Evolução dos Materiais

Como já foi referido anteriormente, na Idade Média e até ao início do século XIX, as estradas eram basicamente em terra batida e estreitas, podendo nos centos urbanos mais importantes ser ladrilhadas ou calcetadas.

Nos finais da primeira metade do século XIX, em Portugal, passa a ser utilizado na construção de estradas o método Mac-Adam, desenvolvido pelo engenheiro escocês John Loudon McAdam. Este processo, que em homenagem ao seu criador ficou reconhecido por Macadame, consistindo em assentar 3 camadas de brita gradualmente mais pequenas, numa fundação com valas laterais para a drenagem de água da chuva. Para a primeira camada, o tamanho da brita era de 75 milímetros, a segunda camada de 50 milímetros e a terceira de 25 milímetros. Quanto aos vazios, o seu preenchimento era feito com saibro e cada camada era comprimida por um rolo pesado, fazendo um melhor imbricamento das pedras. A execução deste método necessitava de muita mão-de-obra mas, em contrapartida, o pavimento era mais forte e drenado, sendo denominado por “macadame hidráulico”.

Figura 8 – Construção da Primeira Estrada Macadamizada nos EUA em 1823 (Fonte: Wikipedia, 2014)

No início do século XX, solicitava-se que os pavimentos apresentassem uma superfície dura e regular, constituída por materiais de grande coesão e bastante resistentes. Por essa altura, os pavimentos apresentavam três tipos de construção diferentes:

 Empedrada: Consistia em camadas de pedra miúda britada ou seixo rolado, regularizadas e consolidadas com saibro e compactadas com um cilindro, assentes sobre um leito ou caixa aberta no terreno.

 Calçada: Consistia numa camada de pedras talhadas em formas regulares ou irregulares, assentes à mão, apertadas umas contra as outras e com as juntas preenchidas com areia.

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 Madeira, betão e asfalto: Apenas de uso urbano.

A limitação dos pavimentos era feita por bermas, valetas e banquetas de segurança. As bermas eram constituídas por faixas de terra plana, definindo os limites da faixa de rodagem, onde suportavam o empedrado ou calçada, evitando o espalhamento dos materiais constituintes do pavimento. Contudo, serviam de passeio para os peões, facilitando o cruzamento de viaturas e servindo de depósito dos materiais de reparação e conservação. Relativamente à sua elevação, esta era apenas superior à faixa de rodagem dentro das povoações, pois fora delas, as bermas estavam ao mesmo nível.

As valetas delimitavam a plataforma e a sua principal função era a drenagem das águas da chuva para terrenos adjacentes. Geralmente a sua forma era trapezoidal, com 50 centímetros de profundidade abaixo da berma, onde os lados faziam um ângulo de 45º para cima ou no caso da existência de taludes, as valetas apresentavam a inclinação dos mesmos.

As banquetas de segurança eram em terra, construídas nos troços sobre aterros muito altos, ou quando as estradas eram em terreno acidentado.

Outras construções eram as guarda-rochas, que apresentavam uma secção transversal de pirâmide truncada com cerca de 1,70 metros de base, 50 centímetros de altura no centro e uma face superior de 20 centímetros de largura, com inclinação para ambos os lados.

A arborização era, já naquela época, considerada como riqueza estética da região, contribuindo para a conservação das estradas e para a manutenção dos níveis de humidade dos pavimentos e dos taludes, proporcionando frescura e sombra.

As fundações foram principalmente estudadas pelos Estados Unidos que, no II Congresso Internacional de Estradas em 1910, apresentaram quatro categorias diferentes, conforme o modo de execução:

 Macadame assente diretamente na terra natural;

 Macadame assente em blocos de pedras (fundações Telford);

 Betão de cimento com cerca de 20 centímetros (esta considerada a melhor fundação);

 Materiais diversos, tais como escórias e pedra britada.

Foi também nos EUA que se começou a ensaiar revestimentos com betuminoso, à base de hidrocarbonetos, assentes sobre gravilha, para impedir a formação de lamas e poeiras, onde se concluiu que misturar areia siliciosa ao revestimento traria melhores resultados. Ainda nos EUA, desenvolveu-se um processo de estradas com pavimentos de betão de cimento, que mais tarde utilizou armaduras metálicas agregadas ao betão, de modo a reduzir fenómenos de fissuração.

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Dentro dos primeiros anos do século XX, tanto em Portugal como na Europa, começou-se a aplicar ligantes com base em hidrocarbonetos, em estradas de grande circulação.

