fbpx 260711774397346
Engenharia

Obras Rodoviárias – Pavimentação

By 25 de fevereiro de 2019 No Comments

1. Introdução

Pavimento de uma rodovia é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço considerado teoricamente como infinito – a infraestrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito. Destina-se econômica e simultaneamente em seu conjunto, a:

  • Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais oriundos do tráfego;
  • Melhorar as condições de rolamento quanto à segurança e conforto;
  • Resistir aos esforços horizontais (desgaste), tornando mais durável a superfície de rolamento.

 

Elementos do Pavimento

Seção Transversal do Pavimento

  • Subleito – é o terreno de fundação do pavimento.
  • Leito – é a superfície obtida pela terraplenagem ou obra-de-arte e conformada ao seu greide e perfis transversais;
  • Greide do leito – é o perfil do eixo longitudinal do leito;
  • Regularização – é a camada posta sobre o leito, destinada a conformá-lo transversal e longitudinalmente de acordo com as especificações;
  • Reforço do subleito – é uma camada de espessura constante, posta por circunstâncias técnico-econômicas, acima da de regularização, com características geotécnicas inferiores ao material usado na camada que lhe for superior, porém melhores que o material do subleito;
  • Sub-base – é a camada complementar à base, quando por circunstâncias técnico-econômicas não for aconselhável construir a base diretamente sobre regularização;
  • Base – é a camada destinada a resistir e distribuir os esforços verticais oriundos do tráfego e sobre a qual se constrói o revestimento;
  • Revestimento – é a camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do rolamento dos veículos e destinada a melhorá-la, quanto à comodidade e segurança e a resistir ao desgaste e aos esforços horizontais. Também chamada de capa de rolamento.

 

Classificação dos Pavimentos

  • Flexível – aquele em que todas as camadas sofrem deformação elástica significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas. Exemplo típico: pavimento constituído por uma base de brita (brita     graduada,macadame) ou por uma base de solo pedregulhoso, revestida por uma camada asfáltica;
  • Semirrígido – caracteriza-se por uma base cimentada por algum     aglutinante com propriedades cimentícias como, por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica;
  • Rígido – aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às camadas inferiores e, portanto, absorve praticamente todas as tensões provenientes     do carregamento aplicado. Exemplo típico:     pavimento constituído por lajes de concreto de cimento Portland.

 

Comparativo das tensões sofridas por pavimentos flexíveis e rígidos

 

2. Subleito

O subleito deve ser estudado e considerado até a profundidade onde atuam, de forma significativa, as cargas impostas pelo tráfego. Em termos práticos, tal profundidade deve situar-se numa faixa de 0,60 m a 1,50 m.

 

Regularização

A regularização não constitui, propriamente uma camada de pavimento, sendo, a rigor, uma operação que pode ser reduzida    em corte do leito implantado ou em sobreposição a este, de camada com espessura variável.

Condições

A regularização deve ser executada prévia e isoladamente da construção de outra camada do pavimento.

Cortes e aterros com espessuras superiores a 20 cm devem ser executados previamente à execução da regularização do subleito. Cortes e aterros até 20 cm são compreendidos pela própria regularização.

Não deve ser permitida a execução dos serviços de regularização em dias de chuva.

Os materiais empregados na regularização do subleito devem ser preferencialmente os do próprio. Em caso de substituição ou adição de material, estes devem ser provenientes de ocorrências de materiais indicadas no projeto e apresentar as mesmas características dos materiais exigidos para o corpo final dos aterros: a melhor capacidade de suporte e expansão ≤ 2%. Devem ainda possuir partículas com diâmetro inferior a 76 mm (3 polegadas).

São indicados os seguintes tipos de equipamento para a execução de regularização: motoniveladora pesada com escarificador, carro tanque distribuidor de água, rolos compactadores autopropulsados tipos pé-de-carneiro, liso-vibratórios e pneumáticos, grades de discos, arados de discos e tratores de pneus e pulvi-misturador.

Equipamentos utilizados na regularização

Após a execução de cortes, aterros e adição do material necessário para atingir o greide de projeto, deve-se proceder à escarificação geral na profundidade de 20 cm, seguida de pulverização, umedecimento ou secagem, compactação e acabamento.

Controle

O controle de materiais é feito mediante:

  • Ensaios de caracterização e de compactação do material espalhado na pista, em locais escolhidos aleatoriamente para cada 200m de pista ou por jornada diária de trabalho. A frequência pode ser reduzida para uma amostra por segmento de 400 m de extensão, no caso de materiais homogêneos.
  • Ensaios de Índice de Suporte Califórnia (ISC) e Expansão, para o material coletado na pista, a cada 400m em locais escolhidos aleatoriamente, onde foram retiradas amostras para o ensaio de compactação. A frequência destes ensaios pode ser reduzida, para uma amostra a cada 800m de extensão, no caso de materiais homogêneos.

O controle da execução é feito mediante:

  • Ensaio de umidade higroscópica do material, imediatamente antes da compactação, para cada 100m de pista a ser compactada, com tolerância admitida de ±2% em relação à umidade ótima.
  • Ensaio de massa específica aparente seca in situ em locais escolhidos aleatoriamente, não se admitindo grau de compactação inferior a 100% em relação à massa específica aparente seca máxima obtida em laboratório

O controle da geometria admite as seguintes tolerâncias:

  • ± 10 cm, quanto à largura da plataforma;
  • até 20%, em excesso, para a flecha de abaulamento, não se tolerando falta;
  • ± 3 cm em relação às cotas do greide do projeto.

A medição deve ser feita de acordo com os critérios estabelecidos no Edital de Licitação dos serviços ou, na falta destes critérios, de acordo com o seguinte: a regularização do subleito deve ser medida em metros quadrados e incluir custos de mão-obra, materiais, transporte, equipamentos e encargos; não devem ser considerados quantitativos de serviço superiores aos indicados no projeto; nenhuma medição deve ser processada se a ela não estiver anexado um relatório de controle da qualidade.

 

Reforço

O reforço do subleito é primeira camada, constante, e serve para melhorar suas qualidades e regularizar a espessura da sub-base. É estabilizada granulometricamente, executada sobre o subleito devidamente compactado e regularizado, utilizada quando se torna necessário reduzir espessuras elevadas da camada de sub-base, originadas pela baixa capacidade de suporte do subleito. É característica de pavimentos flexíveis, sendo em geral dispensada para pavimentos rígidos.

Estabilização granulométrica é o processo de melhoria da capacidade resistente de materiais in natura ou mistura de materiais, mediante emprego de energia de compactação adequada, de forma a se obter um produto final com propriedades adequadas de estabilidade e durabilidade.

Condições

Não deve ser permitida a execução dos serviços de regularização em dias de chuva.

Os materiais empregados no reforço devem apresentar as mesmas características dos materiais exigidos para o corpo final dos aterros: a melhor capacidade de suporte e expansão ≤ 2%. Devem ainda ser constituídos de solos ou misturas de solos de qualidade superior à do subleito e ter expansão ≤ 1%.

Para o reforço são indicados os mesmos tipos de equipamento indicados no preparo do subleito: motoniveladora pesada com escarificador, carro tanque distribuidor de água, rolos compactadores autopropulsados tipos pé-de-carneiro, liso-vibratórios e pneumáticos, grades de discos, arados de discos e tratores de pneus e pulvi-misturador.

A execução do reforço do subleito compreende as operações de mistura e pulverização, umedecimento ou secagem dos materiais na pista, seguidas de espalhamento, compactação e acabamento, realizadas na pista devidamente preparada, na largura desejada e nas quantidades que permitam, após a compactação, atingir a espessura projetada.

Quando houver necessidade de executar camada de reforço com espessura final superior a 20 cm, estas devem ser subdivididas em camadas parciais. A espessura mínima de qualquer camada de reforço deve ser de 10 cm, após a compactação.

