FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA - FAVIP
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
PAVIMENTO DE CONCRETO
MATERIAIS E EXECUÇÃO
SEBASTIÃO DOS SANTOS JÚNIOR
FACULDADE DO VALE DO IPOJUCA - FAVIP
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
PAVIMENTO DE CONCRETO
MATERIAIS E EXECUÇÃO
Trabalho de conclusão de curso apresentado a Faculdade do Vale do Ipojuca – FAVIP, como requisito para a obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.
Sebastião dos Santos Júnior
Orientador:
M. Sc. Sidclei Teixeira Magalhães
Catalogação na fonte -
Biblioteca da Faculdade do Vale do Ipojuca, Caruaru/PE
S237p Santos Júnior, Sebastião dos.
Pavimento de concreto – materiais de execução / Sebastião dos Santos Júnior. – Caruaru: FAVIP, 2010.
41 f. : il.
Orientador(a) : Sidclei Teixeira Magalhães.
Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia) -- Faculdade do Vale do Ipojuca.
1. Estrutura - tipos. 2. Estrutura – características.
3. Estrutura – execução. I. Título. CDU 624[11.1]
SEBASTIÃO DOS SANTOS JÚNIOR
PAVIMENTO DE CONCRETO
MATERIAIS E EXECUÇÃO
Aprovado em ____/____/____ Banca Examinadora:Prof. Sidclei Teixeira Magalhães
Orientador
Prof. Aluizio Caldas e Silva
Examinador
Prof. Martônio José Marques Francelino
RESUMO
O tema em foco apresenta conceitos inerentes ao pavimento de concreto, frisando bem a sua estrutura, tipos, características, aplicações, produção, execução, vantagens e desvantagens, como durabilidade, resistência, segurança, menor temperatura do ambiente, inexistência de lixiviação entre outras. Esse tipo de pavimento ainda é uma alternativa pouco utilizada, devido apresentar um alto custo para sua execução, porém o avanço tecnológico em equipamentos tem minimizado muito esse valor, permitindo a produção com menos mão de obra e em ritmo acelerado.
AGRADECIMENTOS
Agradeço ao meu Deus, que por maior esforço, dedicação e tudo que tenho feito, nunca poderia chegar até onde cheguei, se não fosse as tuas poderosas mãos, que sempre me abençoou e me fez ser o que sou hoje, pois mesmo que eu desse toda a minha vida em troca de tanto amor não pagaria todo cuidado e zelo que tens tido por mim, a ti senhor devo tudo que sou, porque não seria nada sem teu auxílio.
À minha família, em especial a minha esposa Eliane Cristina e a todos aqueles que contribuíram para meu sucesso, vos digo: Nada na vida de um homem em uma terra cheia de congruências, vale mais que vocês, que sempre estiveram ao meu lado, me ajudando, sejam de várias formas, como uma aula, uma palavra de animo, um conselho e tudo que veio me trazer êxito para que eu adquirisse a experiência necessária para o meu viver. Que Deus continue abençoando cada um de vocês.
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
PCS: Pavimento de concreto simples
CAD: Concreto de alto desempenho
CCR: Concreto compactado a rolo
CCV: Concreto convencional
CCP: Concreto de cimento Portland
BL: Barras de ligação
BT: Barras de transferência
PCA: Pavimento de concreto armado
PCPRO: Pavimento de concreto protendido
WT: Whitetopping (Cobertura branca)
WTUD: Whitetopping ultradelgado
PCPM: Placas de concreto Pré-moldadas
BGTC: Brita graduada tratada com cimento
UTW: Whitetopping ultrafinos
TWT: Whitetopping fino
DNIT: Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte
CA: Concreto Asfáltico
DNER: Departamento Nacional de Estrada de Rodagem
ABNT: Associação Brasileira de Normas Técnicas
NBR: Normas Brasileiras
DER/PR: Departamento de Estradas de Rodagem do Estado do Paraná
PC: Placa de Concreto
ASTM:American Society for Testing and Materials
k: Coeficiente de Recalque
LISTA DE FIGURAS
Figura 01: Court Avenue in Bellefontaine...11
Figura 02: Caminho do mar...12
Figura 03: Pavimento de concreto simples...16
Figura 04: Lona plástica, BR 101 – PE...17
Figura 05: Pavimento de concreto armado...17
Figura 06: Pavimento de concreto protendido...18
Figura 07: Aeroporto Internacional Tom Jobim...18
Figura 08: Pavimento de concreto WT ...19
Figura 09: Primeiro whitetopping no Colorado...19
Figura 10: Linha de referência e apalpador horizontal, BR 101 – PE...25
Figura 11: Fixação manual das barras de transferência, BR 101 - PE...26
Figura 12: Dowel bar inserter...26
Figura 13: Perfuração para inserção das barras de ligação, BR 101 - PE...27
Figura 14: Fixação manual das barras de ligação, BR 101 - PE...27
Figura 15: Fixação automática das barras de ligação...28
Figura 16: Usina...28
Figura 17: Lançamento do concreto no pavimento, BR 101 - PE...29
Figura 18: Espalhamento do concreto, BR 101 - PE...30
Figura 19: Adensamento do concreto...30
Figura 20: Régua acabadora longitudinal (Auto float)...31
