Estado do asfalto em trecho do Túnel do Joá (O GLOBO, 2016). ....................... 82
Figura 69 – Asfalto de reparo com aspecto úmido e desagregado (O GLOBO, 2016). ........... 83
Figura 70 - Verificação de camadas de aterro e pavimentação através de abertura do solo com
máquina escavadeira (O GLOBO, 2016). .................................................................. 83
Figura 71 - Croquis de corte transversal no desemboque do Túnel do Pepino ........................ 84
Figura 72 - Projeto básico das barreiras de impacto do Elevado do Joá .................................. 85
Lista de Tabelas
Tabela 1 – Condições de visualização e inspeção das faces dos dentes Gerber incluindo faces
das transversinas de apoio - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012) ...................................... 38
Tabela 2 - Rede crítica das vias principais dos Jogos Rio 2016 - Fonte: COMITÊ DE
CANDIDATURA RIO 2016 (2009) ........................................................................................ 46
Tabela 3 – Faixas Granulométricas (Fonte: DER-SP / ET-DE-P00/010) ................................ 60
Tabela 4 - faixas granulométricas de BGS (Fonte: DER-SP / ET-DE-P00/008) ..................... 61
Tabela 5 - Faixa A do concreto asfáltico .................................................................................. 62
Tabela 6 - Características específicas do concreto asfáltico..................................................... 63
Tabela 7 - Faixa do Material de Enchimento ........................................................................... 64
Tabela 8 - Faixa C do concreto asfáltico .................................................................................. 64
Tabela 9 - Características do concreto asfáltico ....................................................................... 64
Tabela 10 - Espessuras Mínimas do Revestimento .................................................................. 66
13
1. Introdução
A Cidade do Rio de Janeiro é dividida e em três zonas: a Zona Sul, Zona Norte e Zona Oeste.
Esta divisão é feita naturalmente pelo maciço da tijuca, grande cadeia montanhosa presente
na cidade (figura 1). Para vencer o maciço da tijuca e promover transporte e deslocamento
entre as três zonas da cidade, são necessárias grandes obras. Tais obras se tornam um desafio
para os Engenheiros das principais construtoras do país.
Figura 1 - Foto de satélite. Em verde a cadeia montanhosa que divide a cidade - Fonte: GOOGLE MAPS (2018)
Exemplos dessas obras são os Túneis Rebouças e Santa Bárbara ligando a Zona Norte à Zona
Sul, a Linha Amarela, Transcarioca e Transolímpica ligando a Zona Norte à Zona Oeste e a
Estrada Lagoa-Barra e o Elevado do Joá ligando a Zona Sul à Zona Oeste e a Linhas 1, 2 e 3
do Metrô que ligam as três zonas. Além das estradas mais antigas que passam por cima da
14
cadeia montanhosa como a Estrada das Canoas, o Auto da Boa Vista e a Estrada Grajau-
Jacarepaguá.
Com o passar do tempo, essas ligações vêm se tornando cada vez mais importantes para a
cidade, visto que suas ampliações não conseguem acompanhar o crescimento da população e
principalmente o crescimento do número de carros por pessoa na cidade. Novos polos
comerciais, gastronômicos, residenciais e turísticos se formaram em áreas distantes umas das
outras, durante as últimas décadas, aumentando ainda mais a necessidade pelos transportes.
Atualmente, a Barra da Tijuca (figura 2), integrante da Zona Oeste, é economicamente uma
das regiões mais expressivas da cidade do Rio de Janeiro, e uma das que mais crescem.
Grandes empresas migraram para a Barra da Tijuca em decorrência do boom da construção
civil e da oferta de espaços e novos empreendimentos empresariais.
Figura 2 – Foto aérea da Barra da Tijuca – Fonte: O GLOBO (2010)
15
Zona Sul e Barra da Tijuca concentram, com isso, o maior poder aquisitivo e uma
necessidade muito grande de fluxo de pessoas. Tornam-se então muito importantes e
congestionadas as vias que as ligam: Avenida Niemayer, Elevado do Joá e Estrada das
Canoas, além do metrô recém-inaugurado. Dentre as opções, a via que têm mais capacidade
de fluxo de pessoas e a mais procurada pelos moradores é o Elevado do Joá.
Esta importante via expressa da cidade apresentou problemas de execução durante a sua
construção e problemas estruturais devido ao seu péssimo estado de conservação, nos anos
seguintes. Em 2017, ano que o Elevado completa 50 anos do início de sua construção, foram
finalizadas então as obras de construção de um Novo Elevado do Joá. Este, construído logo
ao lado, vem para suprir o aumento na demanda pelo fluxo de veículos e diminuir as
solicitações de carga no antigo elevado. Por sua vez, a nova via também apresentou
dificuldades na sua construção e problemas após a sua inauguração.
Figura 3 - Foto aérea do Elevado do Joá antes da duplicação – Fonte: GOOGLE IMAGENS
16
2. História
Até meados do século XX, a cidade do Rio de Janeiro se resumia ao Centro da cidade e a
Zona Sul ao redor da Baia de Guanabara, além de parte da Zona Norte. A barra da Tijuca
(Figura 4) e a Zona Oeste como um todo ficaram até então escondidas atrás das grandes
cadeias montanhosas e era frequentada basicamente por pescadores aventureiros.
Figura 4 - Foto aérea da Barra da tijuca na década de 50 - Fonte: GOOGLE IMAGENS
O grande marco do desenvolvimento da Barra da Tijuca foi com o urbanista Lúcio Costa, que
contratado pelo governador do Estado da Guanabara, Negrão Lima, para fazer um projeto
urbanístico e estratégico para a região: O Plano Piloto da Barra da Tijuca. O Plano Piloto, de
1969, similar ao Plano de Brasília, de inspiração no urbanismo racionalista, com grandes
avenidas e grandes espaços abertos, marcou definitivamente o início do estilo de vida peculiar
do futuro morador da Barra da Tijuca. (DIÁRIO DO RIO, 2015).
17
Segundo o site de pesquisa História do Rio (DIÁRIO DO RIO, 2015) “No Governo Negrão
de Lima (1966-1970), surgiu a pavimentação da Avenida Alvorada, a implantação da BR 101,
atual Avenida das Américas, o início da construção do túnel Dois Irmãos, as vias em São
Conrado e Joá, e ainda a construção da ponte sobre o canal da Barra da Tijuca e de vias
perpendiculares. O governador, em 1970, assinou um decreto proibindo a circulação de
veículos de tração animal na cidade. Foi o início da explosão da Barra”.
No final da década de 1960, foi construída a Auto Estrada Lagoa-Barra, que possibilitou o
maior desenvolvimento, diminuindo o tempo de transporte para a zona sul da cidade do Rio.
Nesta mesma época consolidaram-se grandes condomínios fechados, inspirados num então
novo modelo de vida.
Na década de 1990, outro grande marco urbanístico que possibilitou melhor ligação com a
Zona Norte da cidade do Rio foi a criação da Linha Amarela, via expressa que liga a Barra da
Tijuca à Ilha do Fundão.
Figura 5 - Foto aérea da Barra da Tijuca na década de 60 – Fonte: GOOGLE IMAGENS.
18
O Elevado das Bandeiras, conhecido como Elevado do Joá foi o ponto de partida para uma
série de investimentos em infraestrutura e transportes na Barra da Tijuca, que com o passar do
tempo necessita cada vez mais. Recentemente novos investimentos foram feitos, formando
um complexo sistema integrado de transportes via metrô, corredores de ônibus, diversos
túneis e vias expressas.
3. O Elevado do Joá original
3.1. Início das Obras
Em 1967 foram iniciadas as obras do Elevado do Joá (Figura 6 ). A obra, de responsabilidade
do Departamento de Estradas e Rodagem do Estado da Guanabara fez parte de uma série de
investimentos em transporte e infraestrutura, nas décadas de 60 e 70, interligando todo o Rio
de Janeiro com vias expressas. Uma obra desse porte é considerada uma obra pesada, se
fazendo necessário um planejamento apurado com estudos em diversas áreas de engenharia
civil. Para a época, cerca de 50 anos atrás, o desafio era ainda maior: com a necessidade do
uso das mais novas tecnologias da época e um grande risco de segurança aos trabalhadores.
19
Figura 6 – Obras em andamento no desemboque do Túnel do Pepino 1970 - Fonte: DIARIODORIO (2015)
Figura 7 – Obras em andamento no Elevado das Bandeiras 1970 - Fonte: DIARIODORIO (2015)
20
3.2. Características Gerais
Projetado pelos arquitetos Ubirajara Ribeiro e Walter Maffei, a grande obra consiste em duas
pistas sobrepostas (Figura 8) com 10,5 metros de largura e duas faixas de trânsito cada uma,
que atravessam dois túneis, o elevado e ainda uma ponte sobre o canal da Barra da Tijuca. Os
túneis foram os primeiros da América Latina construídos nesse sistema “duble deck” de uma
pista sobre a outra. (O GLOBO, 1971).
Figura 8 - Elevado das Bandeiras em pistas sobrepostas - Fonte: DIARIODORIO (2015)
De São Conrado para a Barra da Tijuca, a estrada Lagoa-Barra emboca no Túnel do Pepino, o
primeiro desafio da obra. O túnel tem 190 metros de extensão e seu desemboque se dá em um
aterro que inicia o Elevado das Bandeiras (Figura 8). Este, com 1100 metros de extensão, 66
pilares, 64 vãos de 35 metros cada e 256 vigas, acompanha as curvas do mar até o Túnel do
Joá que, por sua vez, tem 344 metros de extensão e em seu desemboque acabam-se as pistas
21
em dois andares. Já do outro lado do maciço da tijuca, as quatro faixas de pista cruzam o
canal da Barra pela nova Ponte da Joatinga, encerrando o trecho de obra, e dando início a
Avenida das Américas.
