Pavimentos flexiveiserigidos lucasadada

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Pavimentos flexiveiserigidos lucasadada

  1. 1. 1 PROGRAMA DE INTEGRAÇÃO E CAPACITAÇÃO – DER/2008 Lucas Bach Adada TÓPICOS DE PROJETO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS E DE CIMENTO PORTLAND
  2. 2. 2 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Contexto do Projeto de Pavimentação em relação aos demais projetos FASE DE PROJETO Geométrico Terraplenagem PAVIMENTAÇÃO Drenagem e O.A.C. Obras de Arte Especial Obras Complementares Desapropriação Ambiental Orçamento
  3. 3. 3 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Projeto de um Pavimento PROJETAR um pavimento (infra-estrutura viária) significa determinar a combinação de materiais, espessuras e posição das camadas constituintes que seja a mais econômica, dentre todas as alternativas viáveis que atendam aos requisitos funcionais especificados.
  4. 4. 4 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Fatores que Devem ser Levados em Conta,para um Projeto Completo e Eficaz
  5. 5. 5 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise Econômica Custos no ciclo de vida de um pavimento ( ) ( ) ( )∑= −− + + + += PP i PPi i r PPCR r CC CICCV 1 11 11 Custo Tempo CI CCi CR CI = Custo Inicial ou de construção do pavimento novo; CCi = Custo de conservação no ano “i”; CR(PP)= Custo de restauração, ao final do período de projeto (PP); r = Taxa de oportunidade do capital (%ao ano).
  6. 6. 6 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Projeto de um Pavimento O projeto de um pavimento compreende, portanto, os seguintes componentes: •Dimensionamento estrutural: onde a seção do pavimento é proporcionada de modo a que seja capaz de resistir aos efeitos deteriorantes das cargas do tráfego; •Projeto de Drenagem: onde os dispositivos necessários à retirada de água livre de infiltração ou percolação são especificados e dimensionados; •Especificação de materiais de construção: incluindo processos construtivos e procedimentos para o controle tecnológico e de qualidade.
  7. 7. 7 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento PAVIMENTO = SISTEMA INTEMPÉRIES Base Revestimento Subbase Subleito (solo de fundação) Infiltração de águas CARGAS DO TRÁFEGO
  8. 8. 8 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland PAVIMENTO Segundo a NBR- 7207/82 Da ABNT “É uma estrutura construída após a terraplenagem, destinada, econômica e simultaneamente, em seu conjunto, a: Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos; Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança;e Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornado mais durável a superfície de rolamento” Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento
  9. 9. 9 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento PAVIMENTO É A SUPERESTRUTURA DE RODOVIAS, AEROPORTOS, PÁTIOS E VIAS URBANAS •Constituída por uma ESTRUTURA EM CAMADAS de espessuras finitas; e •Assentes sobre o SUBLEITO (semi-espaço infinito)
  10. 10. 10 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento COM AS FUNÇÕES DE: (1)Resistir os esforços das CARGAS TRÁFEGO; (2) Transmitir ao SUBLEITO tensões compatíveis com sua CAPACIDADE DE SUPORTE; e (3) Permitir o tráfego SEGURO CONFORTÁVEL e ECONÔMICO DE VEÍCULOS (ao transporte de passageiros e de bens de produção).
  11. 11. 11 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento AGENTES responsáveis pela degradação dos Pavimentos •EXTERNOS = Cargas do Tráfego + Intempéries •INTERNOS = Concepção e/ou projeto inadequado + má execução
  12. 12. 12 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS Segundo Huang •Flexíveis ou pavimentos asfálticos; •Rígidos ou pavimentos de concreto;e •Pavimentos Compostos ou “overlays”. Mais comum •Flexíveis •Rígidos;e •Semi-Rígidos.
