Aula 01 - Introdução A Pavimentação

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ESTRADAS II  Breve Histórico da Pavimentação • Antiguidade • Pós-renascença • Era morderna  Situação Atual no Brasil HISTÓRICO  História da pavimentação nos remete à própria história da humanidade: • povoamento dos continentes • conquistas territoriais • intercâmbio comercial, cultural e religioso • urbanização e desenvolvimento HISTÓRICO ASPECTOS MOTIVADORES - NECESSIDADE PARA ESCOAMENTO DE PRODUÇÃO AGRÍCOLA E RURAL; - ACESSO ÀS FONTES DE MADEIRA, ROCHAS, MINERAIS E ÁGUA; - DESEJO DE EXPANDIR SUA ÁREA OU TERRITÓRIO DE INFLUÊNCIA; PAVIMENTAÇÃO As técnicas de pavimentação evoluíram e sempre evoluirão com os meios de transporte terrestre. HISTÓRICO ANTIGUIDADE Os veículos com rodas de madeira necessitavam de superfícies revestidas Civilizações: • • • • • • Mesopotâmia Egito Babilônia China Índia Incas, Maias e Astecas HISTÓRICO EGITO Uma das mais antigas estradas pavimentadas implantadas não se destinou a veículos com rodas, mas a pesados trenós destinados ao transporte de cargas elevadas. Para construção das pirâmides (2600-2400 aC), vias com lajões justapostos. Atrito era amenizado com umedecimento constante (água, azeite, musgo molhado) HISTÓRICO ÁSIA • Velhos caminhos da China (200a.C.) e Índia • Destaque: Estrada da Seda, uma das rotas de comércio mais antigas e historicamente importantes devido a sua grande influência nas culturas da China, Índia, Ásia e também do Ocidente. • A Estrada da Seda não existia apenas com o propósito do comércio da seda, mas de diversos outros bens como ouro, marfim, animais e plantas exóticas. A mercadoria mais significativa carregada nesta rota não era a seda, mas a religião, o budismo. HISTÓRICO Apogeu da Estrada da Seda foi na dinastia Tang (anos 600d.C.) e, após um período de declínio, voltou a se tornar importante com o surgimento do Império Mongol sob a liderança de Gêngis Khan (anos 1200d.C.), por ser o caminho de comunicação entre as diversas partes do Império. HISTÓRICO ANTIGUIDADE Os veículos com rodas de aço necessitavam de estruturas mais resistentes Civilizações: – – Grécia Império Romano HISTÓRICO  O sistema viário romano já existia anteriormente à instalação do Império, embora o mesmo tenha perimentado grande desenvolvimento a partir de então.  Portanto, há mais de 2000 anos os romanos já possuíam uma boa malha viária, contando ainda com um sistema de planejamento e manutenção. A mais extensa das estradas contínuas corria da Muralha de Antonino, na Escócia, à Jerusalém, cobrindo aproximadamente 5.000km (Hagen, 1955). Histórico ROMANOS •Viae publicae; Viae militare; Actus (vias locais); Privatae (Espessura 1m-1,5m) Fundação: pedras grandes Camada Intermediária: areia, pedregulho, argila Camada de Superfície: pedras nas bordas, pedregulhos, limalha de ferro (espessura 5cm-7,5cm, podendo chegar a 60cm) Via Ápia Próximo a Roma, Itália Lyon, França Pompéia, Itália Tempo e tráfego tiraram o material ligante (pasta de cal) Grande declividade: > 6% Vias não tinham um traçado suave como hoje VIA ÁPIA - ROMA • Roma a Cápua, numa distância de 300 km, posteriormente foi ampliada para passar por Benevento, Taranto, até Brindisi, chegando à 600km (264 A.C.) Summun dorsun Nucleus Statumen