 

Controle

Os controles são quase idênticos àqueles do subleito. As diferenças foram pintadas de azul.

O controle de materiais é feito mediante:

  • Ensaios de caracterização e de compactação (energia Proctor Intermediário ou Modificado) do material espalhado na pista, em locais escolhidos aleatoriamente para cada 200 m de pista ou por jornada diária de trabalho. A frequência pode ser reduzida para uma amostra por segmento de 400 m de extensão, no caso de materiais homogêneos.
  • Ensaios de Índice de Suporte Califórnia (ISC) e Expansão, para o material coletado na pista, a cada 400m em locais escolhidos aleatoriamente, onde foram retiradas amostras para o ensaio de compactação. A frequência destes ensaios pode ser reduzida, para uma amostra a cada 800m de extensão, no caso de materiais homogêneos.

O controle da execução é feito mediante:

  • Ensaio de umidade higroscópica do material, imediatamente antes da compactação, para cada 100m de pista a ser compactada, com tolerância admitida de ±2% em relação à umidade ótima.
  • Ensaio de massa específica aparente seca in situ em locais escolhidos aleatoriamente, não se admitindo grau de compactação inferior a 100% em relação à massa específica aparente seca máxima obtida em laboratório

O controle da geometria admite as seguintes tolerâncias:

  • ± 10 cm, quanto à largura da plataforma;
  • até 20%, em excesso, para a flecha de abaulamento, não se tolerando falta;
  • ± 10% em relação à espessura indicada no projeto.

A medição deve ser feita de acordo com os critérios estabelecidos no Edital de Licitação dos serviços ou, na falta destes critérios, de acordo com o seguinte: o reforço do subleito deve ser medido em metros cúbicos e incluir custos de mão-obra, materiais, transporte, equipamentos e encargos; não devem ser considerados quantitativos de serviço superiores aos indicados no projeto; nenhuma medição deve ser processada se a ela não estiver anexado um relatório de controle da qualidade.

 

3. Pavimentos Flexíveis e Semi-rígidos

Bases e Sub-bases

As bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas podem ser classificadas nos seguintes tipos:

Bases e sub-bases flexíveis e semi-rígidas

Estabilização granulométrica são as camadas constituídas por solos, britas de rochas, de escória de alto forno, ou ainda, pela mistura desses materiais. Estas camadas, puramente granulares, são sempre flexíveis e são estabilizadas granulometricamente pela compactação de um material ou de mistura de materiais que apresentam uma granulometria apropriada e índices geotécnicos específicos.

Quando esses materiais ocorrem em jazidas, com designações tais como “cascalhos”, “saibros”, etc., tem-se o caso de utilização de “materiais naturais” (solo in natura). Muitas vezes, esses materiais devem sofrer beneficiamento prévio, como britagem e peneiramento, com vista ao enquadramento nas especificações.

Quando se utiliza uma mistura de material natural e pedra britada tem-se as sub-bases e bases de solo-brita. Quando se utiliza exclusivamente produtos de britagem tem-se as sub-bases e bases de brita graduada ou de brita corrida.

Macadame Hidráulico consiste de uma camada de brita de graduação aberta de tipo especial (ou brita tipo macadame), que, após compressão, tem os vazios preenchidos pelo material de enchimento, constituído por finos de britagem (pó de pedra) ou mesmo por solos de granulometria e plasticidade apropriadas; a penetração do material de enchimento é promovida pelo espalhamento na superfície, seguido de varredura, compressão (sem ou com vibração) e irrigação, no caso de macadame hidráulico. O macadame seco ou macadame a seco, ao dispensar a irrigação, além de simplificar o processo de construção evita o encharcamento, sempre indesejável, do subleito.

Bases e sub-bases estabilizadas (com aditivos) têm quase todas, processos tecnológicos e construtivos semelhantes às granulares por estabilização granulométrica, diferente apenas em alguns detalhes.

Solo-cimento é uma mistura devidamente compactada de solo, cimento Portland água;     a mistura solo-cimento deve satisfazer a certos requisitos de densidade, durabilidade e resistência, dando como resultado um material duro, cimentado, de acentuada rigidez à flexão. O teor de cimento adotado usualmente é da ordem de 6% a 10%.

Solo Melhorado com Cimento é obtido mediante a adição de pequenos teores de cimento (2% a 4%), visando primordialmente à modificação do solo no que se refere à sua plasticidade e sensibilidade à água, sem cimentação acentuada, são consideradas flexíveis.

Solo-cal é uma mistura de solo, cal e água e, às vezes, cinza volante, uma pozolona artificial. O teor de cal mais frequente é de 5% a 6%, e o processo de estabilização ocorre:

  • por modificação do solo, no que refere à sua plasticidade e sensibilidade à água;
  • por carbonatação, que é uma cimentação fraca;
  • por pozolanização, que é uma cimentação forte.

Quando, pelo teor de cal usado, pela natureza do solo ou pelo uso da cinza volante, predominam os dois últimos efeitos mencionados, tem-se as misturas solo-cal, consideradas semi-rígidas.

Solo-betume é uma mistura de solo, água e material betuminoso. Trata-se de uma mistura considerada flexível.

Bases betuminosas diversas possuem as técnicas construtivas e os materiais empregados idênticos àqueles dos revestimentos betuminosos.

 

Bases e Sub-bases estabilizadas granulometricamente

Condições

Os materiais constituintes das sub-bases e bases estabilizadas granulometricamente são solos, mistura de solos, ou mistura de solos e materiais britados.

Para as camadas de sub-base, os materiais, quando submetidos aos ensaios de caracterização, devem possuir Índice de Grupo igual a zero, e a fração retida na peneira n° 10 no ensaio de granulometria deve ser constituída de partículas duras, isentas de fragmentos moles, material orgânico ou outras substâncias prejudiciais.

Para as camadas de base, os materiais, quando submetidos aos ensaios de caracterização, além das exigências citadas anteriormente para os materiais de sub-base, deverão ter:

  • Composição granulométrica dentro dos limites impostos pela norma;
  • A fração que passa na peneira n° 40 deve apresentar limite de liquidez inferior ou igual a 25%, e índice de plasticidade inferior ou igual a 6%; quando esses limites forem ultrapassados, o equivalente de areia deve ser maior que 30%;
  • A porcentagem do material que passa na peneira n° 200 não deve ultrapassar 2/3 da porcentagem que passa na peneira n° 40.

Os materiais de sub-base devem possuir um índice CBR ≥ 20% e expansão ≤ 1%, na Energia Proctor Intermediário ou Modificado.

Os materiais de base devem possuir um índice CBR ≥ 60% para N≤ 5 x 106 e CBR ≥ 80% para N > 5 x 106, além de expansão ≤ 0,5%, na Energia Proctor Modificado.

Os equipamentos indicados para a execução da sub-base e base são a motoniveladora, caminhão tanque, rolos compactadores, grade de discos rebocado por trator de pneus, usina de solos ou misturadores.

A execução da sub-base e base compreende as operações de mistura e pulverização, umedecimento ou secagem dos materiais em central de mistura ou na pista, seguidas de espalhamento, compactação e acabamento, realizadas na pista devidamente preparada, na largura desejada, nas quantidades que permitam, após a compactação, atingir a espessura projetada.

No caso de utilização de misturas de materiais devem ser obedecidos os seguintes procedimentos:

Mistura prévia – Deve ser executada preferencialmente em centrais de mistura próprias para este fim. Caso as quantidades a serem executadas não justifiquem a instalação de central de mistura, a mesma pode ser feita com pá-carregadeira. Após a mistura prévia, o material é transportado, por meio de caminhões basculantes, depositando-se sobre a pista em montes adequadamente espaçados, seguindo-se do espalhamento pela ação da motoniveladora.

Mistura na pista – A mistura na pista somente pode ser procedida quando na mesma for utilizado material da pista existente, ou quando as quantidades a serem executadas não justificarem a instalação de central de mistura.