  13. 13. 13 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 1 Talude de Aterro 2 Terreno Natural 3 Contenção Lateral 4 Material selecionado ou Reforço do Subleito 5 Superfície do acostamento 6 Subbase 7 Base 8 Revestimento 9 Placa de Concreto 10 Talude ou Saia de Subbase 11 Talude de corte 12 Base do Acostamento 13 Declividade Transversal do Pavimento 14 Subleito ou Superfície de Regularização 15 Solo de Fundação (Subleito) 16 Estrutura do Pavimento 17 Declividade do Acostamento 18 Faixas de Tráfego 19 Acostamento 20 Plataforma da Rodovia 21 Plataforma de Terraplenagem Pavimentos Flexíveis Pavimentos Rígidos SEÇÃO TRANSVERSAL
  14. 14. 14 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Pavimentos Flexíveis São aqueles em que as deformações, até um certo limite, não levam ao rompimento. São dimensionados normalmente a compressão e a tração na flexão, provocada pelo aparecimento das bacias de deformação sob as rodas de veículos, que levam a estrutura a deformações permanentes, e ao rompimento por fadiga.
  15. 15. 15 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Estrutura dos Pavimentos Flexíveis FLEXÍVEIS SUB-BASE BASE REVESTIMENTO REFORÇO DO SUBLEITO SUBLEITO
  16. 16. 16 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Revestimento •Camada destinada a resistir diretamente as ações do tráfego •Impermeabilizar o pavimento •Melhorar as condições de rolamento •Transmitir de forma atenuada, as ações do tráfego às camadas inferiores. conforto segurança
  17. 17. 17 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Revestimentos Flexíveis •Por Calçamento •Betuminosos Alvenaria poliédrica Paralelepípedos Pedra Madeira Betume Cimento Cerâmica Borracha •Por penetração •Por mistura Tratamentos superficiais betuminosos Macadames betuminosos Na usina Na estrada
  18. 18. 18 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Na usina Pré-misturado de graduação tipo macadame; Pré-misturado de graduação tipo aberta; Pré-misturado de graduação tipo densa; Areia-Betume; e Concreto betuminoso (“sheet asphalt”) Na estrada Road-Mix de graduação tipo macadame Road-Mix de graduação tipo aberta Road-Mix de graduação tipo densa; e Areia-Betume Revestimentos Flexíveis Betuminosos por Mistura
  19. 19. 19 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Base • Camada destinada a resistir às ações dos veículos e a transmití-las, de forma conveniente, ao subleito Subbase • Camada complementar à base, com as mesmas funções desta e executada quando, por razões de ordem econômica,for conveniente reduzir a espessura da base
  20. 20. 20 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível GRANULARES ESTABILIZADAS •Macadame hidráulico •Macadame seco •Materiais •Naturais •Solo-brita •Brita corrida •Brita graduada •Por correção granulométrica •Com cal •Com cimento •Solo cimento •Solo melhorado com cimento •Com betume •Solo betume •Bases betuminosas diversas •Solo cal •Solo melhorado com cal BASES E SUB-BASES FLEXIVEIS E SEMI-RIGIDAS
  21. 21. 21 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Reforço do Subleito •Camada necessária, no caso de pavimentos muito espessos, executada com o objetivo de reduzir a espessura da própria subbase. Regularização do Subleito •Camada de espessura variável (cortes ou aterros menores ou iguais a 20cm); •Executada para preparar e receber o pavimento. Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível
  22. 22. 22 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland PAVIMENTO RÍGIDO Placa de Concreto Revestimento Base Evitar o bombeamento do subleito Subbase REFORÇO DO SUBLEITO BASE E REVESTIMENTO SUB-BASE SUBLEITO São aqueles pouco deformáveis, constituídos principalmente de concreto de cimento Portland, rompem por tração na flexão, quando sujeitos a deformações.