Rudus HISTÓRICO IDADE MÉDIA •A partir da queda do Império Romano (476d.C.), e durante os séculos seguintes, as novas nações européias fundadas perderam de vista a construção e a conservação das estradas. •A França foi a primeira, desde os romanos, a reconhecer o efeito do transporte no comércio, dando importância à velocidade de viagem. HISTÓRICO IDADE MÉDIA • Carlos Magno, no final dos anos 700 e início dos anos 800, modernizou a França e também no que diz respeito ao progresso do comércio por meio de boas estradas. • Séculos X a XII de pouco cuidado com os Caminhos Reais da França; este descuido é uma das causas da decadência da Europa civilizada. HISTÓRICO AMÉRICA  Império Inca (1400’s), Peru, (Equador, Argentina, Bolívia, Chile) • Sistema viário avançado (pedestres e animais de carga); 30 a 40.000km; definiram a rede peruana de estradas. • A estrada do sol: Trechos de 1m até 16m de largura,presença de armazéns e refúgios espaçados ao longo da estrada, pontes, túneis, contenções, drenos, etc. HISTÓRICO AMÉRICA • Império Maia (300’s AC), México – ligando centros, povoados e portos do mar; • sacbeob – estradas com estuque de cal). brancas (cobertos HISTÓRICO PÓS-RENASCENÇA • Os ingleses, observando a forma como eram calçados os caminhos da França, conseguiram construir as vias mais cômodas, duráveis e velozes da Europa, o que foi importante para o progresso da indústria e comércio do país. • Já à época, havia uma grande preocupação com diversos aspectos hoje sabidamente importantes de considerar para uma boa pavimentação: drenagem e abaulamento; erosão; distância de transporte; compactação; sobrecarga; marcação. • Nomes importantes: Tresaguet (França); Telford (Escócia) e McAdam (Inglaterra) HISTÓRICO PÓS-RENASCENÇA MacAdam (1756 - 1836) e Telford (1754 - 1834) - Importância da compactação - Estruturas mais leves - Bases bem drenadas (Drenagem) - Manutenção contínua (Manutenção) - Estabilização granulométrica - Revestimentos mais confortáveis - cascalhos, paralelepípedos HISTÓRICO TELFORD Histórico MacAdam HISTÓRICO MacAdam Núcleo do Pavimento de MacAdam HISTÓRICO BRASILEIRO 1560 – CAMINHO DO MAR – ligação São Vicente – Piratininga, recuperada em 1661 como Estrada do Mar, em 1790 vira “CALÇADA DE LORENA”. 1726 – CAMINHO DO OURO – Minas ao Rio – Resquícios em Parati e várias outras cidades. Também chamada Estrada Real (Estrada Velha de Parati e Nova que vai para o Rio de Janeiro) 1792 – Estrada Santos - São Paulo: lajes de pedra 1865 – Estrada de rodagem UNIÃO E INDÚSTRIA (144km) ligando Petrópolis a Juiz de Fora. * Primeira estrada pavimentada do brasil CALÇADA DE LORENA CAMINHO DO OURO – ESTRADA REAL CAMINHO DO OURO (1726) Minas - Parati Resquícios do CAMINHO DO OURO Parati (2013) UNIÃO INDÚSTRIA HISTÓRICO ERA MODERNA • Século XIX (1ª Metade): Ferrovias • Século XIX (2ª Metade): Goodyear (pneus), Dumlop (vulcanização), Daimler (motor) • 1890 - Penhard / Lassar - automóvel de benzina • Século XX: (Evolução Tecnológica do automóvel) • 1905: Asfalto • 1909: Placas CCP • 1920: HRB • 1940: USACE (Corpo de Engº. Exército USA) • 1950: WASHO Road Test (Flexible) • 1960: AASHO Road Test (Flexible and Rigid) • Manuais 66/72/86/93/2000 • 1982: PICR - (HDM) • 1993: SHRP HISTÓRICO BRASILEIRO • 1906 – Calçamento