3.3. Condições de Contorno
O local de construção do Elevado das Bandeiras foi escolhido de maneira a aproveitar todo o
potencial paisagístico da região. Foi feito sobre as rochas que fazem o encontro da cadeia
montanhosa com o mar, acompanhando suas curvas e proporcionando aos usuários uma vista
da mata atlântica na encosta do maciço da tijuca por um lado, e o horizonte do oceano
atlântico pelo outro.
Tal cenário gerou algumas dificuldades para os projetos de engenharia como as fundações em
rocha, a consideração da ação das ondas sobre a estrutura do elevado, a contenção da encosta
e principalmente a agressividade da elevada umidade com intensa concentração de cloretos no
processo de oxidação das estruturas.
22
Figura 9 - Pilares, travessa e vigas do Elevado das Bandeiras encontrando o mar à direita a encosta à esquerda - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
3.4. Projeto Estrutural
Os projetos estruturais eram de responsabilidade dos engenheiros Walter de Almeida Braga e
Nelson Zaneti e deixam bem à mostra todos os seus elementos construtivos, tais como lajes,
vigas e pilares. A construção foi de responsabilidade da Construtora Rossi Engenharia S.A.
A fundações do viaduto são diretas, do tipo sapatas retangulares. Um pilar, também de seção
retangular, sobe de cada sapata. Duas travessas ligam os pilares, formando um pórtico com
apoio para os dois andares de pista. A primeira travessa, ligando dois pilares em meia altura,
tem seção T invertida e que sustenta o tabuleiro da pista inferior. A segunda travessa é
semelhante e liga os pilares pelo topo, sustentando o tabuleiro da pista superior. A travessa do
pórtico, em forma de T invertido, apoia os dentes do tipo Gerber de cada viga (Figura 10,
BATISTA e MIRANDA, 2012).
23
.
Figura 10 - Esquema estrutural do encontro das vigas com o pórtico – Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
Toda a estrutural do elevado é em concreto armado, sendo as vigas em concreto protendido.
Estas têm seção transversal tipo caixão com linhas de tirantes dispostas conforme projetos
apresentados nas Figuras 11 e 12 (BATISTA e MIRANDA, 2012).
24
Figura 11 - Projeto protensão das vigas - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
Figura 12 - Armação do dente Gerber das vigas - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
3.5. Inauguração
“Considerada até então a obra de arte mais bonita do Rio, não só pelo seu arrojo, projeto
arquitetônico e sistema de execução, como também por sua extraordinária, localização –
comprimido entra o maciço da Gávea e o mar – numa região de grande beleza natural e de
25
incontestáveis atrações paisagísticas e turísticas” – O Globo, 1971 - foi inaugurada (Figura
13), em solenidade presidida pelo Governador Negão de Lima, a obra do Elevado do Joá
como parte integrante da Autoestrada Lagoa-Barra.
Figura 13 - Reportagem de inauguração do elevado - Fonte: O GLOBO (1971)
A obra, que chamou a atenção por todo o mundo, passou a liberar parcialmente circulação do
tráfego. Apenas a pista inferior foi liberada, prosseguindo os trabalhos na pista superior.
3.6. Problemas Apresentados
Já durante o período de obras, o elevado gerou acidentes e risco à integridade física dos
operários. Em 1970 foram dois acidentes graves: o primeiro com um trabalhador morto e 28
26
feridos e o segundo com mais um trabalhador morto e 11 feridos (Figuras 14 e 15). Em
momentos distintos, porém os dois acidentes aconteceram durante a concretagem da uma viga
longarina do elevado onde no primeiro caso um dos cabos de içamento da viga se partiu e no
outro os pilares de sustentação cederam, também levando à ruptura e queda da longarina.
Figura 14 - Reportagem O GLOBO (1970)
27
Figura 15 - Reportagem O GLOBO (1970)
Menos de uma década após a sua inauguração, em 1980, o elevado começou a apresentar os
primeiros sinais de degradação e o Presidente do Departamento de Estradas e Rodagem
(DER) da época, Fernando MacDowell, contratou a COPPE/UFRJ para fazer a retiradas de
corpos de prova da estrutura e analisar o seu estado de degradação e medição do potencial das
ferragens (Figura 16).
A degradação gerada pela oxidação das armaduras e cordoalhas de protensão já estava muito
avançada. Foi então iniciado o período com diversas obras de recuperação da estrutura do
elevado e foram interditadas ambas as pistas do elevado para veículos pesados como ônibus e
caminhões.
28
Os principais problemas apresentados foram:
i. Os elementos muito esbeltos dificultaram o lançamento e adensamento do
concreto durante a obra.
ii. O cobrimento utilizado foi de 1,5 a 3 cm. Onde o ideal, pela classe de
agressividade do local, seria de pelo menos 5 cm.
iii. Falhas de adensamento, deixando vazios e trincas no concreto, permitindo a
entrada de água na estrutura.
iv. Falhas de injeção das bainhas.
v. Juntas de dilatação sem manutenção, com berços quebrados, permitindo a entrada
de água e detritos.
Foi detectado ainda, no caso das lajes, a inexistência parcial ou total de nata de injeção nos
cabos de protensão, com infiltração de água no interior das bainhas, fios rompidos em quase
Figura 16 – Reportagem O GLOBO (1980)
29
todos os cabos acessados e valores de potencial medidos dando ideia de corrosão
generalizada. Já nas longarinas, os ensaios indicaram uma probabilidade de corrosão de cerca
de 15% nos cabos de protensão.
A situação foi considerada crítica e a contratação dos serviços de recuperação foi logo
providenciada (Figura 17).
Figura 17 - Reportagem do JORNAL DO BRASIL (1988)
Os serviços de recuperação foram feitos pelas empresas Concrejato e Protende. Estes
consistiam na re-injeção de nata de cimento nas bainhas de protensão, tratamentos de fissuras
e instalação de novos cabos de protensão para as longarinas. Estes cabos foram instalados em
talões de concreto armado pela parte de fora das vigas, em suas laces laterais conforme figura
18.
30
Figura 18 - Cabos de protensão externas à viga - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
Cerca de 10 anos após essa primeira bateria de obras de recuperação do elevado, já se podiam
ver novas trincas e o elevado foi fechado mais uma fez. Dessa vez apenas para pequenos
reparos de trincas ditas como sem risco de danos estruturais. Conforme reportagem do jornal
O Globo da época (Figura 19).
Figura 19 - Reportagem O GLOBO (2001)
31
No final da década de 2000, os problemas estruturais e de conservação do Elevado das
Bandeiras, demonstrados durante todos esses anos, estavam cada vez mais aparentes e
recorrentes, oferecendo visivelmente um risco aos seus usuários. A Prefeitura do Rio de
Janeiro contratou então, pela Secretaria Municipal de Obras e Conservação (SMO), a
Fundação COPPETEC da UFRJ para serviços de inspeção e identificação de patologias
quanto à segurança estrutural do elevado. Tais serviços foram feitos de janeiro a junho de
2010.
O laudo final da COPPETEC (2010) concluiu que eram necessárias as seguintes medidas:
i. Recuperação de pilares e juntas de dilatação.
ii. Investigação mais profunda sobre os dentes Gerber e os cabos de protensão.
iii. Elaboração de projetos para troca dos aparelhos de apoio e um estudo para
construção de via alternativa à atual.
Foram iniciadas então as obras de recuperação nos pilares e juntas de dilatação, sob olhar
atento dos engenheiros Eduardo de M. Batista (COPPE/UFRJ) e Luiz Roberto M. de Miranda
(ECOPROTEC), que também ficaram responsáveis pela investigação nos dentes Gerber e nos
cabos de protensão.
Figura 20 - Armação exposta nos pilares em 2010 - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
32
A recuperação dos pilares
A fim de aumentar sua durabilidade e reduzir intervenções de manutenção, foram adotadas as
seguintes medidas:
i. Encamizamento dos pilares em concreto armado (Figura 21).
ii. Material de recobrimento: concreto de alta durabilidade
iii. Classe de agressividade ambiental IV, o que significa um recobrimento mínimo de
5 cm, fator água/cimento maior do que 0,45 e concreto classe C40 ou superior
Figura 21 - Encamizamento dos pilares - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
33
iv. Proteção catódica com telas de aço como anodo de sacrifício (Figura 22).
Figura 22 - Proteção catódica nos pilares - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
A investigação dos cabos de protensão
A investigação dos cabos instalados por fora das vigas foi feita com a abertura do concreto e
da bainha de protensão em 18 dos cabos no tabuleiro superior e mais 18 dos tabuleiro inferior
de maior exposição à oxidação (mais próximo ao mar). Foram medidas em tensões nas
cordoalhas e seu estado de conservação com aparelho portátil de Raios-X (Figura 23).
34
Figura 23 – Verificação de tensões nas cordoalhas de protensão - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
O resultado das medições nas cordoalhas foi satisfatório, indicando que não há falhas ou
perda de protensão nessas posições e a proteção em argamassa de cimento no interior das
bainhas estava em bom estado e sendo efetiva.
