dissertação - dalter godinho

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS ESCOLA DE ARQUITETURA PÓS-GRADUAÇÃO EM AMBIENTE CONSTRUÍDO E PATRIMÔNIO SUSTENTÁVEL PAVIMENTO INTERTRAVADO: UMA REFLEXÃO SOB A ÓTICA DA DURABILIDADE E SUSTENTABILIDADE Dalter Pacheco Godinho Belo Horizonte 2009

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Pavimentação Intertravada - Durabilidade e Sustentabilidade - Dissertação - Escola de Engenharia da UFMG

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

    ESCOLA DE ARQUITETURA

    PS-GRADUAO EM AMBIENTE CONSTRUDO E PATRIMNIO

    SUSTENTVEL

    PAVIMENTO INTERTRAVADO:

    UMA REFLEXO SOB A TICA DA

    DURABILIDADE E SUSTENTABILIDADE

    Dalter Pacheco Godinho

    Belo Horizonte

    2009

  • Dalter Pacheco Godinho

    PAVIMENTO INTERTRAVADO:

    UMA REFLEXO SOB A TICA DA DURABILIDADE E

    SUSTENTABILIDADE

    Dissertao apresentada ao Programa de

    Ps-graduao em Ambiente Construdo e

    Patrimnio Sustentvel da Escola de Arquitetura,

    Universidade Federal de Minas Gerais, como

    requisito parcial obteno do ttulo de Mestre.

    rea de concentrao: Ambiente Construdo e

    Patrimnio Sustentvel.

    Linha de pesquisa: Pavimento Intertravado

    Orientador: Prof. Dr. Abdias Magalhes Gomes

    Belo Horizonte

    Escola de Arquitetura da UFMG

    2009

  • FICHA CATALOGRFICA

    Godinho, Dalter Pacheco

    G585p Pavimento intertravado: uma reflexo na tica da durabilidade e sustentabilidade / Dalter Pacheco Godinho - 2009.

    157f. : il. Orientador: Abdias Magalhes Gomes. Dissertao (mestrado) - Universidade Federal de

    Minas Gerais, Escola de Arquitetura.

    1. Concreto pr-moldado Formas. 2. Materiais de

    construo Durabilidade - Teses. 3. Desenvolvimento sustentvel Minas Gerais - Teses. I. Gomes, Abdias Magalhes. II. Universidade Federal de Minas Gerais. Escola de Arquitetura. III. Ttulo.

    CDD : 693.544

  • iii

    UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

    ESCOLA DE ARQUITETURA

    PS-GRADUAO EM AMBIENTE CONSTRUDO E PATRIMNIO

    SUSTENTVEL

    Pavimento Intertravado:

    Uma reflexo sob a tica da durabilidade e sustentabilidade.

    Dalter Pacheco Godinho

    Dissertao apresentada ao Programa de

    Ps-graduao em Ambiente Construdo e

    Patrimnio Sustentvel da Escola de Arquitetura,

    Universidade Federal de Minas Gerais, como

    requisito parcial obteno do ttulo de Mestre.

    Comisso Examinadora: ___________________________________ Prof. Dr. Abdias Magalhes Gomes DEMC/UFMG (Orientador) ___________________________________ Prof. Dr. Carlos Yukio Suzuki USP ___________________________________ Prof. Dr. Marco Antnio Penido Rezende Escola de Arquitetura/UFMG ___________________________________ Prof. Dr. Joo Julio Vitral Amaro Escola de Arquitetura/UFMG

    Belo Horizonte, 30 de abril de 2009.

  • iv

    memria de meu Pai.

    Para minha Me.

  • v

    AGRADECIMENTOS

    Agradeo a todos que contriburam para a elaborao dessa dissertao:

    Meu Mestre, Professor Dr. Abdias Magalhes Gomes, pelas valiosas

    sugestes e discusses enriquecedoras.

    Minha esposa Maria Clara e minhas filhas Bruna e Amanda, pela fora,

    pelo apoio e pelo carinho. De quem privei momentos de convivncia, esta

    dissertao por vocs e para vocs.

    M.Sc. Eng. Edmundo Abi-Ackel, pelo incentivo ao incio dessa

    empreitada, pela inestimvel ajuda na elaborao do texto e

    disponibilizao de valiosos dados de experimentos laboratoriais, alm da

    infindvel disposio em cooperar.