Compactação – A espessura da camada compactada não deve ser inferior a 10 cm nem superior a 20 cm. A compactação deve evoluir longitudinalmente, iniciando-se pelas bordas. Nos trechos em tangente, a compactação deve prosseguir das duas bordas para o centro, em percursos equidistantes da linha base, o eixo. Os percursos ou passadas do equipamento utilizado devem distar entre si de forma tal que, em cada percurso, seja coberta metade da faixa coberta no percurso anterior. Nos trechos em curva, havendo superelevação, a compactação deve progredir da borda mais baixa para a mais alta, com percursos análogos aos descritos para os trechos em tangente.

Nas partes inacessíveis aos rolos compactadores, a compactação deve ser executada com rolos vibratórios portáteis ou sapos mecânicos. Por fim, vale destacar que sub-base estabilizada     granulometricamente não deve ser submetida à ação do tráfego.

 

Controle

O controle de materiais é realizado mediante:

  • 1 ensaio de caracterização, 1 ensaio de compactação (energia Proctor Intermediário ou Modificado) a cada 200m de pista ou por jornada de trabalho. Em segmentos homogêneos, esse intervalo poderá ser de 400m. Para a camada de base exige-se, ainda, 1 ensaio de equivalente de areia;
  • 1 ensaio de ISC e expansão a cada 400m por meio das amostras retiradas para a realização dos ensaios de caracterização e compactação. Em segmentos homogêneos, esse intervalo poderá ser de 800m.

O controle da execução é realizado mediante:

  • Ensaio de umidade imediatamente antes da compactação, a cada 100m de pista a ser compactada. A tolerância dessa umidade deve ser de ±2% em relação à umidade ótima do material;
  • Ensaio de massa específica aparente seca in situ para cada 100m de pista, por camada. Com esse ensaio pode-se verificar o grau de compactação dessa camada, não devem apresentar um grau inferior a 100% em relação à massa específica aparente seca máxima obtida em laboratório.

O controle da geometria admite as seguintes tolerâncias:

  • ± 10 cm, quanto à largura da plataforma;
  • até 20%, em excesso, para a flecha de abaulamento, não se tolerando falta;
  • ± 10% em relação à espessura indicada no projeto.

A medição deve ser feita de acordo com os critérios estabelecidos no Edital de Licitação dos serviços ou, na falta destes critérios, de acordo com o seguinte: a sub-base deve ser medida em metros cúbicos e incluir custos de mão-obra, materiais, transporte, equipamentos e encargos; não devem ser considerados quantitativos de serviço superiores aos indicados no projeto; nenhuma medição deve ser processada se a ela não estiver anexado um relatório de controle da qualidade.

 

Bases e Sub-bases melhorados com cimento

O solo melhorado com cimento é definido como um material proveniente de mistura de solo, cimento e água em proporções previamente determinadas por processo próprio de dosagem em laboratório, de forma a apresentar determinadas características de resistência e durabilidade. Os teores usuais de cimento situam-se na faixa de 2 a 4%, em peso, em relação ao total da mistura.

Condições

Os materiais constituintes das sub-bases e bases de solo melhorado com cimento devem apresentar as seguintes características:

Sub-base:

  • Porcentagem passando na peneira nº 200 ≤ 50%;
  • IP ≤ 18%;
  • LL ≤ 40%;
  • 60% das partículas inferiores a 4,8 mm (peneira nº4).

Base:

  • Composição granulométrica enquadrada em uma das faixas constantes da norma;
  • A fração que passa na peneira n° 40 deve apresentar limite de liquidez igual ou inferior a 40% e índice de plasticidade igual ou inferior a 18%;
  • O agregado retido na peneira n° 10 deve ser constituído de partículas duras e duráveis, isento de fragmentos moles, alongados ou achatados, de matéria vegetal ou outra substância prejudicial;
  • 60% das partículas inferiores a 4,8 mm (peneira nº4).

A mistura projetada de solo, cimento e água deve satisfazer as seguintes características:

Sub-base

  • IG = 0;
  • ISC ≥ 30% (Proctor Intermediário);
  • Expansão ≤ 1%

Base

  • LL ≤ 25%;
  • IP ≤ 6%;
  • ISC ≥ 80% (Proctor Modificado);
  • Expansão ≤ 0,5%

São indicados os seguintes equipamentos: motoniveladora, misturador ou usina de solo-cimento, caminhão tanque, rolos compactadores.

A execução do solo melhorado pode ser realizada de duas formas: com mistura prévia em central própria (usina de solos), ou então misturada na pista.

O solo empregado na mistura, na central, deve sofrer um processo de pulverização, exigindo-se que, no mínimo, 60% em peso do material esteja reduzido a partículas de diâmetro inferior a 4,8 mm (peneira n° 4).

Todas as operações necessárias ao preparo da mistura final devem ser realizadas na central, restando apenas o transporte da mistura já pronta para a pista, onde deve ser enleirada, deixada curar por 72 horas, espalhada, umedecida e homogeneizada com as devidas precauções, e de modo que, após a compactação, apresente espessura, greide longitudinal e seção transversal indicados no projeto.

No caso de utilização do solo do próprio subleito ou de solos selecionados com mistura na pista, devem ser obedecidas as seguintes fases de execução:a) Preparo da faixa; b) Pulverização e homogeneização do solo local ou de empréstimo; c) Distribuição de cimento; d) Preparo da mistura de solo e cimento utilizando o equipamento de pulverização e homogeneização; e) Umedecimento, enleiramento e cura por 72 horas.

A espessura da camada compactada não deve ser inferior a 10 cm nem superior a 20 cm. Quando houver necessidade de se executar camadas de sub-base com espessura final superior a 20 cm, estas devem ser subdivididas em camadas parciais.

Controle

O controle de materiais é realizado mediante os ensaios de caracterização e pulverização, a fim de verificar se estão de acordo com o projeto de mistura. A frequência indicada para a execução de ensaios deve ser de 100 em 100 m de pista.

No controle da execução, depois da mistura e antes da compactação, deve ser verificado o teor de umidade, e retiradas amostras para realizar o ensaio de compactação e ISC. Depois da compactação, ensaios de massa específica aparente in situ na pista compactada, para o cálculo do grau de compactação, que deverá ser de, no mínimo, 100%.

Para o controle geométrico, deve ser verificada, por fim, a geometria da camada, permitindo-se as seguintes tolerâncias:

  • ± 10 cm, quanto à largura da plataforma;
  • até 20%, em excesso, para a flecha de abaulamento, não se tolerando falta;
  • ± 10% em relação à espessura indicada no projeto.

 

Base de solo-cimento

A base de solo-cimento é camada de pavimentação destinada a resistir aos esforços verticais oriundos dos veículos, distribuindo-os adequadamente à camada subjacente, confeccionada com material proveniente de mistura de solo, cimento e água em proporções previamente determinadas por processo próprio de dosagem em laboratório, de forma a apresentar determinadas características de resistência e durabilidade.

Condições

Os materiais constituintes de bases de solo-cimento devem apresentar as seguintes características:

  • Composição granulométrica dentro dos limites definidos pela norma;
  • LL ≤ 40%;
  • IP ≤ 18%.

A mistura de solo-cimento deve apresentar o valor mínimo de 21 kg/cm², ou 0,21 Mpa para a resistência à compressão aos 7 (sete) dias. No processo de pulverização e homogeneização deve ser exigido que, no mínimo, 80% em peso do material miúdo seja reduzido a partículas de diâmetro inferior a 4,8 mm (peneira n° 4).

Os equipamentos, a metodologia de execução, controle e medição são semelhantes às descritas para os solos melhorados com cimento.

 

Sub-base de concreto compactado com rolo

Essa camada é definida como um concreto simples, com baixo consumo de cimento e consistência bastante seca, permitindo a compactação com rolos compressores ou equipamento similar.