A investigação dos dentes Gerber
Para essa investigação foi necessário um plano muito mais trabalhoso e cuidadoso, uma vez
que da forma com que foram projetados os dentes Gerber, as transversinas e os apoios, a
visualização de muitas partes importantes da estrutura ficou impossibilitada. No caso, a
transversina que se encontra bem próximo ao apoio bloqueia totalmente a visualização da
região dos apoios que sofre bastante com a entrada de água e detritos pelas juntas de
dilatação.
35
Foi necessária então uma obra por parte dos investigadores, para conseguir obter um mínimo
de visibilidade. Um projeto com a abertura de janelas de inspeção nas transversinas, entre
uma viga longarina e outra deem área que não pegasse suas cordoalhas de protensão, foi
elaborado e executado segundo as figuras 24 a 27. A visibilidade adquirida com a solução
adotada foi limitada a algumas laterais de dentes Gerber e aparelho e apoio.
Figura 24 – Desenho isométrico dos apoios em dente Gerber e a janela de inspeção criada – Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
Figura 25 – Corte transversal – Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
36
Figura 26 – Detalhe do dente Gerber em corte longitudinal – Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
Figura 27 – Janela de inspeção de apoios – Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
A situação encontrada foi alarmante, onde quase todas as áreas acessadas apresentaram
armaduras expostas e oxidadas, grandes trincas e rachaduras, presença de umidade excessiva
e muitos detritos (Figuras 28 e 29).
37
Figura 28 - Face lateral de dentes Gerber vistoriados. Fotos tiradas pela janela de inspeção - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
Figura 29 - Face lateral de dentes Gerber vistoriados. Fotos tiradas pela janela de inspeção - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
38
Os dentes Gerber e os aparelhos de apoio foram vistoriados, preenchidos com concreto de alta
resistência e tratados com limpeza dos detritos e dentro da medida do possível. No entanto,
apenas uma pequena parte das faces de dentes Gerber pôde ser alcançada, como mostra a
Tabela 1. As faces inferior e frontal, por exemplo, não tiveram como ser visualizadas.
Tabela 1 – Condições de visualização e inspeção das faces dos dentes Gerber incluindo faces das transversinas de apoio - Fonte: BATISTA E MIRANDA (2012)
“Essas regiões dos dentes Gerber sem condições de acesso permanecerão sem serem
investigadas e com diagnóstico de degradação estrutural indeterminado. Dessas observações
concluímos que as condições de segurança dos dentes Gerber não poderão ser asseguradas
com precisão. Nessa condição, é previsível que dentes Gerber se encontrem com a segurança
muito mais comprometida do que se pode depreender pela observação, apenas, das faces
laterais já inspecionadas. É nosso entendimento que as estruturas dos tabuleiros superior e
inferior do viaduto estão em condição de risco estrutural potencial.” - BATISTA E
MIRANDA (2012)
39
4. A Necessidade de um Novo Elevado
4.1. A Condenação do Elevado
Ao final de 2012, a COPPETEC enviou às autoridades da Prefeitura do Rio de Janeiro um
laudo final a respeito dos estudos sobre a segurança estrutural feitos durante esses anos, frente
ao processo de degradação por corrosão que progride no elevado. Tal documento detalhou
todas as inspeções feitas e chegou a uma conclusão importante.
Foi definido que a solução definitiva deve considerar a substituição dos tabuleiros de pista
superior e inferior (toda a superestrutura) por novas estruturas. Só desta maneira os problemas
constantes com intervenções custosas seriam resolvidos. O que significa uma obra de grande
porte que exige muito tempo, dinheiro e interrupção total do tráfego de veículos na via.
Além disso, o laudo determinou a interdição absoluta ao tráfego de veículos pesados como
caminhões e veículos de carga para o uso regular do elevado.
Tais medidas não foram adotadas de imediato por parte da prefeitura do Rio de Janeiro e a
COPPE apelou à mídia para que o assunto não fosse esquecido, gerando uma pressão nas
autoridades. Não demorou muito para que todos os jornais anunciassem o perigo que os
usuários corriam com a condenação estrutural do Elevado do Joá.
No entanto, a Secretaria de Transportes e o Prefeito Eduardo Paes descartaram a possibilidade
de demolição do elevado, o que causaria um transtorno gigantesco para a população carioca.
As autoridades contornaram as notícias, informando que iniciariam estudos para restrições no
elevado e construção uma via alternativa (Figuras 30 e 31).
40
Figura 30 - Reportagens de O Globo e Extra (2012)
Figura 31 - Reportagem O Globo (2012)
41
4.2. O Trânsito no Rio de Janeiro
A cidade do Rio de Janeiro tem uma concentração muito grande de oferta de empregos na
Região do Centro da Cidade e de alguns bairros da zona sul como Copacabana. Por outro
lado, em outras regiões, como é o exemplo da Barra da Tijuca e boa parte da zona oeste a
quantidade de empregos não é suficiente para a população residente, onde condomínios
residenciais imensos tomam grande parte do espaço. Esse é o principal motivo para um
grande fluxo de pessoas todos os dias no trajeto Zona Oeste-Centro.
Figura 32 – Mapa com relevo da cidade e posicionamento das zonas norte (Maracanã e Deodoro), sul (Copacabana) e oeste (Barra). Comparativo entre de população e empregos nas zonas sul e barra - Fonte: COMITÊ DE CANDIDATURA RIO 2016
(2009)
42
Além disso tudo, segundo estimativa do professor de Engenharia de Transportes da
Coppe/UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), Paulo Cezar Ribeiro, a frota de
automóveis no Estado do Rio de Janeiro será quase o dobro da atual até 2020. De acordo com
o Estudo da Evolução da Frota, entre 2016 e 2020, o Rio terá um carro para cada dois
moradores. A pesquisa prevê que a frota de 1,9 milhão de automóveis, que circula atualmente
no Rio, ultrapasse os 3 milhões nos próximos nove anos.
Figura 33 - Crescimento da taxa de automóveis no Brasil - OBSERVATÓRIO DAS METRÓPOLES (2015)
O professor atribui esse crescimento a três principais indicadores: à vontade de ter veículo
próprio, ao interesse do governo federal no comércio de automóveis e ao crescimento da
indústria automobilística no Brasil.
Neste mesmo período, o número de veículos, incluindo carros, motos, caminhões e ônibus,
aumentou 28% na cidade do Rio (Figura 33).
43
Figura 34 - Crescimento da taxa de automóveis no Rio de Janeiro - OBSERVATÓRIO DAS METRÓPOLES (2015)
Com o passar dos anos, a infraestrutura urbana e principalmente os sistemas de transporte da
cidade não conseguiram acompanhar o crescimento populacional e esse crescimento no
número de veículos. A demanda vem aumentando exponencialmente, enquanto a oferta de por
meios de transporte está sempre crescendo mais lentamente.
Para aquela massa trabalhadora da Barra da Tijuca chegar ao seu local de trabalho, a cidade
oferece poucas opções de rotas e a Autoestrada Lago-Barra é extremamente exigida,
responsável por um fluxo diário de aproximadamente 130 mil veículos. Nos horários de pico,
início da manhã e fim da tarde, um verdadeiro caos no trânsito se forma. Congestionamentos
quilométricos passam a fazer parte do dia-a-dia do carioca.
44
4.3. Jogos Olímpicos Rio 2016
No dia 7 de setembro de 2007, a cidade do Rio de Janeiro lançou sua candidatura para sediar
os Jogos Olímpicos e Paralímpicos de 2016, através do envio de cartas de intenção ao Comitê
Olímpico Internacional (COI). Em 2009, a cidade venceu a concorrência com Madri, Tóquio
e Chicago entre os membros do Comitê Olímpico Internacional (COI) na eleição em
Copenhague, na Dinamarca. Era a primeira vez que a América do Sul recebia o evento.
Assim, o Brasil foi sede dos dois maiores eventos do esporte mundial num período de dois
anos, porque também seria palco da Copa do Mundo de Futebol de 2014.
Foi apresentado então, pelo Comitê Olímpico Brasileiro, Governo Federal, Governo Estadual
e Prefeitura da Cidade o Dossiê de Candidatura: documento em que as autoridades, dentre
outras coisas, se comprometeram a fazer investimentos pesados na infraestrutura da cidade e
apresentaram todo um planejamento de controle e eficiência do novo sistema de transportes.
“A estimativa da prefeitura é receber cerca de 450 mil turistas durante os Jogos Olímpicos e
Paralímpicos. Cada uma das quatro principais zonas definidas para as competições – Barra da
Tijuca, na zona oeste; Maracanã e Deodoro, na zona norte; e Copacabana, na zona sul – terá
plano de mobilidade específico, com base na capacidade de assentos e na demanda por
transporte público até os locais de competição.” – AGÊNCIA BRASIL (2016)
“A cidade este ano recebe a expansão do BRT no Lote Zero, ligando a Alvorada até o Jardim
Oceânico, o BRT Transolímpica e um trecho da Transbrasil ligando o Fundão ao centro da
cidade, além da extensão do metrô até a Barra da Tijuca e o Novo Elevado do Joá. Isso vai dar
ao cidadão carioca uma nova rede à sua disposição e pode ter certeza que funcionará nos
45
jogos e funcionará ainda melhor ao fim das Olimpíadas” – PICCIANI, Secretário de
Transportes do Rio de Janeiro (2016).