    Professores da Escola de Arquitetura, que me permitam mencion-los

    de forma carinhosa pelos nomes de tratamento em nosso dia-a-dia:

    Eleonora, Marco Antnio, Taquinho, Leonardo, Joo Jlio, Roberta,

    Lurdinha, Maria Anglica, Helosa, Ronaldo e Luiz. Agradeo a todos pelas

    crticas e sugestes indispensveis, e, principalmente, por proporcionar

    uma viso mais ampla e integrada da natureza humana e suas

    idealizaes.

    M.Sc. Eng. Abdo Hallack, pelas informaes tcnicas e calorosas

    discusses sobre pavimentao.

    Engenheiranda Deise Paraguay, pela pacincia na formatao desta

    dissertao.

    Em memria de meu grande mestre e orientador profissional, o eterno

    amigo Eng. Mrcio Rocha Pitta, pelos ensinamentos sobre engenharia da

    pavimentao e pelo trato despojado com que compartilhava seus

    conhecimentos gerais.

    Agradeo a Deus por todas as coisas, desde minha existncia at todas as

    minhas conquistas, numa proposta constante de ser digno do Seu amparo.

  • vi

    SUMRIO

    LISTA DE FIGURAS .............................................................................................. VIII

    TABELA ................................................................................................................. XI

    LISTAS DE SMBOLOS E ABREVIATURAS .......................................................... XII

    RESUMO............................................................................................................... XIII

    1 INTRODUO .................................................................................................. 15

    1.1 Consideraes Preliminares ......................................................................... 15

    1.2 Objetivos da Dissertao .............................................................................. 17

    1.3 Justificativa e Relevncia do Tema ............................................................... 19

    1.4 Reviso Bibliogrfica .................................................................................... 21

    2 VISO GLOBAL DOS PAVIMENTOS INTERTRAVADOS ............................. 23

    2.1 Breve Histrico: Primeiros Passos ................................................................ 23

    2.2 Estrutura Tpica de um Pavimento Intertravado ............................................ 34

    2.2.1 Camada de Revestimento de PPC ..................................................... 37

    2.3 Procedimentos de Construo dos PI ........................................................... 42

    2.4 Caracterstica do Intertravamento Produzido pelas Peas do PI .................. 43

    2.5 Caractersticas Funcionais dos Pavimentos Intertravados ........................... 48

    3 PRINCIPAIS MTODOS DE DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO

    INTERTRAVADO .................................................................................................. 54

    3.1 Antecedentes ................................................................................................ 54

    3.2 O Estado-da-Arte dos Mtodos de Dimensionamento dos Pavimentos

    Intertravados ......................................................................................................... 58

    3.2.1 Dimensionamentos baseados na experincia de campo ................... 59

    3.2.2 Dimensionamentos utilizando-se experincia de campo e ensaios

    de laboratrio ................................................................................................ 60

    3.2.3 Dimensionamentos fundamentados na equivalncia de materiais ..... 61

    3.2.4 Dimensionamentos baseados em modelos numricos ...................... 63

    3.3 Desenvolvimento e impasses ....................................................................... 64

  • vii

    4 ANLISE DE NORMAS E DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTO

    INTERTRAVADO DESTINADO A TRFEGO LEVE ............................................. 65

    4.1 Estgio Atual das Normas Internacionais e Brasileiras ................................. 65

    4.1.1 Norma Brasileira Atual ........................................................................ 71

    4.1.2 Parmetros necessrios a serem introduzidos na Norma Brasileira .. 73

    4.1.3 Processo de reviso da normatizao europia ................................. 74

    4.1.4 Processo norte-americano de normatizao e institucionalizao da

    tecnologia de PPC ........................................................................................ 80