asfáltico em grande escala na cidade do Rio de Janeiro – CAN (Trinidad)- Prefeito Rodrigues Alves • 1913 – Rodovia Santos - São Paulo • 1922 – Estrada Rio - Petrópolis – Pavimento de concreto *Malha ferroviária brasileira: 3.000km • 1937 – Criação do DNER • 1942 – Contato com engenheiros norte-americanos que construíram pistas de aeroportos e estradas de acesso durante a 2ª Guerra Mundial (Belém, Fortaleza, Natal, Recife, Maceió e Salvador) - CBR HISTÓRICO BRASILEIRO • 1942 – 1.300km de rodovias pavimentadas, uma das menores extensões da América Latina • 1945 – Rodovia Rio - Bahia • 1950 – Pavimentação da Rio - São Paulo (Dutra): • Sem estudo geotécnico, com espessuras constantes de 35cm (20cm de base de macadame hidráulico e 15cm de um revestimento de macadame betuminoso por penetração, dosado pela regra “a quantidade de ligante é a que o agregado pede”. • Melhoria das estradas vicinais HISTÓRICO BRASILEIRO • 1959 – Criação da Associação Brasileira de Pavimentação (ABPv) • 1960 – Fim do Governo de Juscelino Kubischek criação de Brasília – Estradas radiais e Plano Nacional de Viação *Malha ferroviária totalizava 38.000km *1922- Malha ferroviária brasileira: 3.000km HISTÓRICO BRASILEIRO •1964 – Alguns projetos de pavimentação do Governo militar:  TRANSAMAZÔNICA - 4223 km de comprimento, ligando a cidade de Cabedelo, na Paraíba à Lábrea,no Amazonas, cortando sete estados brasileiros: Paraíba, Ceará, Piauí, Maranhão, Tocantins, Pará e Amazonas (não pavimentada)  PONTE RIO – NITERÓI HISTÓRICO BRASILEIRO • 1986 – 95.000km de rodovias pavimentadas: 45.000km federais e 50.000km estaduais e municipais • 1988 – 140.000km de rodovias pavimentadas (maior extensão da América Latina) *Malha ferroviária: 30.000km • 1996 – Início do programa de concessões HISTÓRICO BRASILEIRO • 2002 – 165.000km de rodovias pavimentadas 55.000km federais 1.600.000km de rodovias não pavimentadas (federais, estaduais e municipais) *Malha ferroviária: 29.000 km HISTÓRICO BRASILEIRO • 2005 – 190.000km de rodovias pavimentadas 55.000km federais 1.700.000km de rodovias não pavimentadas (federais, estaduais e municipais) *Malha ferroviária: 25.000 km Produção de Asfalto: 1.300.000 ton/ano SITUAÇÃO ATUAL NO BRASIL Fonte: DNIT 2000 SITUAÇÃO ATUAL NO BRASIL PESQUISA CNT DE RODOVIAS / 2015 • Estudo da CNT mostra que 57,3% (49,9% 2014) do pavimento das rodovias brasileiras apresenta algum tipo de deficiência no estado geral. • Possuem condições adequadas de segurança e desempenho 42,7%, que tiveram classificação ótimo ou bom no estado geral. • A pesquisa também mostra que 86,5% dos trechos são de pista simples e de mão dupla ESTRADAS II TERMINOLOGIA E CONCEITOS BÁSICOS • Definições • Tipos de Pavimentos • Classificação dos Pavimentos • Camadas Constituintes • Distribuição de Esforços PAVIMENTAÇÃO  PAVIMENTAR É CRIAR UMA SUPERFÍCIE MAIS REGULAR A FIM DE PROVER MELHORIAS OPERACIONAIS PARA O TRÁFEGO: • GARANTIR CONFORTO E SEGURANÇA NO DESLOCAMENTO • MENOS RUÍDO E SOLAVANCOS, COM CONSEQUENTE DIMINUIÇÃO DO TEMPO DE VIAGEM; • Redução de custos operacionais e de manutenção dos veículos; • Aumento da velocidade e economia nos tempos de viagem; • POSSIBILIDADE DE SINALIZAÇÃO, VERTICAL E TAMBÉM HORIZONTAL; PAVIMENTAÇÃO PAVIMENTAÇÃO O Pavimento comparado a outras