  23. 23. 23 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland SUBBASES • Concretos Magros • C.C.R. • Granulares REVESTIMENTOS RÍGIDOS • Concreto de cimento • Macadame Cimentado • Paralelepípedos Rejuntados com cimento
  24. 24. 24 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Pavimentos Semi-Rígidos Caracterizam-se por uma base cimentada quimicamente, como por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica. REFORÇO DO SUBLEITO SUB-BASE GRANULAR REVESTIMENTO BASE CIMENTADA SUBLEITO
  25. 25. 25 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Pavimentos Invertidos (semi-rígido) Caracterizam-se por serem constituídos de revestimento, base granular não tratada de brita graduada simples e sub-base de material granular tratado com cimento. REFORÇO DO SUBLEITO REVESTIMENTO BASE GRANULAR SUB-BASE CIMENTADA SUBLEITO
  26. 26. 26 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Comparação entre os Tipos de Estruturas de Pavimentos REFORÇO DO SUBLEITO BASE E REVESTIMENTO REFORÇO DO SUBLEITO SUB-BASE GRANULAR REFORÇO DO SUBLEITO FLEXÍVEIS SUB-BASE BASE REVESTIMENTO SUBLEITO SEMI-RÍGIDOS REVESTIMENTO BASE CIMENTADA SUBLEITO REFORÇO DO SUBLEITO REVESTIMENTO BASE GRANULAR SUB-BASE CIMENTADA SUBLEITO INVERTIDOSRÍGIDOS SUB-BASE SUBLEITO
  27. 27. 27 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise das Tensões, deformações e deslocamentos nos Pavimentos Flexíveis Carga por eixo Raio circular de contato Pressão do pneu σσσσt ; εεεεt Camada asfáltica Base h2 Subbase h3 Subleito h1 σσσσv ; εεεεv
  28. 28. 28 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) PAVIMENTO FLEXÍVEL Método DNER 66/96 Design of Flexible Pavements Considering Mixed Loads and Traffic Volume Conclusões obtidas na pista Experimentos da AASHTO. Autores: W.J. Turnbull, C.R. Foster e R.G. Ahlvim (U.S.A.C.E.)
  29. 29. 29 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) •Coeficientes de Equivalência estrutural (k) obtidos na Pista Experimental da AASHTO. •CBR (ensaio preconizado pelo DNER) •Número Equivalente (N) de Operações da USACE EMBASAMENTO DO MÉTODO •Subleito •Materiais constituintes do pavimento, ou •Corpos de prova indeformados
  30. 30. 30 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) QUANTO AOS MATERIAIS DO SUBLEITO •Valem as especificações gerais, recomendando-se que G.C. ≥≥≥≥ 100% •e ≤ 2% •CBR ≥ 2%
  31. 31. 31 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) QUANTO AOS MATERIAIS EMPREGADOS NO PAVIMENTO (Idem às do subleito acrescidas de) a)Materiais para reforço do subleito b)Materiais para sub-base c) Materiais para base •CBRRS > CBRSL •e ≤≤≤≤ 1% (sobrecarga de 10 lbs) •CBR ≥≥≥≥ 20% •IG = 0 •e ≤≤≤≤ 1% (sobrecarga de 10 lbs) •CBR ≥≥≥≥ 80% •e ≤≤≤≤ 0,5% (sobrecarga de 10 lbs) •LL ≤≤≤≤ 25% •IP ≤≤≤≤ 6%
  32. 32. 32 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) QUANTO AOS MATERIAIS EMPREGADOS NO PAVIMENTO (Idem às do subleito acrescidas de) d)Observações: LL > 25% e/ou IP>6% o material pode ser Empregado em BASE (satisfeitas as demais condições) e desde que o E.A. > 30. e)Granulometria dos Materiais para base granular Faixas: A e D (tabela de granulometria) Faixas: E e F N ≤≤≤≤ 5.106 e CBRBG ≥≥≥≥ 60%
  33. 33. 33 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) GRANULOMETRIA (% em peso passando) ITipos II Peneiras B C D E FA 2” 1” NO4 3/8” NO10 NO40 NO200 100 100 100 100 100 100 55-100 70-100 55-100 30-65 25-55 15-40 8-20 2-8 75-90 40-75 30-60 20-45 15-30 5-15 50-85 35-65 25-50 60-100 50-85 40-70 40-100 15-30 25-45 20-50 30-70 5-15 10-25 6-20 8-25
  34. 34. 34 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) OBSERVAÇÕES: A fração que passa na peneira no200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa na peneira no40. (b)A fração graúda deve apresentar um desgaste Los Angeles ≤≤≤≤ 50; Aceitando-se valores de desgaste maior, desde que haja EXPERIÊNCIA NO USO DO MATERIAL. (c) Para materiais LATERÍTICOS, as “Experiências Gerais” fixarão valores para expansão índices de consistência, granulometria e durabilidade da fração graúda.
  35. 35. 35 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) ESPESSURA MÍNIMA DE REVESTIMENTO: A fixação da espessura mínima a adotar para os REVESTIMENTOS BETUMINOSOS é um dos pontos ainda em aberto na ENGENHARIA RODOVIARIA, quer se trate de proteger a camada de base dos esforços impostos pelo tráfego, quer se trate de evitar a ruptura do próprio revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As espessuras a seguir recomendadas, visam, especialmente, proteger as BASES de comportamento puramente granular e são ditadas pelo que tem observado.