    4.2 Sugestes para Elaborao da Norma de Pavimento Intertravado .............. 82

    4.3 Dimensionamento para Trfego Leve ........................................................... 87

    5 ANLISE DE CASO ....................................................................................... 92

    5.1 Brumadinho................................................................................................... 92

    5.1.1 Situao atual das peas usadas em Brumadinho ............................. 97

    5.2 Mrio Campos ............................................................................................. 109

    6 VIABILIDADE TCNICA E ECONMICA ..................................................... 112

    6.1 Avaliao Funcional .................................................................................... 112

    6.1.1 Permeabilidade ou Drenabilidade de PI ........................................... 112

    6.1.2 Avaliao da Resistncia Derrapagem .......................................... 120

    6.1.3 Conforto de rolamento ...................................................................... 124

    6.1.4 Sintropia e Entropia .......................................................................... 127

    6.2 Dados para Composio de Custo Comparativo e Anlise de Viabilidade . 131

    6.3 Consideraes sobre o Mercado, as Normas e o Ambiente ....................... 137

    7 CONCLUSES ............................................................................................ 139

    8 REVISO BIBLIOGRFICA .............................................................................. 141

    9 ANEXOS ...................................................................................................... 156

  • viii

    LISTA DE FIGURAS

    Figura 2.1 - Vila pia em Roma ....................................................................... 27

    Figura 2.2 - Blocos de argila na cidade de Rio Branco, Acre. .......................... 29

    Figura 2.3 - Rua de pavimento com pedras p-de-moleque localizada na cidade

    de Paraty/RJ. ............................................................................................ 31

    Figura 2.4 - Pavimento com pedras p-de-moleque no Caminho do Ouro. ... 32

    Figura 2.5 - Estrutura tpica de um pavimento intertravado .............................. 35

    Figura 2.6 - Distribuio da carga normal vertical provocada pela roda, ao longo

    das camadas de um pavimento ................................................................ 36

    Figura 2.7 - Principais tipos de assentamento das PPC .................................. 38

    Figura 2.8 - Efeito do arranjo de assentamento das peas de concreto no

    desempenho do pavimento sob solicitao do trfego. ............................ 39

    Figura 2.9 - Formatos tpicos das PPC mais usuais ......................................... 40

    Figura 2.10 - Formatos tpicos de PPC ............................................................ 41

    Figura 2.11 - Efeito da espessura das peas de concreto no desempenho do

    pavimento sob solicitao do trfego ........................................................ 42

    Figura 2.12 - Procedimento de construo....................................................... 43

    Figura 2.13 - Intertravamento horizontal. ......................................................... 44

    Figura 2.14 - Intertravamento vertical ............................................................... 46

    Figura 2.15 - Movimento de girao das peas pr-moldadas de concreto ..... 47

    Figura 2.16 - Intertravamento rotacional .......................................................... 47

    Figura 3.1 - Aparato de Knapton ...................................................................... 55

    Figura 4.1 - Perda progressiva de nivelamento da superfcie do pavimento

    devido a variaes de espessura nas PPC ............................................... 68

    Figura 4.2 - Estrutura funcional do CEN e as subdivises do TC 178 .............. 76

    Figura 4.3 - Ensaio de trao indireta .............................................................. 77

    Figura 4.4 - Esquema do ensaio de trao por compresso na prpria PPC... 78

    Figura 4.5 - Dispositivo de ensaio de trao, utilizado em ensaios de resistncia

    .................................................................................................................. 78

    Figura 4.6 - Fluxo de dimensionamento emprico para trfego leve Pedestres

    e carros leves ............................................................................................ 89

  • ix

    Figura 4.7 - Fluxo de dimensionamento emprico de PPC para trfego leve

    veculos leves e poucos veculos pesados................................................ 90

    Figura 5.1 - Vista parcial da cidade de Brumadinho ......................................... 92

    Figura 5.2 - Peas pr-moldadas confeccionadas em Brumadinho ................. 94

    Figura 5.3 - Bairro Silva Prado, Brumadinho .................................................... 95

    Figura 5.4 - Varrio do rejunte de areia. Bairro Silva Prado, Brumadinho ...... 96

    Figura 5.5 - Compactao do Pavimento Intertravado. Bairro Silva Prado,

    Brumadinho ............................................................................................... 96

    Figura 5.6 - Pavimento intertravado concludo, Bairro Silva Prado .................. 97

    Figura 5.7 - Pavimento intertravado concludo, Bairro Silva Prado .................. 97

    Figura 5.8 - Representao de uma pea de concreto de pavimento

    intertravado, pea adquirida no mercado .................................................. 99

    Figura 5.9 - Representao de um cilindro concreto moldado, utilizando

    resduos de construo civil ...................................................................... 99

    Figura 5.10 - Perspectiva de uma pea pr-fabricada de concreto, da Cidade de

    Brumadinho/MG ...................................................................................... 100

    Figura 5.11 - Prensa para o ensaio de compresso dos corpos de prova de

    concreto, Laboratrio de Concreto, UFMG ............................................. 101