Condições

O concreto de cimento Portland compactado por meio de rolos compressores (concreto rolado) se destina à execução da sub-base e deverá apresentar as seguintes características:

  • Ser dosado por método racional, de modo a obter-se com os materiais disponíveis, uma mistura fresca, de trabalhabilidade adequada, para ser compactada com rolo liso vibratório, e resulte em produto endurecido com grau de compactação e resistência à compressão exigidos;
  • poderá ser empregada como base de pavimento flexível.

Materiais para a cura: a cura da superfície da sub-base deverá ser realizada com pintura betuminosa, utilizando-se emulsões asfálticas catiônicas de ruptura média.

O concreto rolado deverá ser dosado em laboratório, com os materiais disponíveis na obra, determinando-se a umidade ótima que permita obter a massa específica aparente máxima para a energia compatível com os equipamentos de compactação a utilizar na execução da sub-base e resistência à compressão exigida:

  • Resistência característica à compressão (fck) aos 7 dias superior a 5,0 Mpa;
  • Consumo de cimento: 80 kg/m³ a 120 kg/m³;
  • A dimensão máxima característica do agregado no concreto não deverá exceder 1/3 da espessura da sub-base ou 50mm, obedecido o menor valor;
  • O Grau de compactação deverá ser superior a 98%.

Os equipamentos indicados para a execução da sub-base são a central de concreto, equipamento mecânico para espalhamento do concreto; rolo compressor liso vibratório, caminhão basculante.

O concreto poderá ser produzido em betoneiras estacionárias ou em centrais dosadoras e misturadoras, sendo os materiais medidos em peso. O espalhamento é executado manualmente ou mecanicamente, empregando-se neste último, distribuidores comuns de agregados ou tratores com lâmina.

Imediatamente antes do espalhamento, a superfície do subleito deverá ser umedecida sem excesso de água. A largura do pano de concretagem não deverá permitir que eventuais juntas longitudinais fiquem situadas sob as futuras trilhas de tráfego do pavimento de concreto. O mesmo procedimento deve ser adotado nas juntas transversais de construção, que não deverão coincidir com bueiros, drenos ou outras interferências que venham a enfraquecer a seção.

Na compactação, a espessura da camada compactada nunca deverá ser inferior a três vezes a dimensão máxima do agregado no concreto, podendo ser admitida a espessura de até 30cm desde que, os ensaios de densidade demonstrem a homogeneidade de toda a profundidade da camada.

Durante a cura, a superfície do concreto rolado deverá ser protegida contra evaporação de água por meio de uma pintura betuminosa. A película protetora será aplicada em quantidade suficiente para construir uma membrana contínua, e deverá ser executado imediatamente após o término da compactação. O tráfego deverá ser interditado até que a sub-base tenha resistência compatível com sua solicitação de carga.

Controle

No controle da execução a granulometria da mistura dos agregados deverá ser realizada em cada 2500 m² de sub-base, com mínimo de uma determinação por dia.

Também a cada 2500 m² de sub-base deverão ser moldados aleatoriamente seis corpos de prova para o ensaio de resistência à compressão.

A determinação do grau de compactação deverá ser feita no mínimo, em 20 pontos da sub-base, igualmente espaçados ao longo do eixo.

A medição da sub-base será feita em metros cúbicos de concreto conforme a seção transversal do projeto.

 

Revestimento

Os revestimentos flexíveis podem ser agrupados de acordo com o esquema apresentado a seguir:

Os revestimentos betuminosos são constituídos por associação de agregados e materiais betuminosos. Esta associação pode ser feita de duas maneiras clássicas: por penetração e por mistura.

Revestimentos betuminosos por penetração são revestimentos executados por meio de aplicações intercaladas de camadas de material asfáltico a frio e de agregados, na própria pista, sem mistura prévia. Esse tipo de revestimento é chamado de tratamento superficial, podendo ser simples, duplo ou triplo a depender do número de camadas de ligante betuminoso (geralmente a emulsão asfáltica) e de agregados. Destaca-se que esse tipo de revestimento somente é aplicado em rodovias de baixo tráfego de veículos, sendo seu uso, portanto, limitado, e, seu custo, reduzido.

Os tratamentos superficiais não trazem resistência estrutural ao pavimento, por isso, suas principais funções se limitam a:

  • resistir ao desgaste provocado pelo atrito dos pneus dos veículos;
  • impermeabilizar as demais camadas do pavimento e proteger a infraestrutura da rodovia;
  • proporcionar um revestimento flexível, capaz de acompanhar as deformações do pavimento.

Revestimentos betuminosos por penetração invertida são os revestimentos executados através de uma ou mais aplicações de material betuminoso, seguida(s) de idêntico número de operações de espalhamento e compressão de camadas de agregados com granulometrias apropriadas. A penetração invertida é a mais usual.

O tratamento simples, executado com o objetivo primordial de impermeabilização ou para modificar a textura de um pavimento existente, é denominado capa selante.

Revestimentos betuminosos por penetração direta são os revestimentos executados através do espalhamento e compactação de camadas de agregados com granulometria apropriada, sendo cada camada, após compressão, submetida a uma aplicação de material betuminoso e recebendo, ainda, a última camada, uma aplicação final de agregado miúdo. Revestimento típico, por penetração direta, é o macadame betuminoso.

O macadame betuminoso tem processo construtivo similar ao tratamento duplo e comporta espessuras variadas e bem maiores, em função do número de camadas e das faixas granulométricas correspondentes. Com freqüência, ele é usado como camada de base.

Nos revestimentos betuminosos por mistura, o agregado é pré-envolvido com o material betuminoso, antes da compressão. Quando o pré-envolvimento é feito em usinas fixas, resultam os “pré-misturados propriamente ditos” e, quando feito na própria pista, têm-se os “pré-misturados na pista” (road mixes).

Conforme os seus respectivos processos construtivos, são adotadas ainda as seguintes designações: pré-misturado a frio (emulsão asfáltica), quando os tipos de agregados e de ligantes utilizados permitem que o espalhamento seja feito à temperatura ambiente; pré-misturado a quente (cimento asfáltico de petróleo), quando o ligante e o agregado são misturados e espalhados na pista ainda quentes.

Conforme a graduação dos agregados com que são executados, os pré-misturados e os road mixes podem ser de graduação aberta ou densa. Os de graduação densa em geral não requerem capa selante, que é obrigatória nos de graduação aberta.

Quando o agregado natural ou artificial é constituído predominantemente de material passando na peneira n° 10 (abertura 2,0 mm) ou seja, de areia, tem-se os road mixes e os pré-misturados areia-betume.

A designação concreto betuminoso usinado à quente ou concreto asfáltico tem sido reservada para pré-misturados a quente de graduação densa, em que são feitas rigorosas exigências no que diz respeito a equipamentos de construção e índices tecnológicos – como granulometria, teor de betume, estabilidade, vazios, etc. Consiste na mistura, em usina, de cimento asfáltico de petróleo, agregados e eventuais aditivos. É o mais nobre dos revestimentos flexíveis.

Do mesmo modo, a designação sheet-asphaIt tem sido usada para os pré-misturados areia-betume que satisfazem a exigência semelhantes às feitas para o concreto betuminoso.

Os pré-misturados e road mixes podem ser usados como bases de pavimento e como revestimento. Neste último caso, desde que atenda a faixa granulométrica adequada.

Revestimentos flexíveis por calçamento tiveram sua aplicação em rodovias reduzida consideravelmente, na medida em que se intensificou a utilização de pavimentos asfálticos e de concreto. Assim é que, de uma maneira geral, a sua execução se restringe a pátios de estacionamento, vias urbanas e alguns acessos viários – muito embora tal execução envolva algumas vantagens nos seguintes casos:

  • Em trechos com rampas mais íngremes – aonde, por exemplo, os paralelepípedos promovem uma maior aderência dos pneus, aumentando a segurança, evitando dificuldades de transposição, principalmente na época das chuvas;
  • Em trechos urbanos, onde a estrada coincide com zonas densamente povoadas, para os quais estão previstos os serviços de redes de água e esgotos;
  • Em aterros recém-construídos e subleito sujeitos a recalques acentuados.