Figura 21: Desempenadeira manual metálica, BR 101 – PE...31
Figura 22: Proteção com lona plástica, BR 101 – PE...32
Figura 23: Texturização mecânica do concreto...32
Figura 24: Texturização manual do concreto, BR 101 – PE...33
Figura 25: Cura química mecanizada...34
Figura 26: Cura química manual, BR 101 – PE...34
Figura 27: Abertura das juntas...35
Figura 28: Junta transversal de construção, BR 101– PE...36
Figura 29: Aplicação do selante moldado in loco...37
Figura 30: Aplicação do selante pré-moldado...37
LISTA DE TABELAS
Tabela 01: Representação da malha rodoviária brasileira...13
Tabela 02: Distâncias de frenagem...14
Tabela 03: Economia no consumo de combustível...15
Tabela 04: Limites de substâncias...22
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO...11
1.1. História do pavimento de concreto...11
1.1.1. Pavimento de concreto no Brasil...11
1.2. Definição...12 1.3. Malha rodoviária ...12 1.4. Vantagens...13 1.4.1. Durabilidade...14 1.4.2. Segurança...14 1.4.3. Economia...14 1.4.4. Meio ambiente...15 1.4.5. Custo...15
1.5. Tipos de pavimentos de concreto...16
1.5.1. PCS, Pavimento de concreto simples...16
1.5.2. PCA, Pavimento de concreto armado...17
1.5.3. PCPRO, Pavimento de concreto protendido...18
1.5.4. WT, Whitetopping ...19
1.5.5. PCPM, Placas de concreto Pré-moldadas...20
1.5.6. Overlay...20
2. DESENVOVIMENTO...21
2.1. Materiais...21
2.1.1. Concreto...21
2.1.1.1. Ligante hidráulico (cimento Portland) ...21
2.1.1.2. Agregados...21
2.1.1.3. Água...22
2.1.1.4. Aditivos...22
2.1.2. Aço...22
2.1.3. Material selante...23
2.1.4. Material para enchimento...23
2.2. Execução...23
2.2.1. Preparo do subleito...23
2.2.3. Assentamento das linhas de referências...25
2.2.4. Inserção das barras de transferência...26
2.2.5. Inserção das barras de ligação...27
2.2.6. Produção do concreto...28
2.2.7. Transporte e lançamento do concreto...29
2.2.8. Espalhamento e adensamento do concreto...29
2.2.9. Acabamento final do concreto...30
2.2.10. Texturização superficial...32
2.2.11. Cura...33
2.2.12. Abertura das juntas...34
2.2.12.1. Juntas longitudinais...35
2.2.12.2. Juntas transversais...35
2.2.13. Limpeza e selagem das juntas...36
2.2.14. Liberação do tráfego...37
3. CONCLUSÃO...39
1. INTRODUÇÃO
1.1. História do pavimento de concreto
O primeiro pavimento de concreto foi idealizado e executado por um farmacêutico e químico chamado George Bartholomew na cidade de Bellefontaine, Ohio (EUA), no ano de 1891. Tendo esperanças de usar o concreto para pavimentação das ruas, ele sugeriu à população desta cidade a construção de um pavimento que suprisse as necessidades públicas. O Conselho da cidade exigiu que Bartholomew doasse o cimento e pagasse uma fiança de US $ 5.000 para garantir que o pavimento iria durar cinco anos, e somente após esse tempo de teste de qualidade ele receberia o seu pagamento, portanto a sua proposta foi bem sucedida como um pavimento resistente, seguro, confortável e necessitando pouca manutenção.
Figura 1: Court Avenue in Bellefontaine (Wikipédia)
1.1.1. Pavimento de concreto no Brasil
O primeiro pavimento de concreto executado no Brasil, provavelmente na América Latina, foi o Caminho do Mar, situado entre Riacho Grande e Cubatão (Figura 2). Sua construção iniciou-se em 1925 e foi concluída em 1926, com uma extensão de aproximadamente 8 km. A base do pavimento foi executada com 20 cm de espessura de macadame hidráulico; a homogeneização do concreto foi executada em uma betoneira deslocada sobre trilhos, com o seguinte traço: uma barrica de cimento para um metro cúbico de pedra britada, 500 litros de areia e 300 litros de água. (BALBO, 2009)
Figura 2: Caminho do mar (Wikipédia)
1.2. Definição
Pavimento é uma estrutura de várias camadas com espessuras variáveis, construída sobre a superfície final de terraplenagem, destinada a resistir aos esforços oriundos do tráfego de veículos e do clima (capacidade estrutural), e proporcionar aos usuários uma melhoria nas condições de rolamento, com conforto (capacidade funcional) e nas condições de segurança.
O pavimento de concreto é uma estrutura constituída de placas, produzidas com ligantes hidráulicos (Cimentos Portland) e agregados, podendo ser moldado in loco ou pré-moldado, com sua estrutura armada, protendida, armada e protendida, ou sem nenhuma das duas, ou seja, pavimento de concreto simples.
1.3. Malha rodoviária
Pelo plano Nacional de Viação do ano 2010, a malha rodoviária brasileira possui uma extensão ainda muito pequena de pavimento de concreto, comparada ao pavimento asfáltico, sendo em torno de 3,0% dos 212.617,9 km de rodovias pavimentadas, percentual esse que tem crescido dia após dia.