    Figura 5.12 - Grfico com os resultado do ensaio a compresso .................. 102

    Figura 5.13 - Mquina Amsler ........................................................................ 104

    Figura 5.14 - Superfcie aps o ensaio de abraso do corpo de prova moldado

    com agregados de resduos de construo e demolio ........................ 106

    Figura 5.15 - Superfcie da pea de concreto para pavimentao intertravada

    adquirida no mercado, aps o ensaio de abraso .................................. 107

    Figura 5.16 - Superfcie da pea vinda de Brumadinho/MG, aps o ensaio de

    abraso ................................................................................................... 107

    Figura 5.17 - Grfico Desgaste por abraso .................................................. 109

    Figura 5.18 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 110

    Figura 5.19 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 110

    Figura 5.20 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 111

    Figura 5.21 - Pavimento intertravado, Mrio Campos .................................... 111

    Figura 6.1 - Constant Water Level Type Permeability Tester ......................... 115

  • x

    Figura 6.2 - Gerador de Chuva Artificial ......................................................... 116

    Figura 6.3 - Execuo dos pavimentos intertravados drenantes .................... 117

    Figura 6.4 - Permeabilidade de pavimentos de Blocos de Concreto em vrias

    idades ..................................................................................................... 118

    Figura 6.5 - Pavimento intertravado drenante, pisograma ............................. 120

    Figura 6.6 - Aplicao de pavimento intertravado drenantes. ........................ 120

    Figura 6.7 - Valores de coeficientes de atrito dinmico em pavimentos

    intertravados ........................................................................................... 124

    Figura 6.8 - Tipos de pea e pavimento ......................................................... 125

    Figura 6.9 - Cadeira manual ........................................................................... 126

    Figura 6.10 - Cadeira eltrica ......................................................................... 126

    Figura 6.11 - Medio realizada por Idrio Domigues em Ribeiro Preto/Ago

    2001 ........................................................................................................ 129

    Figura 6.12 - Economia de energia eltrica proporcionada pelos pavimentos

    intertravados ........................................................................................... 129

    Figura 6.13 - Economia de energia eltrica proporcionada pelos pavimentos

    intertravados. .......................................................................................... 130

  • xi

    TABELA

    Tabela 4.1 - Requisitos fsicos para produo de PPC no Brasil ..................... 72

    Tabela 4.2 - Granulometria da areia para o colcho de areia para pavimento

    intertravado ............................................................................................... 72

    Tabela 4.3 - Requisitos do projeto de norma europia ..................................... 79

    Tabela 4.4 - Requisitos para PPC das normas Americana e Canadense ........ 81

    Tabela 4.5 - Categorias de trfego para pavimentos ...................................... 88

    Tabela 5.1 - Resultado do ensaio a compresso dos corpos de prova, conforme

    NBR 9780 ................................................................................................ 101

    Tabela 5.2 - Desgaste por abraso, referente a um percurso de 1000 m ...... 108

    Tabela 6.1 - Valores tpicos de coeficientes de permeabilidade de alguns tipos

    de solos ................................................................................................... 114

    Tabela 6.2 - Categorias de pavimentos intertravados conforme a

    permeabilidade ........................................................................................ 119

    Tabela 6.3 - Valores mnimos sugeridos da resistncia derrapagem medido

    com o Pndulo Britnico ......................................................................... 122

    Tabela 6.4 - Valores recomendados a resistncia derrapagem medidos com o

    Pndulo Britnico .................................................................................... 122

    Tabela 6.5 - Resultados da resistncia derrapagem em PPC, medidas com o

    pndulo britnico ..................................................................................... 123

    Tabela 6.6 Tempo de exposio contnua do cadeirante ............................ 127

    Tabela 6.7 - Fator de luminncia .................................................................... 130

    Tabela 6.8 - Formato para o clculo do custo de um pavimento de blocos pr-

    moldados de concreto ............................................................................. 136

  • xii

    LISTAS DE SMBOLOS E ABREVIATURAS

    AASHO American Association of Highway Officials

    ABCP Associao Brasileira de Cimento Portland

    ABNT Associao Brasileira de Normas Tcnicas

    ASTM American Society for Testing and Materials (USA)