A alvenaria poliédrica é revestimento que consiste de camadas de pedras irregulares (dentro de determinadas tolerâncias), assentadas e comprimidas sobre um colchão de regularização, constituído de material granular apropriado; as juntas são tomadas com pequenas lascas de pedras e com o próprio material do colchão.

Paralelepípedos são constituídos por blocos regulares, assentes sobre um colchão de regularização constituído de material granular apropriado. As juntas entre os paralelepípedos podem ser tomadas com o próprio material do colchão de regularização, pedrisco, materiais ou misturas betuminosas ou com argamassa de cimento Portland. Os paralelepípedos podem ser fabricados de diversos materiais sendo os mais usuais constituídos de blocos de granito, gnaisse ou basalto.

NOTA: São muito utilizados também, revestimentos constituídos por blocos intertravados de concreto de cimento, denominados blockrets. A execução é semelhante dos paralelepípedos, mas requer cuidados apropriados a cada caso, de     modo a assegurar o necessário intertravamento e a decorrente distribuição de tensões entre blocos adjacentes.

Condições

No controle da execução a granulometria da mistura dos agregados deverá ser realizada em c

 

Dimensionamento

Dimensionar um pavimento significa determinar as espessuras das camadas que o constituem de forma que estas camadas (reforço do subleito, sub-base, base e revestimento) resistam e transmitam ao subleito as pressões impostas pelo tráfego, sem levar o pavimento à ruptura ou a deformações e a desgastes excessivos.

Os métodos empíricos de dimensionamento têm como base o método ISC (Índice de Suporte Califórnia, em inglês CBR – California Bearing Ratio). Com base no ISC obtido por ensaio de penetração e na intensidade do tráfego determina-se a espessura mínima necessária ao pavimento.

  • método do DNER (Atual DNIT – Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes)
  • processo do DNER roteiriza o dimensionamento de pavimentos flexíveis em função dos seguintes fatores:
  • capacidade do subleito (ISC) e índice de grupo IG;
  • número equivalente de operações do eixo padrão (N) e
  • espessura total do pavimento durante um período de projeto.

Com base na espessura total determinam-se as espessuras das camadas constituintes, multiplicando-se as espessuras obtidas para o material padrão (base granular) pelos coeficientes estruturais parciais correspondentes a cada tipo de material.

Capacidade de Suporte das Camadas

Para a avaliação da capacidade de suporte do subleito e dos materiais que irão compor as camadas do pavimento é utilizado o ensaio ISC em amostras deformadas ou moldadas em laboratório, nas condições de serviço e submetidas a embebição por quatro dias.

Para obter-se uma maior segurança, caso o índice de suporte derivado do Índice de Grupo (IG) seja menor que o ISC, a norma recomenda utilizar como Índice de Suporte (IS) a média de ambos, caso contrário adota-se o próprio ISC, conforme expressão e a tabela a seguir:

Devem ser adotados Índices de Suporte e Expansão para as camadas de acordo com a tabela abaixo:

 

Camada Índice de Suporte Expansão
subleito ≥ 2% ≤ 2%
reforço do subleito > IS do subleito ≤ 2%
sub-base ≥ 20% ≤ 1%
base ≥ 80% ≤ 0,5%

 

  • Os materiais para base devem possuir limite de liquidez ≤ 25 e índice de plasticidade ≤ 6
  • Caso o limite de liquidez seja superior a 25 e/ou o índice de plasticidade seja superior a 6, o material pode ser empregado como base desde que atendidas as demais condições e o equivalente de areia seja superior a 30%
  • Para um número de repetições do eixo-padrão N ≤ 106, durante o período de projeto, podem ser empregados materiais com IS ≥ 60%

Tráfego

Com relação ao tráfego previsto para a rodovia, o pavimento é dimensionado em função do número equivalente de operações do eixo padronizado durante o período de projeto escolhido.

Assim, N = 365 x Vm x P x (FC) x (FE) x (FR)

Onde:

Vm = volume diário médio de tráfego no sentido mais solicitado, no ano médio do período de projeto;

P = período de projeto ou vida útil, em anos;

FC = fator de carga;

FE = fator de eixo;

FV = FC * FE = fator de veículo;

FR = fator climático regional.

Para o cálculo do volume médio Vm é necessário adotar uma taxa de crescimento de tráfego para o período de projeto. Essa taxa de crescimento deve levar em conta o crescimento histórico do tráfego da via a ser pavimentada ou, no caso de uma nova via, da contribuição das vias existentes que atendem à mesma ligação. A esse tráfego atraído ou desviado, deve-se somar o tráfego gerado, ou seja, o tráfego que passa a existir devido às melhores condições oferecidas pela pavimentação. De uma forma simplificada, podem-se admitir dois tipos de crescimento de tráfego: linear e geométrico.

Para o crescimento linear, tomamos V0 como o volume diário médio atual de tráfego no sentido mais solicitado. Assumimos uma taxa de crescimento linear do tráfego t e calculamos o volume VE de tráfego após E anos de execução das obras e o volume VP ao final de P anos do período de projeto. Assim, Vm será a média de VE e VP:

Para o crescimento geométrico, precisamos apenas ajustar as fórmulas para fazer a progressão geométrica do volume anual e calcular a sua soma, obtendo a média ao dividir pelo número de anos P-E de utilização da rodovia:

Para cálculo do fator de carga FC utiliza-se o conceito de fator de equivalência de operações, que relaciona o número de passagens de um veículo qualquer com o número de passagens de um veículo padrão, de modo a possibilitar o cálculo da carga total. Pelo método do DNER, o veículo padrão possui 8,2 tf por eixo simples. Desse modo, veículos com carga superior a este valor terão FC > 1.

Os gráficos abaixo são utilizados para se calcular o fator de equivalência de operações, de acordo com a disposição do eixo de carga (simples, tandem duplo ou triplo):

Para o cálculo do fator de veículo FV, faz-se a média dos fatores individuais (FVi) para as diferentes categorias de veículos, determinadas numa estação de pesagem representativa da região, ponderando pelas percentagens Pi com que estas categorias de veículos ocorrem na estrada que está sendo considerada.

Os diferentes veículos são classificados pelo DNIT nas seguintes categorias:

  • automóveis
  • ônibus
  • caminhões leves, com dois eixos simples, de rodas simples;
  • caminhões médios, com dois eixos, sendo o traseiro de rodas duplas
  • caminhões pesados, com dois eixos, sendo o traseiro “tandem”
  • reboques e semi-reboques: as diferentes condições de veículos, em unidades múltiplas.

Os FVi para automóveis e caminhões leves (embora calculáveis) são desprezíveis, interessando especialmente, os FVi para caminhões médios, pesados e reboques e semi-reboques.

O fator climático regional FR leva em conta as variações de umidade dos materiais do pavimento durante as diversas estações do ano (o que se traduz em variações de capacidade de suporte dos materiais). O número equivalente de operações do eixo-padrão ou parâmetro de tráfego, N, deve considerar um coeficiente FR que varia de 0,2 (ocasião em que prevalecem baixos teores de umidade) a 5,0 (ocasiões em que os materiais estão praticamente saturados). É possível que, estes coeficientes sejam diferentes, em função da diferença de sensibilidade à variação do número N; é possível, ainda, pensar-se num fator climático que afetaria a espessura do pavimento (em vez do número N), e que seria, ao mesmo tempo, função desta espessura.

O coeficiente final a adotar é uma média ponderada dos diferentes coeficientes sazonais, levando-se em conta o espaço de tempo em que ocorrem. Tem-se adotado um FR = 1,0 face aos resultados de pesquisas desenvolvidas no IPR/DNER.