Este percentual vem a cada dia crescendo nas rodovias brasileiras e no mundo, devido seus avanços tecnológicos em equipamentos, favorecendo maior rapidez no processo de execução com menos mão de obra, sem esquecer a qualidade, com isso, busca-se uma melhor relação custo/benefício.
A tecnologia do pavimento de concreto oferece um amplo leque de opções, para atender aos requisitos básicos de cada obra, pois além da sua crescente aplicação nas estradas, seu uso é fundamental na reforma ou construção de pistas de aeroportos, nos corredores de ônibus e em grandes avenidas das cidades.
Tabela 01: Representação da malha rodoviária brasileira
REGIÃO UF REDE PAVIMENTADA PISTA SIMPLES EM OBRAS DUPLIC. PISTA DUPLA SUB-TOTAL Norte RO RONDÔNIA 2.357,9 0,0 50,4 2.408,3 AC ACRE 1.543,5 0,0 21,9 1.565,4 AM AMAZONAS 1.798,7 7,2 46,3 1.852,2 RR RORAIMA 1.127,0 0,0 0,0 1.127,0 PA PARÁ 4.525,4 0,0 70,6 4.596,0 AP AMAPÁ 473,5 0,0 0,0 473,5 TO TOCANTINS 5.774,6 0,0 33,1 5.807,7 SUB-TOTAL 17.600,6 7,2 222,3 17.830,1 Nordeste MA MARANHÃO 7.273,2 0,0 32,7 7.305,9 PI PIAUÍ 5.433,4 0,0 28,6 5.462,0 CE CEARÁ 8.217,4 0,0 156,7 8.374,1 RN RIO GRANDE DO NORTE 4.515,0 68,3 81,2 4.664,5 PB PARAÍBA 3.419,3 148,9 123,0 3.691,2 PE PERNAMBUCO 6.477,4 133,3 308,5 6.919,2 AL ALAGOAS 2.443,6 8,8 19,9 2.472,3 SE SERGIPE 2.034,1 8,1 118,5 2.160,7 BA BAHIA 14.954,7 0,0 164,7 15.119,4 SUB-TOTAL 54.768,1 367,4 1.033,8 56.169,3 Sudeste MG MINAS GERAIS 24.305,4 107,6 1.078,1 25.491,1 ES ESPÍRITO SANTO 3.414,9 0,0 123,8 3.538,7 RJ RIO DE JANEIRO 6.712,5 42,1 664,3 7.418,9 SP SÃO PAULO 28.775,2 83,0 4.624,1 33.482,3 SUB-TOTAL 63.208,0 232,7 6.490,3 69.931,0 Sul PR PARANÁ 19.361,4 0,0 920,1 20.281,5 SC SANTA CATARINA 7.166,3 247,3 278,3 7.691,9 RS RIO GRANDE DO SUL 11.635,3 95,3 408,2 12.138,8 SUB-TOTAL 38.163,0 342,6 1.606,6 40.112,2 Centro-Oeste MT MATO GROSSO 7.258,9 0,0 76,4 7.335,3 MS MATO GROSSO DO SUL 7.710,6 0,0 60,5 7.771,1 GO GOIÁS 11.785,6 170,7 538,9 12.495,2 DF DISTRITO FEDERAL 683,0 0,0 290,7 973,7 SUB-TOTAL 27.438,1 170,7 966,5 28.575,3 BRASIL 201.177,8 1.120,6 10.319,5 212.617,9 FONTE: DNIT/2010 1.4. Vantagens
Os pavimentos de concreto apresentam algumas vantagens com relação ao flexível, como: Durabilidade, segurança, economia, meio ambiente e custo.
1.4.1. Durabilidade
Referente à sua durabilidade, o pavimento de concreto apresenta uma elevada resistência tanto mecânica quanto ao desgaste. Não sofre deformação plástica, não apresenta trilhas de rodas e nem buracos, e quando o mesmo é submetido à ação do sol e das chuvas, não oxida, sendo assim, há uma grande durabilidade da estrutura.
1.4.2. Segurança
Devido a sua superfície clara, o pavimento rígido possui uma ótima capacidade de reflexão da luz, melhorando a segurança quanto à visibilidade dos motoristas, fato que favorece muito em dias chuvosos e à noite. Outro fator que contribui para a segurança, é que a inclinação do pavimento de concreto é de duas a três vezes menor que no pavimento flexível, sendo assim, há menos possibilidade de acontecer derrapagem do veículo.
A resistência à derrapagem por hidroplanagem no pavimento rígido é superior, devido à velocidade de escoamento da água na superfície do concreto de cimento Portland, ser maior que no concreto asfáltico.
O pavimento rígido apresenta quanto à frenagem, uma aderência dos pneus na superfície de rolamento superior ao pavimento flexível, o que permite uma redução na distância de frenagem, como mostrado na tabela 2; trabalho realizado pelo americano Ruhl, R.L, que apresentou a distância de frenagem de um veículo Chevy, a 95 km por hora.
Tabela 02: Distâncias de frenagem
Distância de frenagem (m)
Condição de superfície Concreto Asfalto A/C %
Seca e nivelada 50 58 16
Úmida e nivelada 96 109 14
Úmida com trilha de roda 96* 134 40
*No caso da pista de concreto, sem trilha de roda.
Fonte: DUTRA 2007.