Figura 35 – Estrutura de transporte entre as zonas com instalações para as Olimpíadas Rio 2016 com destaque para a previsão de via adicional na Autoestrada Lagoa-Barra – Fonte: COMITÊ DE CANDIDATURA RIO 2016 (2009)
46
Para atender toda essa demanda era realmente necessário expandir e melhorar todo o sistema
de transportes da cidade. No eixo zona sul-barra, a Autoestrada Lagoa-Barra, como principal
alternativa para o tranporte privado automotivo, receberia uma demanda muito acima da sua
capacidade. Foi ai que a duplicação do Elevado do Joá passou de apenas um estudo, para uma
promessa à população do Rio de Janeiro e ao Comitê Olímpico Internacional (COI).
Tabela 2 - Rede crítica das vias principais dos Jogos Rio 2016 - Fonte: COMITÊ DE CANDIDATURA RIO 2016 (2009)
5. Soluções Adotadas
Mediante as condições citadas, a Prefeitura adotou as seguintes medidas:
i. Redução do trem-tipo com a interdição da via para veículos pesados.
ii. Redução dos impactos nas juntas de dilatação com a redução da velocidade máxima
permitida na via.
47
iii. Interdição total do elevado de 00:00 até as 05:00 horas.
iv. Instalação de vigas metálicas chumbadas aos pilares, abaixo das longarinas, para aliviar
a solicitação nos dentes Gerber (figura 36).
v. Construção de um Novo Elevado do Joá, ao lado do original e totalmente independente
(capítulo 6).
Figura 36 - Reforço estrutural com vigas metálicas chumbadas ao pilar
Dente Gerber
48
6. O Novo Elevado do Joá
6.1. Características Gerais
Com a ampliação, o Joá ganha duas pistas paralelas às existentes com áreas de acostamento
em caso de emergência. De acordo com o secretário municipal de Transportes da época,
Rafael Picciani, as viagens para a Barra ficariam 60% mais rápidas no período da manhã.
“Agora teremos mais três faixas permanentes, o que dá um acréscimo de mais de 30% de
capacidade viária e certamente reduzirá o trânsito em mais do que isso.”, disse ele. No
período da tarde, a redução pode chegar a 20%, em média. No sentido contrário, para São
Conrado, o tempo de viagem foi reduzido em 10%.
Figura 37 – Locação da obra de ampliação de Ligação Zona Sul-BarraFonte: O Globo (2014)
49
Em dezembro de 2012 os pré-projetos do Novo Elevado do Joá estavam prontos. A obra foi
licitada e a Construtora Norberto Odebrecht ficou responsável por desenvolver os projetos
executivos e fazer a grande obra.
Os custos dos cinco quilômetros das vias foram da ordem de R$457 milhões. Seguindo a
ordem de São Conrado para a Barra (sentido do trânsito nas novas pistas) a obra consistiu nos
seguintes trechos:
i. Alargamento de pistas da Autoestrada Lagoa-Barra em São Conrado
ii. Ponte de acesso ao Emboque do Túnel do Pepino
iii. Túnel do Pepino
Figura 38 - Desemboque do Túnel do Pepino
50
iv. Elevado das Bandeiras
Figura 39 – Início do Elevado das Bandeiras
v. Túnel do Joá
Figura 40 - Emboque do Túnel do Joá
51
vi. Ponte da Joatinga
Figura 41 - Ponte da Joatinga
vii. Alargamento de pistas da Av. Ministro Ivan Lins na Barra da Tijuca
Figura 42 - Terraplanagem para alargamento de pista na Av. Ministro Ivan Lins - Barra da Tijuca
52
viii. Ciclovia do Joá
Figura 43 - Subida da ciclovia da Praia de São Conrado para entrada no Túnel do Pepino
5.2. Condições de Contorno
O Joá, como é chamada a região do maciço da tijuca que fica acima do elevado e dos túneis
(Figura 44) também recebeu uma ocupação muito forte nas últimas décadas, acompanhando o
desenvolvimento econômico da Barra da Tijuca. A estrada que liga São Conrado à Barra da
Tijuca pelo maciço, chamada de Estrada do Joá, é ocupada hoje em dia por dezenas de
condomínios de alto luxo, com mansões de celebridades e de pessoas com grande poder
aquisitivo.
Figura 44 - Região acima do Túnel do Joá e no entorno da Ponte da Joatinga
53
O Novo Elevado foi construído no pequeno espaço entre o elevado antigo e a encosta. Isso fez
com que a obra não sofresse nenhum problema com a variação das marés, pois a água do mar
chega no máximo ao pé dos pilares de fora do elevado antigo.
No entanto, duas dificuldades foram geradas com essa maior proximidade das novas pistas
com a encosta: a necessidade de um trabalho intenso de terraplanagem com grandes cortes e
aterros para possibilitar o acesso e a maior importância da contenção e drenagem das
encostas.
O ambiente extremamente agressivo em relação à concentração de cloretos para o processo de
oxidação das estruturas é basicamente o mesmo, necessitando de uma atenção especial por
parte dos projetistas.
6.3. O Projeto
6.3.1. Estrutura
A obra tem um total de 950m de comprimento, composta por 26 vãos de 36 metros cada e um
vão final de 14 metros de comprimento, totalizando 27 vãos no total, compreendidos entre o
Encontro E1 e o Encontro E2.
O tabuleiro tem 8,60 metros de largura em seção fixa e é composto por 4 vigas protendidas
pré-moldadas em seção I (Figura 47), com altura fixa de 1,67 metros (Figura 45), com
transversinas nos apoios e no meio dos vãos, com lajes e New Jerseys também em estrutura
pré-moldada. O Elevado foi projetado e executado em traçado paralelo ao Elevado existente,
mas sem nenhuma ligação ao mesmo, ou seja, estruturas independentes (Figura 46).
54
Figura 45 – Seção transversal da superestrutura
Figura 46 – Elevado antigo à esquerda e elevado novo, em construção, à direita.
55
Figura 47 – Viga pré-moldadas tipo I com bainhas e cabos de protensão ainda sendo colocados
O Elevado possui também 3 baias, ou recuos, ao longo de sua extensão, compreendidas em 1
vão estrutural, com 36m de comprimento. Nessas baias o tabuleiro é composto por 8 vigas
protendidas pré-moldadas, numa largura total de 16,90 metros.
A mesoestrutura é composta por pilares de seção quadrada vazada, em concreto estrutural in
loco com travessas de seção trapezoidal e comprimento entre 2,50m e 2,90m conforme
traçado geométrico.
A infraestrutura foi projetada em função do terreno que foi constatado na execução da obra.
Em sua maioria foram adotados blocos de coroamento sobre estacas tipo raiz com diâmetro de
50 cm pinadas 6 metros em rocha sã ou 8 metros em rocha alterada (Figura 48). Nos apoios
dos Pilares P6, P8, P9, P10, P11, P12 e P13 foram adotadas fundações diretas tipo sapatas
pinadas em rocha devido ao afloramento rochoso encontrado no local.
56
Figura 48 - Execução de estacas raiz nas fundações do pilar P25.
Tanto a mesoestrutura e infraestrutura moldadas in loco, quanto a superestrutura pré-moldada
foram executadas com concreto estrutural de fck > 40MPa, fator água/cimento < 0,55 e um
consumo mínimo de 360kg de cimento por metro cúbico de concreto estrutural.
A superestrutura composta de vigas e lajes pré-moldadas foi executada com auxilio de treliça
lançadeira (Figura 49) e a união da superestrutura com concreto in loco de alta resistência. A
laje foi unificada em 3 vãos consecutivos e a cada 108 m foi disposta uma junta de dilatação
tipo JEENE JJ 70120CP, para compensar a movimentação da superestrutura. As lajes tem
20cm em sua totalidade.
57
Figura 49 – Lançamento de vigas com treliça lançadeira
As vigas pré-moldadas foram apoiadas em aparelhos de Apoio Mecânicos, sendo adotados 3
tipos de aparelhos de acordo com sua função estrutural, sendo eles: Aparelhos de Apoio
Mecânico tipo Vasoflon Multidirecional, Aparelhos de Apoio Mecânico tipo Vasoflon
Unidirecional e Aparelhos de Apoio Mecânico tipo Vasoflon Fixo.
6.3.2. Pavimentação A PCE Engenharia ficou de elaborar os projetos dos pavimentos das pistas dos seguintes
trechos: Via Paralela São Conrado Barra, nos segmentos Est. 997+13,868 a Est. 1004+4,840;
Est. 1005+15,160 a Est. 1007+5,000 (início do Túnel do Pepino); Est. 1017+10,000 (fim do
Túnel do Pepino) a 1023+7,300 (início do Elevado das Bandeiras); Est. 1070+17,150 (fim do
Elevado das Bandeiras) a Est.1077+14,985 (início do Túnel do Joá); Est. 1098+7,790 (fim do
Túnel do Joá) a Est. 1111+13,277 (início da Ponte da Joatinga); Est. 1137+16,333 (fim da
Ponte da Joatinga) a Est.1145+2,421 (final do muro de contenção do encontro). A Figura 49
mostra o esquema unifilar dos segmentos (trechos) da nova pista.
58
SEGMENTO EM SOLO A SER PAVIMENTADO
Figura 50 – Esquema unifilar dos segmentos (trechos) da nova pista.
Os segmentos são constituídos por trechos assentes em materiais terrosos, em concreto de
cimento (viadutos) e em rocha (túneis), com seus pontos de início e término obtidos a partir
do Projeto Geométrico elaborado pela PCE Engenharia.