Coeficientes de equivalência estrutural

Os valores dos coeficientes de equivalência estrutural dependem do tipo de material construtivo utilizado no pavimento.

Cada camada possui um coeficiente de equivalência estrutural (k), que relaciona a espessura que a camada deve possuir de material padrão (base granular), com a espessura equivalente do material que realmente irá compor a camada. Por exemplo, se o revestimento de concreto betuminoso possui coeficiente k = 2, significa que 10 cm de revestimento de concreto betuminoso têm a mesma capacidade estrutural que 20 cm de base granular, que por se tratar do material padrão, possui coeficiente k = 1.

Os coeficientes de equivalência estrutural para sub-base granular e reforço do subleito podem ser calculados em função da relação entre o ISC dessas camadas e o ISC do subleito, sendo no máximo igual a 1:

Com o número de solicitações N, o ISC das camadas, e os coeficientes de equivalência estrutural (k), mediante a análise do ábaco de dimensionamento forma-se o sistema de inequações para a obtenção das espessuras das camadas.

Espessuras mínimas de revestimentos

As espessuras são dadas em função de N e do tipo de material do revestimento e possuem a finalidade de proteger a camada de base dos esforços impostos pelo tráfego e preservar o revestimento de uma ruptura.

N Tipo do revestimento betuminoso e espessura
N ≤ 10⁶ Tratamentos superficiais betuminosos
10⁶ <N ≤ 5*10⁶ Revestimentos betuminosos 5,0 cm
5*10⁶ < N ≤ 10⁷ Concreto betuminoso 7,5 cm
10⁷ < N ≤ 5*10⁷ Concreto betuminoso 10,0 cm
N > 5*10⁷ Concreto betuminoso 12,5 cm

Cálculo das espessuras

O gráfico abaixo determina a espessura total do pavimento em função do número de operações de eixo padrão N e do índice de suporte IS, em termos de material com K = 1, ou seja, em termos de base granular.

O diagrama acima apresenta simbologia utilizada no dimensionamento do pavimento. Hm designa, de modo geral, a espessura total de pavimento necessário para proteger um material com ISC ou IS = m. Hn designa, de modo geral, a espessura de camada do pavimento necessária para proteger a camada com com ISC ou IS = n, etc.

Mesmo que o IS da sub-base seja superior a 20, a espessura do pavimento necessário para protegê-la é determinada como se esse valor fosse 20 e, por esta razão, usam-se sempre os símbolos, H20 e h20 para designar as espessuras de pavimento sobre sub-base e a espessura de sub-base, respectivamente. Os símbolos B e R designam, respectivamente, as espessuras de base e de revestimento.

Uma vez determinadas as espessuras Hm, Hn, H20, pelo gráfico anterior, e R pela tabela de espessuras mínimas, as espessuras de base (B), sub-base (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações:

Obs.: As espessuras máxima e mínima de compactação das camadas granulares são de 20 cm e 10 cm, respectivamente. A espessura construtiva mínima para estas camadas de 15 cm.

 

4. Pavimentos Rígidos

É o pavimento constituído de placas de concreto de cimento Portland, apoiados sobre a fundação, nos quais os esforços, tanto os de compressão quanto os de tração, são resistidos apenas pelo concreto. As placas são separadas por juntas moldadas ou serradas, que controlam a fissuração devida à retração, ao empenamento e     à dilatação térmica.

Os pavimentos de concreto simples podem ser ter ou não as barras de transferência. As barras de aço, que podem ser empregadas com a função de transferir esforços entre placas, não são consideradas armaduras, portanto não descaracterizam o pavimento de concreto simples. Um pavimento de concreto simples pode ainda apresentar armadura em poucas placas isoladas, eventualmente exigidas pelo projeto, para combater a fissuração por retração ou devido à geometria irregular da placa.

Atualmente, no Brasil, os pavimentos rígidos com barras de transferência têm sido utilizados com maior frequência, ficando os pavimentos de concreto, sem barras de transferência, restritos a vias de baixo volume de tráfego e cargas de pequena intensidade. Quando não são utilizadas as barras de transferência, o pavimento tem entre 15 a 20 cm de espessura e as dimensões das placas são de 4 a 6 metros de comprimento e de 3 a 4 metros de largura. Neste caso deve ser executada sub-base tratada com cimento ou em concreto rolado, a fim de minimizar os efeitos de erosão na região de encontro entre duas placas. Os pavimentos de concreto simples com barras de transferência têm, em média, de 16 a 45 cm de espessura e suas dimensões em planta podem chegar a 7 metros.

Como possui uma grande área exposta ao ar, as placas de concreto estão sujeitas grandes variações de umidade e de temperatura. Deve-se, portanto, procurar um concreto que sofra a menor retração possível, e que tenha resistência suficiente para absorver os esforços impostos por estas condições.

No caso do pavimento de concreto simples, os esforços de tração devem ser resistidos apenas pelo concreto. Portanto ele deve apresentar elevada resistência à tração na flexão, a fim de suportar o momento fletor. Aumentar a resistência do concreto à tração, e, conseqüentemente, sua resistência à compressão, implica em maior consumo de cimento, além de aumentar o custo do material, quanto maior a quantidade de cimento mais retrátil é o concreto. Dessa forma, deve-se buscar um consumo que proporcione resistência adequada, sem acentuar demasiadamente o problema da retração.

 

Bases e Sub-bases

Estas camadas são, caracteristicamente, as de concreto de cimento. Esses tipos de bases e sub-bases têm acentuada resistência à tração, fator determinante no seu dimensionamento. Podem ser distinguidos dois tipos de concreto:

  • concreto plástico – próprio para serem adensados por vibração manual ou mecânica;
  • concreto magro – semelhante ao usado em fundações, no que diz respeito ao pequeno consumo de cimento, mas com consistência apropriada à compactação com equipamentos rodoviários.

 

Revestimento

No pavimento rígido, a camada superior absorve praticamente todos os esforços provenientes do tráfego, tanto em relação ao desgaste (esforços horizontais) quanto à distribuição dos esforços verticais, de forma que essa camada funciona ao mesmo tempo como revestimento e base do pavimento.

Os revestimentos de concreto, devido à sua própria textura granular, oferecem excelente aderência entre os pneus e a superfície de rolamento, inclusive, reduzindo os efeitos da aquaplanagem por ocasião das chuvas.

Outra vantagem dos revestimentos de concreto é a melhor visibilidade em relação aos pavimentos asfálticos, principalmente para o tráfego noturno, proporcionada pela coloração do concreto.

Um dos problemas de maior importância, característico dos pavimentos de concreto, é a variação de volume das placas do revestimento, seja por reações do cimento, seja por variações de temperatura e de umidade. Dessas variações resulta a necessidade de se projetar e construir no revestimento de concreto, juntas de contração e dilatação.

A retração do concreto provoca fissuras ou trincas transversais nas placas, causadas pelo processo de endurecimento, devido às reações de hidratação do cimento. A água não consumida durante as reações de hidratação é eliminada por evaporação, provocando uma redução de volume do concreto, que se acrescenta a outra redução, ocasionada pela diminuição de temperatura do concreto endurecido em relação à temperatura mais alta durante a hidratação. Sendo assim, a redução de volume provoca uma retração linear, a qual resulta em trincas ou fissuras transversais.

Essas variações de temperatura podem ser consideradas uniformes, e a movimentação que provocam nas placas resulta em atrito com a superfície de apoio – topo da camada de sub-base – gerando tensões internas que poderão ser de tração ou de compressão.

Por isso, são construídas juntas transversais no pavimento, a cada 5m em média, para forçar que o trincamento transversal ocorra nessa junta, em razão da menor espessura do pavimento nesses locais. Essas juntas podem ser completadas com barras de aço que contribuem para a resistência do concreto nesse ponto frágil da junta transversal. São as chamadas barras de transferência.