1.4.3. Economia
Segundo estudos feitos pelo Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá, devido a sua superfície indeformável, rígida e estável, o pavimento de concreto cria uma menor resistência
ao rolamento, exigindo menor esforço da parte mecânica dos veículos, podendo os caminhões economizarem até 11% do seu combustível. Já Prof. Zaniewski, J. P., da Arizona State University, em trabalho diz que essa redução pode chegar a 20%.
Na tabela 3 são mostrados dados obtidos pelo prof. Zaniewski em rodovia pavimentada com concreto nos Estados Unidos, com uma extensão de 16 km e um tráfego diário médio de 25.000 veículos.
Tabela 03: Economia no consumo de combustível
Tipo de veículo Tráfego - % Economia estimada (l/ano)
Automóveis 70 0
Caminhonetes (Picapes) 12 227.970 Caminhões leves e médios (2 eixos) 3 155.564 Caminhões pesados e médios (3
eixos)
1 120.552
Reboque e semirreboques (≥4 eixos) 14 1.933.378
TOTAL 2.437.464
Fonte: DUTRA 2007.
1.4.4. Meio ambiente
Os gastos com ar condicionado dos automóveis é reduzido devido à superfície da pista de rolamento ser clara, que favorece na temperatura da mesma e do ambiente em relação a pavimentos de cor escura, com isso a poluição ambiental diminui, isto segundo estudos feitos pelo “Heat Island Group”, dos EUA, relacionados às “Cool Communities”.
Condição ambientalmente boa, devido à inexistência do fenômeno de lixiviação no concreto com águas percoladas capazes de contaminar o lençol freático ou águas superficiais.
1.4.5. Custo
Com a introdução de novas tecnologias em equipamentos, o custo inicial, ou seja, o de construção dos pavimentos de concreto tornou-se extremamente competitivo, porque esses avanços fazem com que a produção seja mais rápida e a mão de obra reduzida, além disso, faz com que o custo final da alternativa de concreto (custo de construção mais custo anual de manutenção), seja muito baixo com relação a outros tipos de pavimentação.
1.5. Tipos de pavimentos de concreto
1.5.1. Pavimento de concreto simples, PCS
Os PCS são constituídos de placas de concretos moldadas in loco, não armadas, sendo serradas suas juntas transversais e longitudinais algumas horas após a moldagem do concreto. Essas placas podem ser moldadas com vários tipos de concreto, como: CAD – Concreto de alto desempenho, CCR – Concreto compactado a rolo ou CCV – Concreto convencional. (BALBO, 2009)
O principal motivo da serragem das juntas é o controle da retração hidráulica, como a massa de concreto é de grande volume e exposta a diversas condições ambientais não favoráveis, como: o sol, a chuva e o vento, levam o CCP a apresentar fissuras.
Nas juntas transversais são utilizadas barras de aço, chamadas de barras de transferência (BT), onde parte do esforço aplicado em uma placa é transferido para outras placas próximas, por meio desta barra fazendo com que as mesmas trabalhem solidariamente. Na sua ausência, as juntas serradas deverão fazer ponte de distribuição de esforços entre as placas próximas por inter-faceamento de agregados na face vertical fissurada. Já nas juntas longitudinais são empregadas barras de ligação (BL), que tem como função evitar o deslocamento longitudinal das placas ao longo do eixo da pista.
Figura 3: Pavimento de concreto simples com barras de transferência
Com barra de transferência: Espessura de 16 a 45 cm, comprimento e largura ≤ 7 m.
Sem barra de transferência: Espessura de 15 a 20 cm, comprimento de 4 a 6 m e largura de 3 a 4 m. (BALBO, 2009)
Geralmente é empregada manta ou lona plástica de polietileno sobre a sub-base do pavimento, inclusive no caso de ser cimentada (CCR e BGTC), com o propósito de evitar possíveis propagações de fissuras, nas placas de concreto, no caso de bases cimentadas, fig. 4.
Figura 4: Lona plástica, BR 101 - PE (JÚLIO, 2010)
1.5.2. Pavimento de concreto armado, PCA
O pavimento de concreto armado da mesma maneira que os PCS são formados por um conjunto de placas subsequentes, sendo que elas são armadas. Por apresentar uma estrutura armada, a placa de concreto sofre uma redução na sua espessura, e suas dimensões planas são de duas a três vezes maiores, com isso exige menos BT e BL em sua construção. O mesmo trabalha sob ação de esforços em flexão.
Diferentemente do PCS os esforços de tração críticos ocorridos tanto nas fibras inferiores ou nas superiores de uma placa de concreto armado, são obrigatoriamente absorvidos pela área transversal da armadura de aço, dimensionada para cumprir tal função.
1.5.3. Pavimento de concreto protendido, PCPRO
Os pavimentos de concreto protendido podem apresentar na sua estrutura armaduras de aço convencional e cordoalhas protendidas ou apenas cordoalhas protendidas. É realizada uma protensão prévia ou posterior nas cordoalhas, apresentando esforços de compressão na estrutura, antes que a mesma seja solicitada por esforços externos. Quando as placas de concreto são solicitadas por esforços externos, tanto por veículos quanto por efeitos ambientais, no concreto da placa só vai ocorrer tração, quando o esforço prévio de compressão for extrapolado, e dessa forma pode ser reduzida a espessura da mesma. Não tendo à necessidade de utilização de juntas, mesmo com espessura bastante inferior à dos PCA, e uma desvantagem é que o concreto tem que ter resistência à compressão superior à dos PCS e PCA.