Para dimensionar as estruturas de pavimento são necessárias informações sobre as
características dos materiais constituintes do solo natural (subleito), assim como dados do
tráfego (composição dos tipos de veículos e respectivas cargas por eixo) que irão solicitar o
pavimento.
A partir do conhecimento desses fatores é possível dimensionar uma estrutura de pavimento
capaz de absorver os esforços provenientes do tráfego, transmitindo-os para o subleito, de
modo que não ocorra ruptura em nenhum ponto ou que a deformação máxima atenda o limite
previamente fixado, determinando as espessuras das camadas adequadamente.
Para obter esses dados devem-se realizar estudos geotécnicos dos materiais constituintes do
subleito e de ocorrências de materiais (jazidas) que possuam características próprias para
utilização em camadas do pavimento.
No caso do tráfego, os dados foram fornecidos pela Secretaria de Transportes da Prefeitura da
Cidade do Rio de Janeiro.
A PCE recebeu os documentos referentes ao Projeto Executivo de Implantação de Via
Paralela, Túneis e Ciclovia na Auto-Estrada São Conrado – Barra da Tijuca, elaborado pela
empresa PROJCONSULT Engenharia de Projetos Ltda., para elaborar os projetos. No
entanto, não encontrou no documento os dados necessários para o dimensionamento dos
pavimentos. Os documentos disponibilizados foram:
MEMORIAL DESCRITIVO – PC-7570-48367 - Características do Pavimento Existente:
este documento restringe-se a uma breve descrição da situação dos pavimentos existentes.
997+13,868 1004+4,840 1005+15,160 1007+5,000 1017+10 1023+7,30 1070+17,15 1077+14,985 1098+7,790 1111+13,277 1137+16,333 1145+2,421
VIADUTO DO PEPINO TÚNEL DO PEPINO ELEVADO DAS B ANDEIRAS TÚNEL DO JOÁ PONTE DA JOATINGA FINAL MURO DE
CONTENÇÃO DO
1.930,972 m 29,840 m 117,30 m 137,835 m 412,805 m 146,088 m ENCONTRO
59
ESPECIFICAÇÃO TÉCNICA - PC-7570-48366 - Projeto de Pavimentação e Projeto dos
Pavimentos Novos: neste documento encontrou-se apenas recomendação para as ações a
serem tomadas, visando obtenção das informações necessárias aos projetos dos
pavimentos, não apresentando qualquer demonstrativo e/ou memória de cálculo referente
aos dimensionamentos dos pavimentos.
PROJETO EXECUTIVO - Desenhos: os desenhos citado apresentam estruturas
esquemáticas para pavimento restaurado, pavimento novo e para a ciclovia, indicando seus
locais de aplicação. Entretanto, tais desenhos não mostram os tipos de materiais a serem
utilizados para as camadas de base e de sub-base, embora mostrem as espessuras de tais
camadas.
Foi adotado o valor de CBR = 7% do material do subleito para o dimensionamento do
pavimento dos 4 subtrechos.
A partir destes dados, a PCE apresentou uma proposição de estrutura de pavimento referente
ao volume diário de tráfego, como sendo de cerca de 130 mil veículos, dados obtidos da
Secretaria de Transportes da Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro.
Para os materiais empregados nas camadas foram determinadas as características mínimas,
uma vez que não foram fornecidos os dados dos materiais disponíveis para o
dimensionamento da estrutura de pavimento.
6.3.2.1. Camadas de Pavimento
6.3.2.1.1. Sub-base
Camada complementar à base e com as mesmas funções desta, executada sobre o subleito ou
reforço do subleito.
Neste projeto, para a camada de sub-base foi adotada a bica corrida, que é composta por
produtos resultantes de britagem primária de rocha sã, devendo atender os seguintes
requisitos:
60
os agregados utilizados devem ser constituídos por fragmentos duros, limpos e duráveis,
livres de excesso de partículas lamelares ou alongadas, macias ou de fácil desintegração,
assim como de outras substâncias ou contaminações prejudiciais;
desgaste no ensaio de abrasão Los Angeles (NBR NM 51 ou DNER-ME 035/98) inferior a
50%;
equivalente de areia do agregado miúdo (NBR 12052 ou DNER-ME 035/98) superior a
55%;
índice de forma superior a 0,5 e porcentagem de partículas lamelares inferior a 10% (NBR
6954 ou DNER-ME 086/94);
perda no ensaio de durabilidade (DNER ME 089) em cinco ciclos, com solução de sulfato
de sódio, deve ser inferior a 20%, e com sulfato de magnésio inferior a 30%.
A granulometria (NBR NM 248) da bica corrida deve atender aos seguintes requisitos:
a curva granulométrica de projeto bica corrida deve enquadrar-se em uma das faixas
granulométricas especificadas na Tabela 1;
a faixa de trabalho, definida a partir da curva granulométrica de projeto, deve obedecer à
tolerância indicada para cada peneira na Tabela 1, porém sempre respeitando os limites da
faixa granulométrica adotada;
quando ensaiada de acordo com a NBR 9895, na energia modificada, deve apresentar CBR
igual ou superior a 100% e expansão igual ou inferior a 0,5%;
a porcentagem do material que passa na peneira nº 200 não deve ultrapassar 2/3 da
porcentagem que passa na peneira nº 40.
Peneira de Malha Quadrada % em Massa Passando Tolerância
ASTM mm A B
3” 76,2 100 100
2 1/2” 63,5 90 - 100 - ± 7
2” 50,0 - 90 - 100 ± 7
1” 25,0 65 - 90 70 – 100 ± 7
nº 4 4,8 35 – 70 ± 5
nº 10 2,0 - 25 – 55 ± 5
nº 200 0,075 0 - 20 0 - 10 ± 2
Tabela 3 – Faixas Granulométricas (Fonte: DER-SP / ET-DE-P00/010)
61
6.3.2.1.2. Base
Camada destinada a resistir aos esforços verticais oriundos dos veículos, distribuindo-os
adequadamente à camada subjacente, executada sobre a sub-base, reforço do subleito ou
subleito.
Para a confecção da camada de base foi indicada a brita graduada simples, BGS, a qual deve
ser obtida por meio de mistura em usina de produtos de britagem de rocha sã.
Quando submetida ao ensaio de granulometria, conforme DNER-ME 080/94, a mistura deve
apresentar as características indicadas a seguir:
a curva granulométrica de projeto da mistura de agregados deve apresentar granulometria
contínua e se enquadrar-se em uma das faixas granulométricas especificadas na Tabela 2.
a faixa de trabalho, definida a partir da curva granulométrica de projeto, deve obedecer à
tolerância indicada na tabela acima para cada peneira, respeitando, porém, os limites da
faixa granulométrica adotada;
a porcentagem do material que passa na peneira n° 200 não deve ultrapassar 2/3 da
porcentagem que passa na peneira n° 40.
Peneira de Malha Quadrada % em Massa Passando Tolerância
ASTM A B C D
2” 100 100 - - ± 7
1 ½” 90 - 100 - - - ± 7
1” - 82 - 90 100 100 ± 7
¾” 50 - 68 - - - ± 7
3/8” 30 - 46 60 - 75 50 - 85 60 - 100 ± 7
nº 4 20 - 34 45 - 60 35 - 65 50 - 85 ± 5
nº 10 - 32 - 45 25 - 50 40 - 70 ± 5
nº 40 4 - 12 22 - 30 15 - 30 25 - 45 ± 5
nº 200 1 - 4 10 - 15 5 - 15 10 - 20 ± 2 Tabela 4 - faixas granulométricas de BGS (Fonte: DER-SP / ET-DE-P00/008)
Quando submetida aos ensaios da Norma DNER-ME 129/94, na energia indicada no projeto,
adotando-se no mínimo a do Proctor Modificado, e da Norma DNER-ME 049/94, a mistura
deve apresentar Índice Suporte Califórnia, ISC ≥ 100% e Expansão ≤ 0,3%.
A camada de base de brita graduada simples deve ser executada com materiais que atendam
aos seguintes requisitos:
62
os agregados utilizados devem ser constituídos por fragmentos duros, limpos e duráveis,
livres de excesso de partículas lamelares ou alongadas, macias ou de fácil desintegração,
assim como de outras substâncias ou contaminações prejudiciais;
desgaste no ensaio de abrasão Los Angeles (NBR NM 51 ou DNER-ME 035/98) inferior a
50%;
equivalente de areia do agregado miúdo (NBR 12052 ou DNER-ME 035/98) superior a
55%;
índice de forma superior a 0,5 e porcentagem de partículas lamelares inferior a 10% (NBR
6954 ou DNER-ME 086/94);
perda no ensaio de durabilidade (DNER ME 089) em cinco ciclos, com solução de sulfato
de sódio, deve ser inferior a 20%, e com sulfato de magnésio inferior a 30%.
6.3.2.1.3. Camada de Ligação (Binder)
Esta camada foi executada com concreto asfáltico, Faixa A (DNIT 031/05), uma mistura
composta de agregados bem graduados, material de enchimento (filer) e cimento asfáltico,
produzida em usina, espalhada e compactada a quente.
A composição do concreto asfáltico deve satisfazer aos requisitos da Tabela 3 com as
respectivas tolerâncias no que diz respeito à granulometria (DNIT 031/05) e aos percentuais
do ligante asfáltico determinados pelo projeto da mistura e atender as características
específicas apresentadas na Tabela 4.