  36. 36. 36 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) Concreto Betuminoso com 12,5cm de espessura N> 5x107 Concreto Betuminoso com 10,0cm de espessura 107<N≤≤≤≤5x107 Concreto Betuminoso com 7,5cm de espessura 5x106 <N≤≤≤≤ 107 Revestimentos Betuminosos com 5,0cm de espessura 106<N≤≤≤≤5x106 Tratamentos Superficiais BetuminososN≤≤≤≤106 ESPESSURA MÍNIMA DE REVESTIMENTO BETUMINOSO N OBS.: No caso de adoção de tratamentos superficiais, as bases granulares devem possuir alguma coesão, pelo menos aparentes,seja devido à capilaridade ou a entrosamento de partículas.
  37. 37. 37 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) PROCESSO DE DIMENSIONAMENTO DOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS 1) Em função do número de operações do eixo de 8,2t e do I.S.C. ou C.B.R. (fig. 43) determina-se a espessura do pavimento em centímetros e em termos de material granular (k=1) ou pelo uso das equações: H=77,67. N0,0482 . ISC-0,598 ou H=9,02+(0,23logN+0,05) [(7011/CBR)- 234,33]1/2 2)Com a utilização da figura 44(ou equações acima) e figura 43, determinar Hm, Hn e H2O e R pela tabela de espessura mínima de revestimento betuminoso. 3) Observar que na fig. 44, Hm por exemplo, designa a espessura total do pavimento necessário para proteger um material com CBR ou IS = CBR ou IS = m e assim sucessivamente para os demais materiais e CBR’s e IS’s(n e 20) 4) Designa-se hn a espessura da camada do pavimento com CBR ou IS = n.
  38. 38. 38 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT)-Ábaco de Dimensionamento (Fig.43)
  39. 39. 39 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 5) OBSERVAÇÕES: a) Mesmo que o CBR ou IS da sub-base seja superior a 20, a espessura do pavimento, necessário para protegê-la é determinada como se fosse 20 e, por esta razão, usam-se sempre os símbolos,H20 e h20 para designar as espessuras de pavimento em termos de material granular e a espessura de sub-base respectivamente. b) No caso de ocorrência de materiais no subleito com CBR ou IS inferior a 2, é sempre preferível fazer a substituição, na espessura de,pelo menos, 1m, por material com CBR ou IS superior a 2. c) A espessura de camadas granulares mínima é de 10cm (preferencialmente 12cm). d) Supõe-se, sempre que há uma drenagem superficial adequada e que há lençol de água subterrâneo e que foi rebaixado a, pelo menos, 1,50m em relação ao greide de regularização. e) Os símbolos B e R designam, respectivamente, as espessuras efetivas de base e de revestimento. f) Se para um determinado “N” requerer tratamento superficial betuminoso, utilizar no dimensionamento R=0 (zero). MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
  40. 40. 40 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland MÉTODO DO DNER (atual DNIT) 6) Uma vez determinadas as espessuras das camadas Hm, Hn e H20, pelo gráfico da fig. 43 ou pelas equações; determina- se R pela tabela apresentada, as Espessuras de base(B), sub- base (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações: R . kR + B. kB ≥≥≥≥H20 ; R . kR + B. kB + h20. k20 ≥≥≥≥Hn ; e R . kR + B . kB + h20 .k20 + hn. kn ≥≥≥≥Hm
  41. 41. 41 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT) Para o dimensionamento do pavimento de uma rodovia classe II, com velocidade diretriz de 70km/h foram realizados estudos de tráfego e geotécnicos. Nos estudos de tráfego foram determinados o número de solicitações (operações) do eixo padrão de 8,2 tf para a AASHTO e para o USACE, respectivamente, iguais a 1,0 x107 e 4 x 107 . Para os estudos geotécnicos foram sondados e selecionados materiais das Jazidas A e B para possível utilização como reforço do subleito. Os ensaios da Jazida A apresentaram ISC = 10% e kREF=0,80, enquanto, o material da Jazida B apresentou ISC= 13% e kREF=1,00. Dimensionar o pavimento e desenhar o perfil do pavimento, sabendo-se que: a) O método de dimensionamento a utilizar é do DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem para pavimentos flexíveis; b) A relação entre a espessura de material granular em centímetros (H), número de operações do eixo de 8,2t (N) e o Índice de Suporte Califórnia (ISC) em valor absoluto são expressos pela relação (obs.: expressão do ábaco): H=77,67. N0,0482 . ISC-0,598 c) O subleito apresenta ISC=6%; d) Dispõe-se de materiais granulares para a sub-base e base. O material da sub-base apresenta ISC= 35% e o da base ISC superior a 80%, sendo que os coeficientes de equivalência estrutural da sub-base e base são iguais a 1 ( um ); e) Utilizar concreto betuminoso como material de revestimento; f) Caso a espessura da sub-base calculada anteriormente seja maior que 20cm, redimensionar o pavimento utilizando uma camada de reforço do subleito com o material de uma das jazidas estudadas de maneira a manter as considerações dos itens anteriores e obter a estrutura de pavimento mais econômica; g) Admitir que as jazidas tenham o mesmo custo do material e mesma distância de transporte; h) Arredondar os valores das espessuras efetivas para números múltiplos de 0,5 cm .