Figura 6: Pavimento de concreto protendido
O PCPRO é utilizado em pátios, áreas de manobras de aeroportos e pisos industriais tendo como bom exemplo o Aeroporto Internacional Tom Jobim (Galeão), no rio de Janeiro, executado na década de 70, mostrado na Figura 7.
Figura 7: Aeroporto Internacional Tom Jobim (http://noticias.cancaonova.com)
1.5.4. Whitetopping, WT
É um revestimento de concreto que pode ser do tipo PCS ou PCA, moldado in loco, empregado para restauração de superfícies de outros pavimentos já existentes, seja asfáltico ou de concreto. Essa tecnologia foi bastante desenvolvida com introdução de fibras de aço no concreto, mas mesmo assim não bastam somente às fibras para combater a retração por secagem. São necessárias também juntas bem definidas e comprimentos menores que os convencionais.
Ultrathin whitetopping (UTW): Whitetopping utradelgado, com a espessura da superfície de concreto variando de 50 a 100 mm (2-4 polegadas) com espaçamento variando de 0,6 a 1,2 m.
Thin Whitetopping (TWT), Whitetopping delgado, com a espessura da superfície de concreto variando de 100 a 150 mm (4-6 pol) com espaçamento de 1,8 m.
Figura 8: Pavimento de concreto WT
Figura 9: Primeiro whitetopping no Colorado (http://www.fhwa.dot.gov)
1.5.5. Placas de concreto pré-moldadas, PCPM
As placas pré-moldadas podem ser utilizadas na construção de novos pavimentos ou no reparo de pavimentos preexistentes, ou seja, em reposição de placas degradadas. Esse tipo de pavimento, apesar de não ser um método mais barato que a moldagem convencional, moldada in loco, apresenta várias vantagens, como: excelente moldagem (nas medidas requeridas e condições de cura), menor número de defeitos por retração no concreto (retração plástica), resistências maiores com menor custo, evita o conflito com o tráfego gerado por serviços de demolição em pavimentos para restauração, economia de concreto na espessura de pavimentos novos, possibilidade de serem estocados e concretos mais homogêneos.
As PCPM devem estar bem apoiadas sobre a base após o seu posicionamento, para evitar que as cargas de veículos e/ou temperatura possam provocar estados críticos no concreto, devido os vazios ou falta de contato entre ambas. Para que isso não ocorra, a superfície da base deve estar mais plana possível. Outra coisa é que as mesmas devem ser moldadas com armaduras, devido à necessidade de suporte do peso próprio, quando transportadas, estocadas etc. E com relação às juntas entre as placas, elas devem estar bem seladas. (BALBO, 2009)
1.5.6. Overlay
É a técnica de aplicar uma nova camada de concreto sobre outra, podendo ser chamado, pavimento superposto de concreto. São três as possibilidades de aplicação: não aderente, semi aderente e aderido.
A escolha do não aderente acontece quando o pavimento antigo apresenta certo nível de degradação, com trincas e fissuras. Assim, para que não aconteça reflexão das fissuras, uma camada de separação de concreto asfáltico (CA), com cerca de 3 cm de espessura, é aplicada entre o concreto existente e o novo. Já o semi aderente e o aderido, são pra serem utilizados quando o pavimento original está em boas condições, pois tem como objetivo principal aumentar a capacidade de carga do mesmo. Sendo que, mesmo para aumento da capacidade de carga, são mais utilizados os não aderentes.
A primeira aplicação experimental do overlay no Brasil ocorreu em 2002, quando um trecho da BR 232, entre Recife e Caruaru, recebeu uma superposição, não aderente.
2. Desenvolvimento
2.1. Materiais 2.1.1. Concreto
O concreto para execução de pavimentos rígidos deverá ser dosado por método racional, de modo a obter-se com os materiais disponíveis mistura fresca de trabalhabilidade adequada ao processo construtivo empregado, e o produto endurecido compacto, de baixa permeabilidade satisfazendo às condições de resistência mecânica impostas pela especificação, que devem acompanhar o projeto do pavimento.
Para a confecção dos concretos empregados em pavimentos, usa-se: ligante hidráulico (cimento Portland), agregados (miúdo e graúdo), água, aditivos e adições.
2.1.1.1. Ligante hidráulico (cimento Portland)
Todos os tipos de cimento produzidos no Brasil são admissíveis para a utilização em concretos de pavimentos, desde que satisfaça às exigências especificadas em normaspara o tipo de cimento empregado. (DNIT 050/2004 – EM e DNER-EM 036 (1997)).
2.1.1.2. Agregados
Agregados miúdos
O agregado miúdo é uma areia de origem natural ou resultante do britamento de rochas estáveis, ou a mistura de ambas, cujos grãos passam pela peneira ABNT 4,8 mm e ficam retidos na peneira ABNT 0, 075 mm (NBR 7211/05).
Agregados graúdos
Agregado graúdo é pedregulho ou a brita proveniente de rochas estáveis, ou a mistura de ambos, cujos grãos passam por uma peneira de malha quadrada com abertura nominal de 152 mm e ficam retidos na peneira ABNT 4,8 mm (NBR 7211/05).
Os agregados ocupam aproximadamente 75% do volume de um concreto convencional, e por isso, desempenham função importante no concreto, tanto no seu estado fresco, quanto no endurecido, devendo receber atenção especial na sua caracterização. (ANDRIOLO, 1984).