    ICPI Interlocking Concrete Pavement Institute

    NBR Norma Brasileira Registrada

    PPC Peas Pr-moldadas de Concreto

    PI Pavimento Intertravado

    TRRL Transport and Road Research Laboratory

  • xiii

    PAVIMENTO INTERTRAVADO:

    UMA REFLEXO SOB A TICA DA DURABILIDADE E SUSTENTABILIDADE

    RESUMO

    A nomenclatura praticada no meio comercial e no tcnico correspondente a

    esse tipo de pavimentao compreende o termo Pavimento Intertravado, o

    qual tem sido usado, frequentemente, de maneira inadvertida para designar

    qualquer tipo de pavimento cujo revestimento constitudo por peas pr-

    moldadas de concreto, s vezes restringindo-se a peas com certos formatos e

    dimenses.

    Alm das questes diretamente ligadas ao pavimento em si, faz-se, de forma

    sucinta, um breve relato quanto s caractersticas de sustentabilidade que

    envolvem a aplicao desse tipo de pavimento. De forma alguma se esgota o

    assunto, mas reafirma as necessidades do emprego da engenharia com uma

    viso integrada ao meio ambiente, como si acontecer na viso da arquitetura.

    A partir de prticas como a utilizada na nomenclatura desse tipo de pavimento,

    passando por construes que nem sempre atendem norma brasileira

    vigente, obras que tem desempenho aqum do esperado ou que surpreendem

    positivamente, imagina-se a possibilidade de uma organizao melhor sobre o

    assunto.

    Dessa forma, desenvolve-se um levantamento das condies atuais, faz-se um

    estudo de caso e, de acordo com a devida compilao de dados, buscam-se

    comprovaes quanto possibilidade do uso de peas pr-moldadas de

    resistncia mecnica menor do que as preconizadas pela norma da ABNT.

    Com o intuito de colaborar com a devida normalizao para a pavimentao

    intertravada, sugere-se no uma reviso das atuais normas, mas a criao de

    uma norma exclusiva; para a qual, desenvolve-se uma crtica norma vigente

    que rene tpicos fundamentais na discusso de um texto bsico para uma

    nova norma.

  • xiv

    ABSTRACT

    The nomenclature practiced in the commerce and corresponding technicians to

    this paving type comprehends the term Interlocking Pavement, which has

    been used, frequently, of inadvertent manner to designate any pavement type

    whose coating is constituted by precast paver of concrete, sometimes restricting

    the pieces with some formats and dimensions.

    Besides the questions directly tied to pavement itself, it does, of succinct form, a

    brief report regarding the characteristics of sustainability that involve the

    application of this type of pavement. In no way it exhausts the subject, but it

    reaffirms the needs to engineering job with a vision integrated to the

    environment, like normally happen on vision from architectural.

    From practices used as the used one in the nomenclature of this type of

    pavement, undergoing buildings what not always attend to the valid brazilian

    norm, works that has performance on this side of the waited or that surprise

    positively, it imagines the possibility of an organization better about the subject.

    Thus, it develops a current conditions rising, it does a study of case and,

    according with owed her data compilation, they seek confirmations regarding

    the pieces precast of concrete smaller mechanical resistance use possibility

    that the recommended by ABNT's norm.

    With intention of collaborating with due normalization for the interlocking paving,

    it suggests not a revision of the current norm, but the creation of an exclusive

    norm; for which, a criticism is developed to the valid norm that gathers

    fundamental topics in the discussion of a basic text for a new norm.

  • 15

    1 INTRODUO

    1.1 Consideraes Preliminares

    O sucesso dos pavimentos de peas pr-moldadas de concreto em todo o

    mundo pode ser atribudo maneira nica pela qual combinam os trs

    requisitos fundamentais da pavimentao: esttica, capacidade estrutural e

    integrao com o ambiente.

    As peas pr-moldadas de concreto - PPC - so durveis e rgidas como as

    placas de concreto tendo, ao mesmo tempo, a flexibilidade associada aos

    pavimentos asflticos.

    Usar-se-, por simplicidade, o termo pavimento intertravado - PI - para designar

    pavimentos com camada de revestimento constituda com caractersticas

    especficas. Argumenta-se sobre a necessidade dessa nomenclatura especfica

    para determinar um tipo de pavimento; no caso, aquele constitudo de peas

    pr-moldadas de concreto com dimenses e conformaes que proporcionem

    o necessrio intertravamento entre elas, possibilitando a transferncia de carga

    devida ao atrito nas paredes laterais do conjunto pea-areia-pea e conferindo

    capacidade estrutural suficiente para simular uma camada contnua. Essa idia

    reforada pela constante expresso nos trabalhos de SHACKEL (1981, 1988,

    1990). Atribui-se, portanto, aos pavimentos ora estudados a condio

    sine qua non (indispensvel e essencial) de intertravamento.