Trincas ou fissuras longitudinais surgem em função do empenamento da placa, ou seja, a curvatura produzida pelas diferenças de temperatura e de umidade entre as faces superior e inferior. O peso próprio e o atrito entre a placa e a superfície do terreno restringe esse empenamento, provocando esforços de tração ou de compressão.

Durante a noite, a face inferior da placa perde calor mais lentamente que a face superior, e, a tendência é de dilatar a parte inferior, mais quente. Durante o dia, a face superior da placa é aquecida mais rapidamente que a face inferior, tendendo a expandir-se e empenar com bordas para baixo. Sendo essas tendências restringidas pelo peso próprio e pelo atrito com o terreno, surgirá fissuras ou trincas longitudinais.

As juntas longitudinais trazem para si o surgimento desses defeitos. Elas também podem ser reforçadas por barras de aço, chamadas de barras de ligação.

 

Dimensionamento

O dimensionamento de pavimentos rígidos leva em conta esforços de tração na base da placa, o atrito na superfície e a erosão. Como mencionado anteriormente, o revestimento de concreto é dividido em placas para diminuir os efeitos de empenamento e para disciplinar as trincas de retração. Ainda assim, a degradação das placas de concreto ocorre normalmente por trincamento devido à fadiga.

A determinação da espessura é conseguida a partir da resistência à tração do concreto e são feitas considerações em relação à fadiga, coeficiente de reação do subleito e cargas aplicadas. São pouco deformáveis com uma vida útil maior. O dimensionamento do pavimento flexível é comandado pela resistência do subleito e do pavimento rígido pela resistência do próprio pavimento.

 

5. Projeto Geométrico

O Projeto Geométrico ou Geometria de uma rodovia ou via urbana é composto por um conjunto de levantamentos, estudos, definições das melhores soluções técnicas, cálculos e muitos outros elementos que, harmonicamente, integrarão uma das fases dos serviços de engenharia visando garantir a viabilidade técnica, econômica e social do produto final.

Uma das fases preliminares que antecede os trabalhos de execução do projeto geométrico propriamente dito é a constituída pelos estudos de traçado, que tem por objetivo principal a delimitação dos locais convenientes para a passagem da rodovia ou via urbana, a partir da obtenção de informações básicas a respeito da geomorfologia da região e a caracterização geométrica desses locais de forma a permitir o desenvolvimento do projeto.

Com o objetivo de identificar os processos de dimensionamento e disposição das características geométricas espaciais (conformação tridimensional) do corpo estradal, a seguinte classificação, por fase, para a elaboração de um projeto pode ser considerada:

  • Reconhecimento – terrestre ou aerofotogramétrico
  • Exploração – terrestre ou aerofotogramétrica
  • Projeto da Exploração
  • Locação
  • Projeto da Locação

Atualmente, as duas primeiras fases deixaram de ser executadas com base em operações topográficas, passando-se a adotar trabalhos aerofotogramétricos e até o auxílio do produto de sensoriamento remoto baseado em fotos emitidas por satélites. No entanto, por comodidade de visualização, vamos nos referir basicamente aos recursos da topografia, sendo de aplicação idêntica nos procedimentos mais modernos.

A locação é totalmente feita por processos topográficos.

Definidos os objetivos da obra, os pontos extremos e possivelmente os pontos intermediários e demais elementos caracterizadores do projeto, passa-se à execução das operações que permitam o reconhecimento da área territorial de trabalho através de levantamento topográfico expedito ou aerofotogramétrico, complementado com informações geológicas e hidrológicas, de relativa precisão, cobrindo duas ou mais faixas de terreno que tenham condições de acomodar a pretendida estrada; dentre as opções de faixas de exploração detectadas vamos selecionar as mais adequadas às especificações do projeto.

Teoricamente o traçado ideal é a linha reta ligando pontos de interesse, o que é buscado na prática, mas raramente factível.

As cores utilizadas nesta fase seguem a seguinte convenção:

  • nanquim preto: para representar o eixo da poligonal, detalhes planimétricos, limites de propriedades, nomes, numeração de estacas, descrição do terreno e vegetação;
  • marrom: para representar estradas existentes;
  • azul: para representar cursos d’água, lagos e represas;
  • vermelhão: para representar o traçado proposto para a estrada e as cotas dos pontos mais importantes.

Caso a área de interesse já tenha sido objeto de estudos ou mesmo já mapeada através de cartas plani-altimétricas geograficamente referenciadas, todo esse procedimento de reconhecimento pode ser eliminado, passando-se a trabalhar diretamente sobre tais cartas, reduzindo assim serviços, tempo e custos do projeto.

Os ângulos formados por vértices consecutivos da poligonal devem ser medidos com precisão topográfica, podendo ser medido por Azimute/Rumo ou Deflexão. Vale lembrar que Azimute é o ângulo formado pela direção do norte verdadeiro ou magnético até outra direção qualquer no sentido horário; Rumo é o ângulo medido a partir da direção norte ou sul até a direção qualquer, identificado o correspondente quadrante, e ainda, Deflexão é o ângulo formado pelo prolongamento de um segmento da poligonal com o alinhamento seguinte, identificado o sentido a direita ou esquerda de medida.

Até o momento, tratamos de estrada em projeção horizontal (planta), como sendo uma sucessão de trechos retilíneos com deflexões definindo as mudanças de direções, mas, sabemos que não se pode fazer uma estrada só com alinhamentos retos, pois nos vértices da poligonal, os veículos trafegantes teriam grandes dificuldades em mudar de direção.

Por isso, os alinhamentos retos são concordados uns aos outros, por meio de curvas de concordância, podendo-se ainda afirmar que a diretriz em planta é composta por uma sequência de trechos retos intercalados por trechos curvilíneos. Os trechos retos são chamados de Tangentes e os trechos em curva são chamados de Curvas de Concordância Horizontal, que, por sua vez, podem ser diferenciadas em Curvas Circular e de Transição.

Seção transversal é a representação geométrica, no plano vertical, de alguns elementos dispostos transversalmente em determinado ponto do eixo longitudinal. A seção transversal da via poderá ser em corte, aterro ou mista como ilustrado nas figuras abaixo:

Nas rodovias, a inclinação transversal mínima aconselhável de um pavimento asfáltico é 2%, e 1,5% no caso de pavimentos de concreto bem executados, podendo essa inclinação ir até 5% no caso de rodovias com solo estabilizado.

A linha de ensaio da exploração deve ser a base para orientação da futura Diretriz; o grau de coincidência demonstra a qualidade dos serviços executados até então. Esta linha pode ser considerada como a diretriz numa primeira aproximação.

A definição da diretriz deve harmonizar as condições de planta com as de greide, da melhor forma possível. O greide mais conveniente é aquele que acarreta menor movimento de terra (terraplenagem).

Percorrendo-se o traçado da curva no sentido crescente do estaqueamento, os pontos e elementos de uma curva circular podem ser definidos e codificados conforme segue:

PC: Ponto de Curva é o ponto de contato entre o fim da tangente e o começo da curva circular. Ponto inicial da curva.

PCD: Ponto de Curva a Direita é o ponto de curva identificando que o desenvolvimento se dá a direita da tangente.

PCE: Ponto de Curva a Direita é o ponto de curva identificando que o desenvolvimento se dá a esquerda da tangente.

PT: Ponto de Tangente é o ponto de contato de duas curvas circulares de mesmo sentido, quando o fim da curva coincide com a curva seguinte. Ponto final da curva.

PCC: Ponto de Curva Composta é o ponto de contato de duas curvas circulares de mesmo sentido, quando o fim de uma curva coincide com o início da curva seguinte (curvas coladas).

PCR: Ponto de Curva Reversa é o ponto de contato de duas curvas circulares de sentidos opostos, quando o fim de uma curva coincide com o início da curva seguinte (curvas coladas).