Peneira de Malha Quadrada % em massa, passando Tolerância, %
ASTM mm A
2” 50,8 100 ± 7 1 ½” 38,1 95 – 100 ± 7
1” 25,4 75 – 100 ± 7 ¾” 19,1 60 – 90 ± 7 ½” 12,7 - ± 7
3/8” 9,5 35 – 65 ± 7 nº 4 4,8 25 – 50 ± 5
nº 10 2,0 20 – 40 ± 5 nº 40 0,42 10 – 30 ± 5 nº 80 0,18 5 – 20 ± 3 nº 200 0,075 1 – 8 ± 2
Asfalto solúvel no CS2 (+) (%) 4,0 – 7,0 ± 0,3
Tabela 5 - Faixa A do concreto asfáltico (DNIT 031/05)
63
Características Método de Ensaio Camada de Ligação (Binder) Percentagem de vazios DNER-ME- 043 4 a 6
Relação Betume/Vazios DNER-ME 043 65 a 72
Estabilidade Mínima (kgf) (75 golpes) DNER-ME 043 500
Resistência à Tração por Compressão Diametral Estática a 25º C, mínima, MPa
DNER-ME 138 0,65
Tabela 6 - Características específicas do concreto asfáltico
6.3.2.1.4. Camada de Revestimento – Capa
A camada de revestimento foi executada com concreto asfáltico com cimento asfáltico
modificado por polímero produzido em usina, espalhado e comprimido a quente.
Os materiais constituintes do concreto asfáltico com asfalto polímero são agregado graúdo,
agregado miúdo, material de enchimento (filer), e cimento asfáltico modificado por polímero
do tipo SBS. O concreto asfáltico com asfalto polímero deve satisfazer aos requisitos exigidos
pela Especificação de Serviço DNER-ES 385/99.
a) Agregado Graúdo
O agregado graúdo deve constituir-se de fragmentos sãos, duráveis, livres de torrões de argila,
substâncias nocivas e apresentar as características seguintes:
Desgaste Los Angeles igual ou inferior a 55% (DNER-ME 035); admitindo-se agregados
com valores maiores, no caso de terem apresentado desempenho satisfatório em utilização
anterior;
Índice de forma superior a 0,5 (DNER-ME 086);
Durabilidade, perda inferior a 12% (DNER-ME 089).
b) Agregado Miúdo
O agregado miúdo deve ser resistente, apresentar moderada angulosidade, estando livres de
torrões de argila e de substâncias nocivas. Deve apresentar equivalente de areia igual ou
superior a 55%. (DNER-ME 054).
c) Material de Enchimento (filer)
Deve ser constituído por materiais minerais finamente divididos, não plásticos, secos e isentos
de grumos, tais como cimento Portland, cal extinta, pó calcário, cinza volante, ou outros, e
que atendam à granulometria da Tabela 5 (DNER-ME 083).
64
Peneira de Malha Quadrada % em peso Passando ABNT mm
nº 40 0,42 100 nº 80 0,18 95 - 100
nº 200 0,075 65 - 100
Tabela 7 - Faixa do Material de Enchimento
d) Composição da Mistura (Faixa C)
A composição do concreto asfáltico com asfalto polímero deve satisfazer os requisitos da
Tabela 6 com as respectivas tolerâncias no que diz respeito à granulometria e aos percentuais
de cimento asfáltico:
Peneira de Malha Quadrada % em Massa
Passando Tolerância
%
ABNT mm C
¾” 19,1 100 ± 7
½” 12,7 85 - 100 ± 7
3/8” 9,5 75 - 100 ± 7
nº 4 4,8 50 - 85 ± 5
nº 10 2,0 30 - 75 ± 5
nº 40 0,42 15 – 40 ± 5
nº 80 0,18 8 - 30 ± 3
nº 200 0,075 5 - 10 ± 2
Ligante Polimerizado solúvel no tricloroetileno (%)
5,0 – 7,5 ± 0,3
Tabela 8 - Faixa C do concreto asfáltico
Foi adotado o Ensaio Marshall (DNER-ME 043) para verificação das condições de vazios,
estabilidade, fluência e resistência da mistura asfáltica de acordo com os valores apresentados
na tabela 7.
Características Camada de Rolamento
Percentagem de vazios 3 a 5
Relação Betume/Vazios 75 a 82
Estabilidade Mínima (kgf) (75 golpes) 500
Fluência, mm 2,0 a 4,5
Resistência à Tração por Compressão Diametral a 25º C, mínima, kgf/cm²
7,0 a 12,0
Tabela 9 - Características do concreto asfáltico
65
e) Execução
Antes de iniciar a construção da camada de concreto asfáltico, a superfície subjacente deve
estar limpa e pintada ou imprimada. Sendo decorridos mais de sete dias entre a execução da
imprimação e a do revestimento, ou no caso de ter havido trânsito sobre a superfície
imprimada, ou, ainda ter sido a imprimação recoberta com areia, pó-de-pedra, deve ser feita
uma pintura de ligação.
A temperatura de aquecimento do asfalto polímero deve ser em função do teor de polímero.
A temperatura conveniente para aquecimento do ligante é de 150°C acrescida de 3°C para
cada 1% de polímero: 150°C + 3°C / 1% polímero. A temperatura máxima deve ser de 180°.
Os agregados devem ser aquecidos a temperatura de 10°C a 15°C, acima da temperatura do
cimento asfáltico e inferior a 183°C.
6.3.2.1.5. Imprimação
Sobre a base devidamente nivelada e isenta de material solto, foi executada a imprimação
empregando asfalto diluído tipo CM-30, sendo que a taxa variou de 0,8 a 1,6 l/m2, conforme
o tipo e a textura da base. Durante a cura, a pista foi mantida fechada a qualquer tipo de
tráfego.
6.3.2.1.6. Pintura de Ligação
A pintura de ligação foi executada sobre a camada asfáltica existente ou sobre a camada
intermediária (binder), previamente varrida, com emulsão asfáltica catiônica tipo RR-1C,
sendo que a taxa de aplicação variou de 0,5 a 0,6 l/m2 dependendo do revestimento a ser
pintado.
6.3.2.1.7 Dimensionamento do Pavimento
No segmento em questão, as características do tráfego são representadas por veículos leves,
alguns ônibus e poucos veículos de carga. Por este motivo, foi considerado um número “N”
igual a 5 x107.
66
O dimensionamento considerou que o material constituinte do subleito deverá possuir um
valor de CBR = 7%, na camada final dos aterros, na espessura mínima de 0,80 m.
Considera-se que haverá boa drenagem e ausência do lençol freático até a profundidade
mínima de 1,50 m.
Conforme definido, o valor adotado para espessura mínima da camada de revestimento (R),
em concreto betuminoso (asfáltico) é de 10 cm. Foi definido que seria dividido o revestimento
em duas camadas, sendo a primeira R1 com 4 cm e a segunda com 7 cm. Nesta 2ª camada
será utilizado um concreto asfáltico de graduação aberta (Binder), totalizando uma capa com
espessura = 11 cm.
N Espessuras Mínimas do Revestimento Betuminoso
N ≤ 106 Tratamentos Superficiais Betuminosos
106 < N ≤ 5 x 10
6 Concreto Betuminoso com 5,0 cm de Espessura
5 x 106< N ≤ 10
7
107 < N ≤ 5 x 10
7
Concreto Betuminoso com 7,5 cm de Espessura
Concreto Betuminoso com 10,0 cm de Espessura
N > 5 x 107 Concreto Betuminoso com 12,5 cm de Espessura
Tabela 10 - Espessuras Mínimas do Revestimento
Os valores dos coeficientes de equivalência estrutural, K tomados para o dimensionamento
foram:
Capa - 4 cm de CBUQ, Faixa C, com asfalto polímero – K = 2,0
Binder – 7 cm de CBUQ, Faixa A – K = 1,7
Base – Brita Graduada Simples – BGS – K = 1,0
Sub-base - Bica Corrida – K = 1,0
Reforço/substituição do subleito – Material granular terroso – K = 0,77
O dimensionamento do pavimento foi elaborado com a utilização do método de
dimensionamento de pavimentos flexíveis (revestimentos asfálticos sobre camadas
granulares) e semi-rígidos (bases cimentadas) do DNER, desenvolvido pelo Eng. Murillo
Lopes de Souza, conforme o trabalho “Design of Flexible Pavements Considering Mixed
Loads and Traffic Volume” de autoria de W.J. Turnbull, C.R. Foster e R.G. Ahlvin, do Corpo
67
de Engenheiros do Exército dos E.E.U.U. e conclusões obtidas na pista experimental da
AASHTO.
O método utiliza-se de um gráfico (Figura 51) que permite determinar a espessura total do
pavimento, em função do Número N e do CBR. A espessura fornecida por este gráfico é em
termos de material com K = 1,00, isto é, em termos de base granular.
Figura 51 - ÁBACO
Pelo método do DNER, determina-se a espessura de cada camada considerando a proteção
necessária à camada imediatamente subsequente, ou seja, a partir de uma espessura de
revestimento adotada, para definir H20 (espessura de base + revestimento) é verificada a
necessidade de proteção à camada de sub-base. Para definir Hn (espessura de sub-base +
espessura de base + revestimento) é verificada a necessidade de proteção à camada de reforço
do subleito. Por fim, para definir Hm (espessura total) é verificada a necessidade de proteção
ao subleito. A Figura 51 ilustra uma estrutura de pavimento com as respectivas camadas.
68
SUBLEITO CBR = m
Figura 52 - Simbologia das camadas do pavimento flexível.