  42. 42. 42 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT) Dados: 7 104 ×=USACEN ; Utilizar CBUQ como revestimento 0,2=⇒ rk ; %6=mCBR ; Caso se tenha reforço )20( 20 cmh > utilizar a jazida B(ISCn=13% e kn=1,0); ISC20=20%; k20=kB=1,0. a) Cálculo de R Vai a Tabela de espessuras mínimasde revestimento e com cmRN 0,104 =⇒10×= 7 b) Cálculo de Hm ( ) cmHmHmHm 0,6285,616)104(67,77 598,00482,07 ≅∴=∴×××= − c) Cálculo de H20 ( ) ( ) cmHHH 5,301,3020107 467,77 2020 598,00482,0 20 ≅∴=∴×××= − d) Como inicialmente só se dispõe de sub-base e base 0=⇒ nh e) Cálculo da espessura da Base (B) cmBBHkBkR BR 5,105,30121020 ≥∴≥×=×∴≥×+× f) Cálculo da espessura da Sub- Base (h20) cmcmhh HkhkhkBkR mnnBR 205,31620115,10210 2020 2020 >≥∴≥+×+×+×∴ ≥×+×+×+× Portanto: Redimensionar utilizando a jazidaB reforço. SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1:
  43. 43. 43 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT) SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1: g) cmHm 5,62= h) Cálculo de Hn: Para o pavimento mais econômico utiliza-se jazida B (ISCn=13% e kn=1,0) ( ) ( ) cmHH nn 0,391310467,77 598,00482,07 ≅∴×××= − i) Cálculo de h20 cmhcmcmh hHkhkBkR nBR 0,10105,8 0,39115,10210 2020 202020 =∴<≥∴ ≥×+×+×∴≥×+×+× j) Cálculo da espessura (hn) do reforço cmh hHkhkhkBkR n nmnnBR 5,21 62111015,102102020 ≥∴ ≥×+×+×+×∴≥×+×+×+× k) Perfil do Parimento: Base de BG SUb-Base de Material Granular Reforço do Subleito com solo estabilizado CBUQ
  44. 44. 44 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Definição: Pavimentos de Concreto de cimento Portland ou também denominados de Rígidos são os constituídos por placas de concreto de cimento Portland interligados por juntas e assentes sobre o solo de fundação ou sub- base intermediária e com rigidez à flexão.