PI: Ponto de Intersecção é o ponto onde se interceptam as tangentes que serão concordadas pela curva.

Ø: Deflexão é o ângulo formado pelo prolongamento de um alinhamento e o alinhamento seguinte, com orientação do sentido direito ou esquerdo de medida.

T: Tangentes Externas são os segmentos retos das tangentes originais, compreendidos entre o PC e o PI ou também entre o PT e o PI.

C: Corda é a distância, em reta, entre o PC e o PT.

Cb: Corda Base é uma corda de comprimento pré-estabelecido, podendo ser 50, 20, 10 ou 5m dependendo do raio da curva, que corresponde a subdivisões iguais da curva, aproximando-se do arco. Na prática confundem-se corda base e arco correspondente.

D: Desenvolvimento. É o comprimento do arco da curva de concordância, do ponto PC ao     ponto PT, medido em função da corda base adotada e suas frações.

E: Afastamento é a distância entre o PI e a curva, medida sobre a reta que une o PI ao centro da curva.

f: Flecha é a distância entre o ponto médio do arco de curva e a sua corda, medida sobre a reta que une o PI ao centro da curva; é a maior distância radial entre arco e corda.

R: Raio da Curva é a distância do centro da curva ao ponto PC ou pelos     extremos do arco da curva, ou seja, pelos pontos PC e PT.

G: Grau da Curva é o ângulo central formado pelos raios que passam elos extremos da corda base adotada.

 

Os veículos em movimento curvilíneo são submetidos à ação de forças transversais que correspondem à força centrífuga. Para equilibrar esta solicitação, além da força de atrito entre o pneu e a pista, utiliza-se o artifício de se executar uma inclinação transversal da pista, com caimento para o lado interno da curva, denominada superelevação, de maneira que a força peso do veículo tenha uma componente na mesma direção e em sentido contrário à referida força centrífuga.

Se aumentarmos o raio da curva a força centrífuga diminui, sendo possível o equilíbrio unicamente com o atrito transversal, dispensando a superelevação.

O desenvolvimento gradativo da superelevação (inclinação crescente) deve se dar ao longo do trecho da curva de transição, de forma que ao se iniciar o trecho da curva circular a inclinação transversal já seja a desejada.

São fatores que influenciam o comprimento do trecho de transição:

  • Velocidade de giro da pista em torno do eixo de rotação;
  • Aparência visual e estética do alinhamento;
  • Intervalo de tempo em que ocorre o aumento da aceleração centrífuga entre a seção normal em tangente e a situação em curva circular.

Já a superlargura é o acréscimo de largura necessário em uma curva de uma rodovia para manter as condições de conforto e segurança dos trechos em tangente. As superlarguras são calculadas considerando sempre veículos de maior porte.

Curva vertical é a denominação prática da curva adotada no plano vertical longitudinal do projeto geométrico cuja nomenclatura técnica especifica como curva de concordância vertical ou curva vertical de concordância.

Do mesmo modo que ocorre em planta, o projeto de uma estrada com base na diretriz pré-definida em perfil longitudinal, denominado greide, é composto por trechos retilíneos criteriosamente estudados que deverão ser concordados por curvas escolhidas e calculadas de forma a evitar choques mecânicos bruscos nos pontos de mudança de inclinação resultando num projeto que proporcione segurança, conforto de operação, aparência agradável de traçado e drenagem adequada. Podem ser dispensadas curvas verticais quando a diferença algébrica entre as rampas contíguas for inferior a 0,5%.

O greide para ruas residenciais deve ser o máximo possível em nível, compatível com as áreas adjacentes. Quando necessário, as inclinações das rampas devem ser inferiores a 15%, observadas as condições de drenagem. Para vias localizadas em áreas comerciais e industriais, o projeto em perfil deve ter rampas com inclinações menores que 8%, sendo desejáveis taxas de 5%. Para proporcionar um sistema de drenagem apropriado, o greide em vias dotadas de meio-fio deve assegurar uma taxa mínima de 0,3%.

Os trechos retos do greide são chamados de:

  • Rampas ou Aclives: no sentido crescente do estaqueamento a altura dos pontos vai aumentando, considerada inclinação positiva.
  • Contra-rampa ou Declive: quando a altura dos pontos vai diminuindo, considerada inclinação negativa.
  • Patamares ou Trecho em Nível: quando o trecho mantém-se na horizontal, definida inclinação nula.

Um dos fatores mais importantes para a segurança e eficiência operacional de uma via é a sua capacidade de proporcionar boas condições de visibilidade aos motoristas que por ela trafegam.

A visibilidade é limitada pelas mudanças de direção e declividade ao longo de sua extensão, especialmente pelas curvas horizontais nos trechos em corte e pelas curvas verticais, sendo que o motorista deverá dispor de visibilidade, tanto em planta como em perfil, para que possa frear o veículo ante a presença de um obstáculo.

As distâncias de visibilidade básicas para o projeto geométrico são as distâncias de visibilidade de parada e as de ultrapassagem, as quais são funções diretas da velocidade e traduzem os padrões de visibilidade a serem proporcionados ao motorista, de modo que este não sofra limitações visuais diretamente vinculadas às características geométricas da via e possa controlar o veículo a tempo, seja para imobilizá-lo, seja para interromper ou concluir uma ultrapassagem em condições aceitáveis de conforto e segurança.

A distância de visibilidade de parada é definida como sendo a distância mínima necessária para que um veículo que percorre uma via possa parar antes de atingir um obstáculo na sua trajetória. Distinguem-se dois grupos de valores mínimos para as distâncias de visibilidade de parada a serem proporcionadas ao motorista: os valores mínimos recomendados e os valores mínimos excepcionais (ou desejáveis). Os valores recomendados representam o caso normal de emprego.

No caso do valor mínimo recomendado, a velocidade efetiva de operação do veículo é reduzida, em condições chuvosas, para um valor médio inferior à velocidade diretriz, de acordo com a tabela abaixo. A hipótese adotada para obter os valores excepcionais reflete a tendência dos motoristas de trafegarem o mais rápido possível, com uma velocidade igual à velocidade diretriz, mesmo em condições chuvosas.

A distância de visibilidade de parada é a soma de duas parcelas, conforme mostrado na figura abaixo. A primeira parcela, D1 é relativa à distância percorrida pelo veículo no intervalo de tempo entre o instante em que o motorista percebe a existência do obstáculo e o instante em que inicia a frenagem (tempo de percepção e reação). A segunda parcela, D2, é relativa à distância percorrida pelo veículo durante o processo de frenagem.

Denomina-se Distância Dupla de Visibilidade de Parada a distância mínima que dois veículos podem parar quando vêm de encontro um ao outro na mesma faixa de tráfego. Ela é utilizada no projeto de curvas verticais convexas de concordância.

Já a visibilidade de ultrapassagem é a distância que deve ser proporcionada ao veículo, numa pista simples e de mão dupla para que, quando estiver trafegando atrás de um veículo mais lento, possa efetuar uma manobra de ultrapassagem em condições aceitáveis de segurança e conforto.

Em rodovias de pista simples e mão dupla, torna-se necessário proporcionar, a intervalos tão frequentes quanto possíveis, trechos com a distância de visibilidade de ultrapassagem. A frequência dos trechos que proporcionam visibilidade de ultrapassagem, bem como sua extensão, é restringida pelos custos de construção decorrentes.

Porém, quanto mais elevados forem os volumes de tráfego, mais longos e frequentes deverão ser os trechos com essa característica, sob pena do nível de serviço da rodovia cair sensivelmente em consequência da redução da capacidade.

É recomendado que devam existir trechos com visibilidade de ultrapassagem a cada 1.5 a 3,0 quilômetros e tão extenso quanto possível. É sempre desejável que sejam proporcionadas distâncias superiores, aumentando as oportunidades de ultrapassagem e o número de veículos que a realizam de cada vez.

Deixe um comentário

avatar
  Subscribe  
Notify of