2.1.1.3. Água
A água deverá estar isenta de matéria orgânica ou outras substâncias prejudiciais à hidratação do cimento, devendo atender os limites indicados na tabela 4.
Tabela 04: Limites de substâncias
PH Entre 5 e 8
Matéria orgânica, expressa em oxigênio consumido 3 mg/l Resíduo sólido 5000 mg/l Sulfatos, expressos em íons SO4 600 mg/l Cloretos, expressos em íons Cl 1000 mg/l
Açúcar 5 mg/l
Fonte: Norma DNIT 059/2004 - ES
2.1.1.4. Aditivos
Aditivo é uma substância distinta da água, dos agregados e do cimento, que se usa como ingrediente em concretos e argamassas, adicionado imediatamente antes ou durante a mistura. Nos concretos utilizados para pavimentos o uso de aditivos redutores de água ou plastificantes, são essenciais para a melhoria da trabalhabilidade, visto que os concretos têm consistência seca. (Comitê 212 do American Concrete Institute (1978).)
Os aditivos são misturados ao concreto, para que se obtenham efeitos, como: a) Melhor trabalhabilidade;
b) Acelerar ou retardar o tempo de pega; c) Reduzir a permeabilidade;
d) Acelerar o desenvolvimento da resistência nas idades iniciais; e) Torná-lo mais resistente aos agentes agressivos;
f) Retardar ou diminuir o calor de hidratação;
g) Desenvolver propriedades fungicidas, germicidas ou inseticidas etc.
2.1.2. Aço
Segundo a DER/PR ES-P 35/05, o aço deve seguir as seguintes condições:
a) O aço para as eventuais barras de transferência ou de ligação deve obedecer à norma NBR 7480.
c) Nas barras de ligação usa-se o aço CA-50 e admitem-se o emprego alternativo do aço CA-25.
d) As telas soldadas empregadas nas armaduras de combate à fissuração devem atender à norma NBR 7481.
2.1.3. Material selante
O material selante pode ser moldado a quente, moldado a frio ou pré-moldado, e deve ser de produção industrial, atendendo a norma do DNIT 046/2004-EM e ao especificado em projeto.
2.1.4. Material para enchimento
Para o enchimento das juntas de dilatação, poderão ser empregadas fibras trabalhadas, cortiça, borracha, esponja, poliestireno ou pinho sem nó (devidamente impermeabilizado), como material de enchimento da parte inferior das juntas de dilatação.
2.2. Execução
A execução do pavimento rígido nos dias atuais tem melhorado muito, devido os avanços tecnológicos e novas técnicas no processo de construção e controle tecnológico dos materiais, que tem ajudado na velocidade do processo e na qualidade do produto final (PC). Como sequência de execução do pavimento de concreto simples, temos: Preparo do subleito, sub-base, assentamento das linhas de referências, inserção das barras de transferência, inserção das barras de ligação, produção do concreto, transporte e lançamento do concreto, espalhamento e adensamento do concreto, acabamento final do concreto, texturização superficial, cura, abertura das juntas, limpeza e selagem das juntas, liberação do tráfego.
2.2.1. Preparo do subleito
Deve-se ter um maior cuidado nas características do subleito (terreno natural), devido suas variações ríspidas, e em especial na presença de solos expansivos e de camadas densas de argila mole, e para que não aconteçam problemas futuros, as condições de compactação devem ser controladas, onde a umidade deve estar próxima da umidade ótima ou levemente
acima, em pelo menos 50 a 60 cm do mesmo. Em locais que o clima é úmido, é aconselhável o uso do reforço do subleito, com um material não expansivo, servindo como isolante de toda plataforma e em espessura máxima de 15 cm (situações críticas até 50 cm).
A norma DNER-ES 299, cita as exigências sistemáticas a serem utilizadas na regularização do subleito em rodovias, com a terraplenagem já completada. Após a finalização do processo de regularização do subleito o mesmo deverá ser evidenciado com provas de carga, onde será determinado o coeficiente de recalque (k), de forma aleatória, no mínimo a cada 100 m e se o solo for homogêneo a cada 200m, em seu eixo e nas suas bordas.
2.2.2. Sub-base
A sub-base é uma camada delgada de materiais, seja granulares ou tratadas, onde se situa entre o subleito e a placa de concreto, podendo ser classificados de acordo com a tabela 5. A utilização de uma ou outra, dependerá das condições de projeto.
Tabela 05: Tipos de sub-bases.
DNIT – Manual de pavimento rígido
A sub-base possui as seguintes funções:
Uniformizar o suporte disponível ao longo da faixa do pavimento;
Evitar os efeitos das mudanças excessivas de volume dos solos do subleito;
Eliminar a ocorrência do fenômeno de bombeamento de finos plásticos, porventura presentes no solo de fundação, quando há presença de água em excesso e cargas pesadas.
A sub-base deverá ser executada e controlada em sua qualidade de acordo com as normas: NBR 11803, DNIT 066/2004 – ES, DNIT 058/2004-ES, DNIT 057/2004-ES, DNIT 065/2004-ES e NBR 11806.
No caso de ter sido indicada a colocação de película impermeabilizante e isolante sobre a superfície de sub-base, deve-se verificar se a mesma está adequadamente esticada e se as emendas são feitas com recobrimentos de no mínimo 20 cm.