  45. 45. 45 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland HISTÓRICO
  46. 46. 46 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland 1º PAVIMENTO DE CONCRETO COURTHOUSE SQUARE, EM 1893 + de 100 anos - Court Avenue - Main Street - Columbus Avenne - Opera Street Cidade de Bellefontaine - EUA Construtor: Willian T. G. Snyder
  47. 47. 47 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland HISTÓRICO, LOCAIS DE APLICAÇÃO NO BRASIL,CURITIBA E RMC
  48. 48. 48 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Av. Edson Passos - Rio de Janeiro (RJ) Mais de 1/2 século
  49. 49. 49 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Praia de Boa Viagem - Recife (PE) Mais de 50 anos
  50. 50. 50 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Rod. Itaipava-Teresópolis Mais de 70 anos
  51. 51. 51 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Rodovia dos Imigrantes (SP) 25 anos
  52. 52. 52 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Marginais Rodovia Castello Branco (SP) 2001
  53. 53. 53 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Lote 2 Rua Fernando Moreira CANALETA LESTE-OESTE
  54. 54. 54 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Lote 4 Av Affonso Camargo CANALETA LESTE-OESTE
  55. 55. 55 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland PAVIMENTO RÍGIDO COMPANHIA DE CIMENTO ITAMBÉ- CAMPO LARGO ACESSO A FÁBRICA DA ITAMBÉ Concreto Simples - 24 cm 1997
  56. 56. 56 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland HR GRANDE ÁREA DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA PEQUENA PRESSÃO NA FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO HF GRANDE PRESSÃO NA FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO PEQUENA ÁREA DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA RÍGIDOS FLEXÍVEIS COMPARAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA ENTRE PAVIMENTOS EQUIVALENTES
  57. 57. 57 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Os pavimentos de concreto podem ser classificados em vários tipos, diferenciando-se entre si no processo construtivo, no projeto e principalmente, na concepção funcional. TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS:
  58. 58. 58 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland 3a4metros 4 a 6 metros 4 a 6 metros Planta hCorte Tipos principais de pavimentos rígidos P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (S.B.T.)
  59. 59. 59 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Tipos principais de pavimentos rígidos Barras de transferência h Planta Corte 4 a 7 metros 4 a 7 metros 3a4metros P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (C.B.T.)
  60. 60. 60 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Tipos principais de pavimentos rígidos Armadura 5 cm Barras de transferência P.C.R. = Pavimentos de Concreto Reforçados com Armadura Distribuída Contínua (A.D.C.)
  61. 61. 61 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Tipos principais de pavimentos rígidos Corte Planta . . .. .. . . . ... .. . . . . . .. . .. . . . .. . P.C.R. = Pavimentos de Concreto Estruturalmente armados (P.C.E.A.)
  62. 62. 62 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Tipos principais de pavimentos rígidos Pavimentos de Concreto Protendido (P.C.P.)
  63. 63. 63 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( Portland Cement Association) : Ensaio de placa Dimensionamento de pavimentos rígidos
  64. 64. 64 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Dimensionamento de pavimentos rígidos Ensaios relativamente caros e que demandam muito tempo Utilizam-se correlações entre CBR e k DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( Portland Cement Association) :
  65. 65. 65 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Dimensionamento de pavimentos rígidos Correlações entre CBR e k : Ou ainda: Valores tabelados pela PCA CORRELAÇÃO K X CBR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 k (kgf/cm2/cm) CBR k = 2,0791Ln(CBR) + 0,6138 R2 = 0,9971
  66. 66. 66 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland ASPECTO SUPERFICIAL DE PAVIMENTO DE CONCRETO SEM JUNTAS Planta Fissuras transversais de contração Fissura longitudinal devida ao empenamento restringido Fissuras transversais adicionais devidas ao empenamento restringido Análise de tensões nos pavimentos de concreto (rígidos)
  67. 67. 67 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Junta de Articulação ;e Junta de Construção. TIPOS DE JUNTAS LONGITUDINAIS: Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
  68. 68. 68 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) Selante h 0,6 1,2 OBS: cotas em cm h/4 + 1,5 JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE LIGAÇÃO:
  69. 69. 69 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE LIGAÇÃO: Selante 0,6 1,2 OBS: cotas em cm Barra de ligação h/4 +1,5 h/2 h/2
  70. 70. 70 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA COM BARRAS DE LIGAÇÃO: hh Selante 0,6 1,2 0,1h 0,1h OBS: cotas em cm 0,4h 0,4h 0,05h 0,05h Barra de ligação
  71. 71. 71 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA SEM BARRAS DE LIGAÇÃO: h Selante 0,6 0,2h 0,1h OBS: cotas em cm 0,4h 0,4h 1,2
  72. 72. 72 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) BARRAS DE LIGAÇÃO (Juntas Longitudinais): As barras de ligação são dispostas transversalmente e ao longo da junta longitudinal e servem para manter unidas as faixas de tráfego principalmente nas curvas, bem como para assegurar a transferência das cargas na junta longitudinal. Na figura abaixo mostra-se um exemplo de pavimento com duas faixas de tráfego com problema de separação das faixas de tráfego.