Uma primeira consideração a ser efetuada é a de que o método admite que o material de sub-
base possua um CBR acima de 20%, mas de qualquer modo a espessura do pavimento acima
desta camada, necessária para protegê-la, é determinada como se o valor fosse igual a 20%.
Assim sendo, se o material utilizado para reforço do subleito apresentar um valor de CBR
acima deste limite, não há sentido em se diferenciar as camadas de sub-base e reforço de
subleito como camadas separadas, pois ambas se comportarão para o dimensionamento como
se possuíssem CBR = 20%. No caso do subleito apresentar material com CBR ≥ 20% não há
necessidade de camada de sub-base.
Uma vez determinadas as espessuras, Hm, Hn, H20, pelo ábaco da Figura 50, R1 e R2 por
determinação da Projetista, as espessuras de base (B), sub-base (h20) e reforço do subleito
(hn), são obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações:
R1KR + R2KR + BKB ≥ H20
R1KR + R2KR + BKB + h20KS ≥ Hn
R1KR + R2KR + BKB + h20KS + hn KRef ≥ Hm
A Figura 53 apresenta a estrutura do pavimento flexível determinada no dimensionamento de
pavimento.
R R
B
Hn
Hm
hn
REFORÇO DO SUBLEITO CBR = n
SUB-BASE CBR = 20
BASE CBR ≥ 80
REVESTIMENTO
69
Figura 53 - Seção de pavimento flexível adotada
6.3.3. Contenções de Encosta
Em apoio ao Elevado e acompanhando toda a extensão da obra, foram executadas também
várias obras de contenção da encosta compreendendo basicamente Cortinas Atirantadas e
Contra Fortes Ancorados onde se encontram formações rochosas, Muros de Arrimo e de Peso
para contenção dos aterros, Telas Metálicas de Alto Impacto para contenção de blocos de
rocha soltos, Muretas Chumbadas acima das cortinas e Solos Grampeados nos taludes em solo
que sofreram corte ou com inclinação elevada.
Na ordem de São Conrado para a Barra da Tijuca, as contenções foram feitas da seguinte
forma por trecho.
6.3.3.1. São Conrado/ Emboque do Pepino
Abaixo da cota de greide, nos dois encontros da ponte de São Conrado, foram executadas
cortinas atirantadas. A segunda cortina é emendada em um bloco de concreto ciclópico que
sustenta o aterro de emboque do túnel.
70
Acima do greide, parte de uma cortina já existente foi cortada junto com seu talude para a
passagem das novas pistas. Essa cortina foi refeita, dessa vez com extensão muito maior e em
2 andares divididos por uma berma.
Figura 54 - Cortina atirantada no Emboque do Túnel do Pepino
6.3.3.2. Túneis
No emboque e desemboque de cada túnel, acima da viga portal, foram instaladas barreiras
metálicas de alto impacto para contenção de possíveis blocos de rochas vindos do maciço em
direção às pistas. Já dentro dos túneis, todo o teto e paredes foram contidos com
grampeamento.
71
Figura 55 – Instalação das barreiras de impacto com telas metálicas ancoradas em rocha, no emboque do Túnel do Pepino
6.3.3.3. Desemboque do Pepino
No desemboque do Túnel do Pepino, foi feita uma grande malha de solo grampeado com
concreto projetado e drenagem por DHPs (dreno hidráulico profundo) (figura 51). Enquanto
a contenção do aterro até o encontro E01 ficou por conta de um muro de peso conforme figura
52.
72
Figura 56 – Execução de solo grampeado com concreto projetado no talude do desemboque do Túnel de Pepino
Figura 57 – Muro de peso no encontro E01, como contenção para o aterro de início do elevado.
6.3.3.4. Elevado das Bandeiras
A malha de solo grampeado se estende do desemboque do pepino até o eixo do encontro E01
e do eixo 02 até o eixo 07, lembrando que a distância entre um eixo e outro é de
aproximadamente 36 metros. Do eixo 08 até o eixo 13, foram feitas cortinas atirantadas para
73
proteção de cada pilar conforme figura 53. Acima de cada cortina foi chumbada também uma
mureta de concreto armado.
Figura 58 – Execução de fundação com sapata pinada em rocha, protegida por cortina atirantada e mureta chumbada, no eixo 09.
Do eixo 14 até o eixo 27, foram feias varias malhas de solo grampeado com concreto
projetado com ilustrado na figura 59. Sendo interrompidos nos eixos 16 e 17, onde cortinas
atirantadas de proteção ao pilar, semelhantes às anteriores, foram executadas.
74
Figura 59 – Solo grampeado e com concreto projetado, em frente ao pilar P16
6.3.3.5. Emboque do Joá
Após o Encontro E2 foi executada uma estrutura mista de contenção em apoio aos últimos
100m do traçado do Elevado. Essa estrutura foi composta de 5m de muro em concreto
ciclópico não armado, 12m de Muro de Arrimo em seção L, 59m de Muro atirantado com
contra fortes e 15m em Muro de Peso.
6.3.3.6. Desemboque do Joá
No desemboque do Túnel do Joá foi feita a maior cortina atirantada da obra conforme a figura
60 ilustra a seguir, ainda em fase de construção.
75
Figura 60 - Cortina atirantada do desemboque do Joá
6.3.4. Desmonte de Rocha As escavações para os novos túneis do Pepino e do Joá foram feitas por detonações que
duraram cerca seis meses de obra. De janeiro a julho de 2015, duas explosões diárias (exceto
aos domingos e feriados) aconteciam às 14h horas e às 21h45min, com a interdição do
Elevado do Joá antigo por 30 minutos. A galeria superior do elevado, sentido Barra da Tijuca,
só era reaberta ao tráfego às 5h do dia seguinte. Já a galeria inferior reabria às 22h15m, com
uma faixa reversível. As detonações eram feitas simultaneamente nos dois túneis.
76
Figura 61 - Início das detonações no Túnel do Pepino
Em seguida, os trabalhos de desmonte da rocha foram feitos parte externa dos túneis através
de rompedores hidráulicos e máquinas de corte a fio diamantado. As máquinas de corte a fio
diamantado recortava a rocha em fatias triangulares conforme figura 61, para que, em
seguida, essa fatia fosse desmontada em blocos menores através dos rompedores hidráulicos.
Figura 62 - Desmonte de Rocha a fio diamantado no emboque do Túnel do Joá
77
Além do serviço nos túneis, os desmontes também eram intensos nas fundações pinadas em
rocha. Era necessário se fazer o desmonte até a cota de assentamento dos blocos por projeto.
Essa cota era definida a partir do grau da resistência da rocha no local e de suas fraturas.
Figura 63 - Desmonte de rocha para assentamento do bloco B08
78
6.4. Problemas Apresentados
6.4.1. Abalos à Vizinhança
As detonações feitas para abertura dos túneis do Pepino e do Joá, geraram vibrações e
movimentações de terra acima do maciço e nos arredores da obra.
Já prevendo a possibilidade de geração de danos aos vizinhos, a Construtora Norberto
Odebrecht se empenhou em fazer vistorias prévias à obra em todas as residências de seu
entorno. Essas residências foram fotografadas e acompanhadas durante as detonações e no
período seguinte. Foram cerca de 350 residências vistoriadas e mais de 50 apresentaram
problemas provenientes das vibrações, onde a construtora foi obrigada a arcar com todo o
prejuízo gerado em cada uma.
Mais um agravante era o altíssimo valor dessas residências que, como falado anteriormente,
pertencem à alta classe da sociedade. As grandes mansões dispõem de vistas espetaculares
para o encontro do mar com as montanhas do Rio de Janeiro, além de, em sua maioria,
grandes piscinas, áreas de lazer, peças de decoração sofisticadas, pisos caros e por vezes até
raros e extintos no mercado. Algumas das residências ainda estavam sendo alugadas para
pessoas importantes que viriam para os Jogos Olímpicos Rio 2016, o que trazia a necessidade
de reformas rápidas.
79
Figura 64 - Emboque do Túnel do Pepino e casa de luxo de famoso diretor da Tv Globo.
Em alguns casos, a empresa conseguiu entrar em acordo com o morador para ressarcimento
em forma de pagamento em dinheiro. Mas, na maioria das vezes, obras tiveram que ser feitas
para consertar e devolver a residência nas mesmas condições encontradas anteriormente.
As obras e indenizações feitas totalizaram algo em torno de 2 milhões de reais de custo para a
construtora. Sem contar algumas poucas que ficaram a cargo a justiça resolver o que será
feito, devido ao desentendimento entre as partes.
O pior caso, com certeza, foi o da figura 65. Pertencente ao famoso Diretor das Organizações
Globo Wolf Maia, a casa se localiza no emboque do Túnel do Pepino e parte da cortina
atirantada já existente anteriormente em sua base teve que ser demolida para o alargamento
das pistas. Uma nova cortina estaqueada em dois andares foi instalada conforme a antiga era
desconectada, mas mesmo com todos os cuidados tomados a casa sofreu grandes recalques e
teve que ser parcialmente demolida para posteriormente ser reconstruída com novas
fundações.
80
Figura 65 – Rachaduras indicativas de grandes recalques na casa pertencente ao diretor da Tv Globo.
81
6.4.2. Asfalto e Drenagem
Menos de duas semanas após a inauguração do elevado, todos os jornais da cidade noticiavam
grandes falhas no asfalto e até grandes buracos começaram a aparecer. Os maiores deles
(figura 66), no desemboque do Túnel do Pepino, tiveram que ser tampados emergencialmente
com chapas de aço (figura 67) para evitar acidentes.