2.2.3. Assentamento das linhas de referências
Para inserção das linhas de referências são cravados hastes de aço ao longo das duas laterais da pista, com um afastamento máximo de 5 m entre as hastes ao longo do trecho, onde estas linhas receberão os apalpadores metálicos do equipamento de fôrmas deslizantes, de maneira que o mesmo seja alinhado e nivelado pelo apalpador vertical e horizontal, respectivamente, conforme alinhamento e cotas do projeto. É fundamental que estas linhas estejam alinhadas e bem niveladas, a todo o processo de execução, ficando como obrigação a sistemática verificação das mesmas, devendo-se evitar choques para que não haja deslocamento.
Ocorrendo deslocamento das linhas de referências, a concretagem deverá ser imediatamente interrompida, até que elas sejam novamente reposicionadas, garantindo-se o nivelamento e o alinhamento originais.
Figura 10: Linha de referência e apalpador horizontal, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
2.2.4. Inserção das barras de transferência
Para garantir que as barras de transferências tenham um perfeito alinhamento, já prontas, elas são fixadas na sub-base por meio manual, ou introduzidas no concreto por meio de dispositivo de inserção automática, quando o equipamento vibroacabador dispõe do mesmo.
Figura 11: Fixação manual das barras de transferência, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
Figura 12: Inserção de barras (DBI, Dowel Bar Inserter). (http://www.pisosindustriais.com.br)
2.2.5. Inserção das barras de ligação
As barras de ligação centrais e laterais poderão serem inseridas manualmente ou automaticamente. De modo manual são furados buracos, com furadeiras comuns na sub-base, onde, alinhado pela topografia são inseridas as barras de ligação, já de maneira automática, a própria vibroacabadora é responsável pela inserção das mesmas.
Figura 13: Perfuração para inserção das barras de ligação, BR 101 - PE. (JÚLIO, 2010)
Figura 14: Fixação manual das barras de ligação, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
Figura 15: Fixação automática das barras de ligação. (http://www.pisosindustriais.com.br)
2.2.6. Produção do concreto
As usinas dosadoras e misturadoras são responsáveis pela fabricação do concreto, sendo dispostas com dispositivos eletrônicos para o controle da dosagem e pesagem dos materiais. Estas são instaladas em pontos estratégicos no canteiro de obra para facilitar a execução, podendo ser transportadas para outros locais.
2.2.7. Transporte e lançamento do concreto
O transporte do concreto é feito através de caminhões basculantes e lançado no local de execução, que deverá ser o mais uniforme possível na frente da vibroacabadora, com uma preferência de não ultrapassar a altura da rosca sem fim distribuidora do equipamento, e não formar montes com altura maior que 1 m. Devendo-se evitar a interrupção da alimentação do concreto na vibroacabadora, para que não ocorra desconforto do tráfego após a cura do concreto.
Figura 17: Lançamento do concreto no pavimento, BR 101 - PE. (JÚLIO, 2010)
2.2.8. Espalhamento e adensamento do concreto
O equipamento vibroacabador é também responsável pelo espalhamento do concreto, através de sua rosca sem fim, ou dispositivo idêntico, e quando necessário com auxílio de ferramentas manuais, que deverá deixar o mesmo o mais distribuído possível. Após isto, o adensamento é feito com vibradores de imersão conectados ao equipamento, em quantidade suficiente para vibrar toda a largura da faixa de rolamento, e por consolidação superficial (Régua tipo tamper). Usa-se escavadeira hidráulica para facilitar o espalhamento do concreto, que não deve estar acima da rosca sem fim.
Figura 18: Espalhamento do concreto, BR 101 - PE. (JÚLIO, 2010)
Figura 19: Adensamento do concreto. (http://www.pisosindustriais.com.br)
2.2.9. Acabamento final do concreto
O acabamento do concreto pode ser pelo método mecânico e/ou manual, sendo feito logo após o adensamento. Pelo método mecânico é utilizada a régua acabadora longitudinal (Auto float) ou a mesa acabadora flutuante (Float pan), e em seguida é utilizado o acabamento manual final, com as desempenadeiras manuais metálicas de cabo longo (Floats) e cabo curto.
Devem-se ter alguns cuidados com as bordas do pavimento na passagem da vibroacabadora para que não haja abatimento, sendo assim, as características tecnológicas do concreto, principalmente na sua consistência, devem estar adequadas ao processo de execução. Em caso
do abatimento acontecer é necessária fôrma de madeira ou metálica para a contenção dos bordos.
Figura 20: Régua acabadora longitudinal (Auto float). (http://www.pisosindustriais.com.br)
Figura 21: Desempenadeira manual metálica, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
Figura 22: Proteção com lona plástica, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
2.2.10. Texturização superficial
A texturização deverá ser feita pelo equipamento texturizador, autopropulsionado, e finalizado por vassouras manuais, que farão a complementação ou correção da textura superficial dada pelo equipamento.
Figura 23: Texturização mecânica do concreto (http://www.pisosindustriais.com.br)
Figura 24: Texturização manual do concreto, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
2.2.11. Cura
A cura do concreto é feita através de produtos químicos capazes de formar uma película plástica sobre a estrutura do concreto, esta deverá atender a norma ASTM C 309 e a taxa determinada pelo fabricante com aprovação da fiscalização.