Assim, distinguiram-se dois tipos de revestimentos:

 Alcatroamento superficial;

 Recarga com incorporação do ligante aos materiais antes da aplicação.

Quanto às calçadas, a estas eram muitas vezes espalhadas uma mistura de cal hidráulica, em pó, misturada com areia.

Na década de 20 as normas relativamente às estradas recomendavam que as caixas de fundações tivessem 20 centímetros de altura e a espessura da camada de macadame variava entre 15 a 20 centímetros para as estradas correntes e 25 centímetros para estradas de maior tráfego. Os materiais a aplicar deveriam ser granitos, quartzos, grés quartziosos, basaltos e xistos, de acordo com a região do país.

A partir de 1926, para além do uso do macadame em pavimentos, estes eram construídos por betuminoso, paralelepípedos ou cubos, calçada argamassa e, em alguns casos, por betão. Os pavimentos de macadame eram considerados impróprios para o tráfego automóvel, no entanto quando construídos por duas camadas sobrepostas e revestidos superficialmente por betuminoso, garantiam bons resultados.

Nos finais da década de 20, começou-se a aplicar um revestimento em semipenetração, que consiste em preencher parcialmente, ou na totalidade, as juntas ou interstícios existentes entre a brita, que integrava o macadame, com alcatrão, betume ou emulsão betuminosa, misturado com materiais de agregação. O ligante deixou de ser o saibro e passou a ser o betume, ficando o macadame hidráulico apenas na camada de fundação. Contudo, e devido a restrições financeiras, a JAE optava maioritariamente por pavimentos de macadame em duas camadas, uma de macadame e outra de desgaste. A camada de desgaste podia ter, ou não, um revestimento superficial de betuminoso. A tabela seguinte é ilustrativa dos métodos de pavimentação utilizados em Portugal, de acordo com as respetivas extensões.

Tabela 1 - Extensões de Estradas Construídas com Pavimentos Aperfeiçoados Entre 1927 1 1935 (Fonte Lima Maré, 2011)

Na década de 30 eram utilizados pavimentos de terra, sem mistura de agregados e sem qualquer revestimento superficial. Estes tipos de estradas eram apenas utilizadas quando os

22 terrenos apresentassem condições adequadas, com boas condições de saibro e argila e com uma compactação apropriada.

Em França, os betumes e os asfaltos utilizados nos revestimentos eram classificados em:

 Apenas à base de betume (material betuminoso proveniente da destilação do petróleo);

 Com base em betume e asfalto;

 Apenas à base de asfalto (mistura natural constituída por betume de origem petrolífera com propriedades aglutinantes características e material pétreo predominantemente fino).

Por sua vez, os revestimentos eram aplicados de três formas:

 Películas;

 Fabricados em central;

 Fabricados “in situ”.

Com o fim da II Guerra Mundial houve uma falta de materiais para a construção e reparação originando a ruína de alguns troços. Nesta altura os materiais betuminosos podiam ser:

 Betuminosos;

 Alcatrão;

 Emulsões betuminosas.

Já em Portugal nessa mesma época, os tipos de pavimentos aplicados eram:

 Revestimento superficial betuminoso;

 Semipenetração betuminosa;

 Penetração betuminosa;

 Betuminoso por mistura prévia dos materiais.

Os primeiros três pavimentos, anteriormente descritos, eram muito utilizados na conservação de estradas pouco movimentadas, enquanto que o último pavimento era um modelo por excelência. Estes eliminavam por completo o uso de gravilhas e de areias soltas, que originavam as derrapagens. No entanto, os paralelepípedos ou cubos de granito ou calcário, ocupavam lugar de destaque na pavimentação de estradas devido à sua durabilidade, possibilidade de reaproveitamento, facilidade de assentamento e ao facto de se despender apenas matérias-primas e mão-de-obra nacional. Relativamente à aplicação de pavimentos de betão com cimento, para além de ser dispendiosa a sua aplicação como revestimento, havia em Portugal uma fraca produção de cimento, o que conduzia a uma reduzida adesão a este tipo de material.

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Estes foram os tipos de pavimentos construídos durante muitos anos, ao logo de toda a rede viária nacional. Nos últimos anos tem-se assistido a uma melhoria no desempenho dos materiais e do aperfeiçoamento de novas técnicas. Tornou-se importante o estudo de melhores características superficiais, assim como dos solos de fundação. Nos dias de hoje, os pavimentos são estruturas complexas, compostas por várias camadas, cada uma com funções diferentes colocadas sobre uma plataforma de suporte.