Figura 66 - Buraco no asfalto no desemboque do Túnel do Pepino (O GLOBO, 2016).
Figura 67 - Chapas de aço no asfalto para proteger os veículos dos buracos formados (O GLOBO, 2016).
82
As investigações iniciais apontaram para a falta de controle tecnológico na execução do
asfalto usinado à quente. A temperatura e a granulometria não eram devidamente medidas e
controladas na hora de sua dosagem e lançamento. Isso era suficiente para explicar o aspecto
esfarelado do asfalto, que evidenciava a desagregação dos seus componentes.
Figura 68 – Estado do asfalto em trecho do Túnel do Joá (O GLOBO, 2016).
No entanto, os buracos, mesmo depois de reparados, voltavam a descolar do solo e com esse
aspecto borrachudo (Figura 69) evidenciavam a presença de água vinda das camadas
inferiores do aterro.
83
Figura 69 – Asfalto de reparo com aspecto úmido e desagregado (O GLOBO, 2016).
Abriu-se então um buraco em uma das pistas, durante a madrugada (figura 70) para se ver o
estado das camadas inferiores. Há menos de um metro e meio de profundidade foi encontrada
uma quantidade muito grande de água, que gerava uma subpressão nas camadas de
pavimentação além de deixar o solo completamente saturado.
Figura 70 - Verificação de camadas de aterro e pavimentação através de abertura do solo com máquina escavadeira (O GLOBO, 2016).
84
Analisando agora apenas a área mais crítica do problema, o desemboque do Túnel do Pepino,
podemos analisar no croquis apresentado na figura 71 as obras feitas neste trecho.
Figura 71 - Croquis de corte transversal no desemboque do Túnel do Pepino
Em ordem de execução, foram feitos:
i. Detonações para abertura do túnel.
ii. O corte da rocha com fio diamantado para passagem da pista.
iii. Corte em solo no talude, também para passagem da pista.
iv. Contenção de encosta com solo grampeado coberto por concreto projetado.
v. DHPs (dreno hidráulico profundo) a cada 2 metros.
vi. Canaletas de drenagem.
vii. Aterro e primeiras camadas de pavimentação.
viii. Barreiras de impacto para contenção de blocos de rocha.
ix. Camada final de pavimentação com concreto asfáltico
85
Um problema foi observado durante a execução das barreiras de impacto (Figura 72), quando
ao se injetar calda de cimento para a ancoragem das suas fundações, os DHPs (dreno
hidráulico profundo) foram entupidos pela calda que desceu pelos vazios do solo. A drenagem
profunda da encosta, em um trecho de aproximadamente 40 metros, ficou comprometida. Isso
facilitou um maior fluxo de água na direção das camadas de aterro da pista, gerando
subpressão na base de asfalto aplicado.
Figura 72 - Projeto básico das barreiras de impacto do Elevado do Joá
A solução para os problemas foi a troca de todo o asfalto da obra: de São Conrado, do
elevado, dos túneis, dos aterros e também na Ponte da Joatinga. No desemboque do Túnel do
Pepino, foi ainda trocada e aumentada a granulometria da camada drenante do aterro para que
a água não se acumulasse mais no local.
86
7. Comparação Entre os Projetos
O Elevado antigo teve como principal dificuldade a agressividade do ambiente na oxidação de
sua estrutura. Cobrimentos pequenos, escolhas por estruturas com pouca ou nenhuma
acessibilidade para manutenção e negligência na execução foram fundamentais para os
problemas apresentados, mas a sua maior proximidade do mar e o maior tempo de exposição
(já são quase 50 anos) também devem ser levados em conta.
Este também tem uma estrutura muito mais robusta, com dois andares de pistas e tabuleiros
mais largos.
Já o Elevado novo, mais próximo da encosta do que do mar, teve como principais dificuldades
as contenções, drenagem, cortes e aterros na encosta para acesso de trabalhadores e passagem
da estrutura. Neste, ainda não foram identificados problemas com corrosão.
Além das pistas em um único andar de tabuleiro, as tecnologias atuais permitiram estruturas
muito mais leves e de fácil acesso para manutenção. Isso ainda permitiu que a obra fosse feita
com menos riscos aos trabalhadores, que sofreram menos acidentes de trabalho.
8. Considerações Finais
É sabido que, para a sua época, a obra era muito desafiadora e utilizou de tecnologias novas e
até inéditas.
87
A maioria dos problemas no Elevado antigo se deu principalmente pela negligência dos
projetistas, executores e órgãos fiscalizadores quanto ao risco de deterioração que a obra corre
por se situar na beira do mar. Além disso, vários acidentes, inclusive com óbitos, durante a
obra e a falta de manutenção nos anos seguintes evidenciam ainda mais esse despreparo.
No Elevado novo, essa negligência voltou a aparecer com a falta de controle tecnológico na
execução do asfalto usinado a quente. Causando um retrabalho imenso, custos elevados e uma
mancha na imagem na empresa.
Em ambas as situações, as autoridades tinham pressa para terminar a obra. Em 1970, o
elevado foi inaugurado dois anos antes do fim completo de suas obras, antes mesmo da
conclusão do segundo tabuleiro de pistas, para que a cerimônia ocorresse antes das eleições da
época. Já em 2016, a pressa era devido ao compromisso com os Jogos Olímpicos Rio 2016,
quando o prefeito precisava inaugurar as obras olímpicas (todas atrasadas) para ganhar a
confiança do Comitê Olímpico Internacional, da população carioca e dos turistas.
Isso só nos mostra a importância do planejamento e do controle de qualidade na construção
civil. Os anos passam, a tecnologia aumenta, mas ainda assim nada consegue substituir um
bom planejamento, pensando em cada condição de contorno da obra como fator fundamental
para o seu sucesso ao final, e um controle de qualidade rigoroso para execução dos projetos da
maneira exata como eles foram pensados.
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9. Propostas Para Novos Trabalhos
i. Estudo sobre os métodos construtivos dos Elevados do Joá Antigo e Novo de acordo
com as tecnologias disponíveis em seu tempo.
ii. Novo projeto estrutural para o Antigo Elevado do Joá mitigando os problemas
encontrados durante seus quase 50 anos de funcionamento.
iii. Propostas de mitigação para as vibrações nas residências do entorno da obra do Novo
Elevado do Joá provenientes às detonações nos seus túneis.
iv. Estudo sobre o real impacto do Novo Elevado do Joá para o transito do Rio de Janeiro.
10. Referências Bibliográficas
BATISTA, E. M. ; MIRANDA, L. M. Integridade e Segurança Estrutural do Viaduto do Joá.
Apresentado em 04/12/2012 em palestra no Clube de Engenharia do Rio de Janeiro.
MELO, U. A.; SCHNEIDER, J.; SOUZA, F. R. Souza; GODINHO, L. L.; BERBEITO, T. T.
Recuperação Estrutural do Elevado do Joá – X Seminário Docomomo Brasil de Arquitetura
Moderna Internacional – Curitiba, 10/2013.
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<http://diariodorio.com/historia-do-elevado-do-joa/>. Publicado em 11/2015. Acesso em
10/2017.
89
BARRAZINE. Disponível em <https://www.barrazine.com.br/2013/05/barra-tijuca-historia-
do-bairro/>.
AGÊNCIA BRASIL. Disponível em <http://agenciabrasil.ebc.com.br/geral/noticia/2016-
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01/2016. Acesso em 11/2017.
COMITÊ DE CANDIDATURA RIO 2016. Dossiê de candidatura do Rio de Janeiro a sede
dos Jogos Olímpicos e Paraolímpicos de 2016. Publicado em 2009. Disponível em
<http://www.apo.gov.br/>.
OBSERVATÓRIO DAS METRÓPOLES. Estudo da motorização individual no Brasil –
Relatório 2015. Publicado em 2016.
GOOGLE MAPS. Fotos de satélite. Disponível em: <https://www.google.com.br/maps/>
Acesso em 11/2017.
GEORIO - FUNDAÇÃO INSTITUTO DE GEOTECNIA; CONTRUTORA NORBERTO
ODEBRECHT; SEPE - SOCIEDADE DE ESTUDOS E PROJETOS DE ENGENHARIA.
Projeto executivo de engenharia para no elevado do joá – manual de operação e manutenção,
2016.
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GEORIO - FUNDAÇÃO INSTITUTO DE GEOTECNIA; CONTRUTORA NORBERTO
ODEBRECHT; PCE. Projeto executivo de engenharia para no elevado do joá – memoria de
cálculo de pavimentação, 2016.
O GLOBO. Assim como no novo Joá, moradores da Barra sofrem com buracos. Disponível
em: https://oglobo.globo.com/rio/assim-como-no-novo-joa-moradores-da-barra-sofrem-com-
buracos-19468885. Acesso em 11/2017.
O GLOBO. Buracos no novo elevado teriam sido causados por infiltração. Disponível em :
<http://g1.globo.com/rio-de-janeiro/noticia/2016/06/buracos-no-novo-elevado-do-joa-teriam-
sido-causados-por-infiltracao.html>. Acesso em 11/2017
EXTRA. Elevado do Joá: terminam as detonações para expansão. Disponível em:
<https://extra.globo.com/noticias/rio/elevado-do-joa-detonacoes-para-expansao-terminam-
16753626.html. >. Publicado em 2015. Acesso em 2017.