A aplicação deverá ser executada por meio de um equipamento composto de bomba e barra espargidora em toda a extensão da faixa, isto depois que a mesma esteja texturizada. Para evitar a aplicação de maneira inadequada, deve-se manter a constante inspeção nos bicos espargidores, para que não haja entupimentos. Se necessário, esses bicos deverão ser substituídos.
É recomendado que o equipamento espargidor mantenha pequena distância com relação à vibroacabadora, para manter a eficácia da cura, deve-se também manter sempre na obra bombas de costas, para eventual complementação da cura química, podendo assim garantir a qualidade do pavimento.
Figura 25: Cura química mecanizada. (http://www.abcp.org.br)
Figura 26: Cura química manual, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
2.2.12. Abertura das juntas
Todas as juntas longitudinais e transversais, deverão ser serradas com disco diamantado o mais cedo possível, sendo o primeiro corte com o concreto ainda semi-endurecido, e suas posições definidas pelo projeto, lançadas por meio de topografia, permitindo uma variação de alinhamento de até 5 mm. As juntas deverão ser contínuas em todo o comprimento da pista. A profundidade de abertura das juntas deverá ser 1/3 da espessura das placas.
Figura 27: Abertura das juntas, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
2.2.12.1. Juntas longitudinais
As juntas longitudinais devem ser serradas com o concreto ainda semi-endurecido, após a finalização do processo de cura, tendo prazo máximo de 24 horas, e este corte deve garantir a profundidade prevista em projeto.
As juntas longitudinais de construção terão que ser coincidentes com as longitudinais do projeto, a sua face lateral deverá ser pintada, com material apropriado que impeça a aderência entre a faixa executada e a futura.
As barras de aço utilizadas como barras de ligação, devem ter o diâmetro, o espaçamento e o comprimento que é definido pelo projeto, e precisam estarem limpas e isentas de óleo ou qualquer substância que prejudique a aderência ao concreto.
2.2.12.2. Juntas transversais
O corte das juntas transversais deverá ser iniciado nas primeiras horas, sendo que o primeiro corte será com o concreto ainda semi-endurecido, tendo-se a preocupação de que não ocorra o esborcinamento das bordas da junta, mas se isso acontecer significa que o concreto ainda está com baixa resistência mecânica, exigindo mais tempo para fazer outra tentativa. A sequência de corte deverá ser definida pela construtora e aprovado pela fiscalização, tendo em vista o tipo de cimento, o tipo de concreto aplicado e as condições climáticas.
A profundidade de corte não deve ser inferior à especificada em projeto, e para que isso não ocorra, deve-se verificar com o emprego de gabaritos metálicos em toda a extensão das juntas ou pelo menos 5 locais aleatórios, em cada placa.
Sempre que a concretagem das placas forem paralisada, por mais de 30 minutos, deverá ser executada uma junta transversal de construção (Figura 28), com sua posição coincidente com a de uma junta transversal indicada no projeto, mas no caso de acontecimentos casuais, como: acidentes mecânicos ou pessoais, atraso no transporte de concreto, chuvas e outros, que impeçam o prosseguimento da concretagem até uma junta transversal projetada, deverá ser executada obrigatoriamente uma junta transversal de construção de emergência, do tipo previsto no projeto.
Figura 28: Junta transversal de construção, BR 101 – PE. (JÚLIO, 2010)
2.2.13. Limpeza e selagem das juntas
A limpeza dos sucos das juntas deve ser feita com jatos de água e ar comprimido, para a retirada dos resíduos soltos, como nata de cimento que fica impregnada durante a operação de corte, onde a mesma vai garantir a aderência do material selante.
O material selante pode ser pré-moldado ou moldado in loco, o que é moldado no local deve ser cuidadosamente colocado no interior dos sucos, sem respingar a superfície, e em quantidades suficientes para encher as juntas sem transbordamento, qualquer excesso deverá
ser prontamente removido e a sua superfície limpa do material respingado. A profundidade de penetração do material selante é definida em projeto.
Figura 29: Aplicação do selante moldado in loco. (http://www.pisosindustriais.com.br)
Figura 30: Aplicação do selante pré-moldado (http://www.pisosindustriais.com.br)
2.2.14. Liberação do tráfego
A liberação do tráfego de veículos, só poderá ser feita, quando o responsável pelo controle tecnológico, obtiver os resultados da resistência à tração na flexão (fctM,est), e este for no mínimo igual àquele especificado em projeto (fctM,k).
3. CONCLUSÃO
Através de todo estudo elaborado acerca do pavimento de concreto, seus tipos, características e execução, pode-se entender que há grandes benefícios na utilização e manutenção do mesmo, devido ele possuir diversas vantagens que o define como um produto de qualidade.
O pavimento de concreto ainda se encontra com um valor de execução não competitivo com outros pavimentos, mais pode se ver que tem melhorado muito devido os avanços na área de tecnologias em equipamentos e máquinas, que além de aumentar a velocidade do processo, faz com que o mesmo seja de melhor qualidade, assim diminuindo os custos. Porém são bastante utilizados em rodovias que tem um tráfego pesado.
No entanto é importante destacar que é necessário ter um total controle nos materiais utilizados para confecção do concreto e em todos os processos de execução, pois um bom trabalho feito por mãos preparadas é que definirá a qualidade do pavimento. E tudo isso faz com que ele se destaque no Brasil e no mundo.
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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