  73. 73. 73 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) •Junta de retração; •Junta de retração com barras de transferência;e •Juntas de construção. TIPOS DE JUNTAS TRANSVERSAIS:
  74. 74. 74 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE TRANSFERÊNCIA: h Detalhe A OBS: cotas em cm h/4
  75. 75. 75 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA: OBS: cotas em cm h Detalhe A 0,5lb 0,5lb 0,5h 0,5h Barra de transferência (com sua metade mais 2 cm pintada e engraxada) h/4
  76. 76. 76 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) BARRAS DE TRANSFERÊNCIA: São utilizadas ao longo das juntas transversais para transmitir as cargas de uma placa para outra. As tensões e deflexões nas juntas transversais são muito menores quando as cargas são transferidas para as duas placas, ao invés de em uma única placa. A transmissão de cargas se realiza pelo conjunto de barras distribuídas ao longo da junta transversal e a deflexão de um lado da junta é igual a do outro lado e se diz que a eficiência da junta é de 100%, conforme figura abaixo:
  77. 77. 77 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) ( )Ε = + 2 100 d d d x ' ' % d = deslocamento vertical do lado carregado da junta;e d’= idem, do lado descarregado da junta
  78. 78. 78 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) EjA=(Du/Dl)x100 Du=Deflexão próxima a junta no lado descarregado;e Dl=Deflexão próxima a junta no lado carregado. EFICIÊNCIA (EjA) DA JUNTA TRANSVERSAL - Critério da AASHTO:
  79. 79. 79 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) 0 – 20Nula 21 – 89Parcial 90 – 100Completa E ou EjA(%)Transferência de Carga (TC) CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DA EFICIÊNCIA OU TRANSFERÊNCIA (TC) DE CARGA:
  80. 80. 80 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) BARRAS DE TRANSFERÊNCIA: O uso de barras de transferência minimiza degraus entre as placas e o bombeamento, os quais são considerados na determinação da espessura das placas no método de dimensionamento da PCA. O dimensionamento das barras de transferência é realizado segundo experiências da PCA e são em função da espessura da placa, conforme recomendações a seguir: Bitola, comprimento e espaçamento de barras de transferência (aço CA-25) (Fonte: PCA) Espessura da Placa (cm) até 17,0 17,5 a 22,0 22,5 a 30,0 > 30,0 300 300 300 300 Bitola (ΦΦΦΦ) Comprimento (mm) 20 25 32 40 460 460 460 460 Espaçamento (mm)
  81. 81. 81 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO PLANEJADA DE TOPO COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA: Detalhe A Barra de transferência h/2 h/2
  82. 82. 82 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) Selante 2 OBS: cotas em cm 0,6 1,2 h0,1h 0,4h 0,4h 0,05h 0,05h Barra de ligação JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO DE EMERGÊNCIA:
  83. 83. 83 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE EXPANSÃO: h Material compreensível Barra de transferência h/2 OBS: cotas em cm h/2 Capuz de material duro
  84. 84. 84 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) Estrutura isopor ou similar 1 a 2,5 1 a 2,5 h OBS: cotas em cm Selante JUNTA LATERAL DE EXPANSÃO:
  85. 85. 85 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) 1. DIMINUEM Tensões e deformações nas placas de concreto; Pressões e consolidação na fundação;e Manutenção. 2. AUMENTAM Durabilidade;e Conforto e segurança de rolamento. SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA:
  86. 86. 86 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) •Placas curtas; •Barras de transferência;e •Sub-base estabilizada com cimento. SISTEMAS ARTIFICIAIS DE MELHORIA DA EFICIÊNCIA DE JUNTAS:
  87. 87. 87 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) 5 10 Selante 0,25h OBS: cotas em mm Corpo de apoio FF=5/10=0,5
  88. 88. 88 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos) MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Portland Cement Association PCAPCA 19841984 American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO 1993AASHTO 1993 AASHTO (suplemento 1998)AASHTO (suplemento 1998)
  89. 89. 89 Tópicos de projeto de pavimentos asfáltico e de cimento Portland Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos) FIM! Muito obrigado pela paciência!

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