obras civis • Faixa de terreno estreita, +/- 50 m de largura e extensão de km, investimento por m2 pequeno • FS pequeno e indefinido • O clima é fator importantíssimo • Vida útil pequena: 10 a 20 anos; • Cargas transientes Pavimentos • Estudos geotécnicos: sondagens a pequenas profundidades (até 1,5 m), prospecção de jazidas de materiais de empréstimo, ensaios de laboratório PAVIMENTO Estrutura de múltiplas camadas construída sobre a terraplenagem e destinada, técnica economicamente, resistir aos e a esforços oriundos do tráfego e a melhorar as condições de rolamento, gerando conforto e segurança ao usuário. Fonte: SENÇO, 1997. CAMADAS CONSTITUINTES Regularização do subleito Camada irregular sobre o subleito. Corrige falhas da camada final de terraplenagem ou de um leito antigo de estrada de terra. Reforço do Subleito Quando existente, trata-se de uma camada de espessura constante sobre o subleito regularizado. Tipicamente um solo arenoso/argiloso de qualidades superiores a do subleito. CAMADAS CONSTITUINTES Sub-base Entre o subleito (ou camada de reforço deste) e a camada de base. Material deve ter boa capacidade de suporte. Previne o bombeamento do solo do subleito para a camada de base. Base Abaixo do revestimento, fornecendo suporte estrutural. Sua rigidez alivia as tensões no revestimento e distribui as tensões nas camadas inferiores. TIPOS DE PAVIMENTO Pode-se classificar os pavimentos em 3 tipos: revestido de camada Rígidos: placas de concreto Semi-rígidos: Asfáltica e com base estabilizada de cimento Portland quimicamente (cal, cimento) Flexíveis: revestido de camada asfáltica e com base de brita ou solo TIPOS DE PAVIMENTO Flexíveis: 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. (DNIT,2006) Pavimento Flexível ou Asfáltico Nos pavimentos asfálticos, estão em geral presentes camadas de base, de sub-base e de reforço do subleito Revestimento asfáltico Base Sub-base Reforço do subleito Subleito Estrutura-tipo de pavimento asfáltico TIPOS DE PAVIMENTO Rígidos: 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. (DNIT, 2006) CLASSIFICAÇÃO PELO TIPO DE REVESTIMENTO RÍGIDO – CONCRETO CIMENTO PORTLAND CCP - Concreto de Cimento Portland - BASE (B) e REVESTIMENTO (R) SUB-BASE (SB) - Pouca contribuição Estrutural Controle de bombeamento / expansão / contração CLASSIFICAÇÃO PELO TIPO DE REVESTIMENTO RÍGIDO – CONCRETO CIMENTO PORTLAND Paralelepípedos rejuntados Pavimento de concreto-cimento Nota: Pavimento de blocos pré-moldados de cimento comporta-se como flexível PAVIMENTO RÍGIDO - CONCRETO JUNTAS TRANSVERSAIS E LONGITUDINAIS PAVIMENTO RÍGIDO - CONCRETO BARRAS DE TRANSFERÊNCIA E DE LIGAÇÃO PAVIMENTO RÍGIDO - CONCRETO BARRAS DE TRANSFERÊNCIA E DE LIGAÇÃO PAVIMENTO RÍGIDO - CONCRETO TEXTURIZAÇÃO PAVIMENTO RÍGIDO - CONCRETO ACABAMENTO TIPOS DE PAVIMENTO EXEMPLO DE DIMENSÕES TÍPICAS 8 cm 25 cm 25 cm 15 cm 15 cm 15 cm CLASSIFICAÇÃO PELO TIPO DE REVESTIMENTO PAVIMENTO FLEXÍVEL X RÍGIDO CLASSIFICAÇÃO PELO TIPO DE REVESTIMENTO PAVIMENTO FLEXÍVEL X RÍGIDO TIPOS DE PAVIMENTO SEMI-RÍGIDOS: Revestido de camada asfáltica e com base estabilizada quimicamente (cal, cimento) TIPOS DE PAVIMENTO – – TIPOS DE PAVIMENTO PAVIMENTO COMPOSTO: Pavimento reforçado de concreto asfáltico denso (CA) sobre placas de concreto. – –