    Por outro lado, quando o termo pavimento de peas pr-moldadas de concreto

    for, aqui usado referir-se- ao carter genrico de um pavimento com camada

    de revestimento constituda de peas pr-moldadas de concreto, com a mais

    ampla abrangncia abordada pelas normas brasileiras da ABNT.

    A imagem dos pavimentos intertravados geralmente est associada

    principalmente a reas de postos de abastecimento e estacionamento de

  • 16

    automveis; em segunda instncia a zonas residenciais e caladas, em que se

    busca simplesmente uma camada de revestimento ou efeitos estticos

    embora essas ltimas aplicaes tenham se despontado de forma intensa.

    Desde a dcada de 1980, com a disponibilidade no mercado de equipamentos

    de grande produtividade e com elevado grau de preciso dimensional, a

    indstria de pavimentos intertravados vem crescendo em grandes propores

    em todo o mundo, inclusive no Brasil. O que era um tipo de material utilizado

    apenas em reas que demandavam efeitos arquitetnicos ou paisagsticos, deu

    lugar a um material nico extremamente verstil para harmonizar qualquer tipo

    de pavimento. Outra caracterstica de destaque neste tipo de pavimento sua

    manuteno, que ao contrrio de outros tipos de pavimento que demandam

    equipamentos dispendiosos, pode ser realizada com uma pequena equipe e

    ferramentas manuais.

    Segundo SMITH (2003), nos Estados Unidos a cada cinco anos dobra a

    quantidade em metros quadrados de rea aplicada de Peas Pr-moldadas de

    Concreto. O que era quatro milhes de metros quadrados em 1980, em 2000 j

    atingia a marca de quarenta milhes a mais de metros quadrados aplicados. O

    mesmo crescimento tem sido registrados na Blgica, Alemanha, Austrlia,

    Nova Zelndia e frica do Sul.

    No Brasil, este consumo tem sido registrado pela Associao Brasileira de

    Cimento Portland como um dos mais expressivos dos produtos pr-moldados

    que utilizam o cimento portland. Na cidade do Rio de Janeiro, programas de

    urbanizao como o Rio Cidade e Favela Bairro j assentaram mais de

    1.000.000 de metros quadrados de pavimentos de peas pr-moldadas na rea

    urbana da cidade, nos ltimos cinco anos.

  • 17

    1.2 Objetivos da Dissertao

    Esta dissertao visa discutir as possibilidades do uso mais intenso e, de forma

    no menos enftica, agregar conceitos que possibilitem a abertura das idias

    hoje fundamentadas numa normatizao engessada, por mais estranho que

    possa parecer, na generalizao tecnolgica refere-se s normas que tratam

    de peas pr-moldadas de concreto para pavimentao, as quais no

    particularizam os pavimentos intertravados e suas possibilidades de aplicao.

    Abrange a discusso de uma alternativa face s transformaes inerentes ao

    desenvolvimento inadvertido que praticado na rea de engenharia de

    pavimentao que, por sua vez, no compactua com o compasso e sequer

    com a direo natural tomada pelos preceitos ecolgicos.

    Conduz, dessa forma, a questo para uma integrao da engenharia na rea

    da pavimentao, com os novos conceitos que podem equacionar as cincias

    humanas que estuda a estrutura e o desenvolvimento das comunidades

    humanas em suas relaes com o meio ambiente e sua conseqente

    adaptao a ele, assim como novos aspectos que os processos tecnolgicos

    ou os sistemas de organizao social possam acarretar para as condies de

    vida do homem.

    Trata, dessa maneira, da aplicao da segunda lei da termodinmica a

    questes sociais e ambientais. Assim, tem-se como parmetro principal o

    prprio enunciado da lei: entropia a medida da disponibilidade da energia, a

    qual afirma que toda energia de um sistema isolado passa de um estado

    ordenado para um desordenado. E, como pano de fundo, varivel essencial,

    foca-se as necessidades e anseios da sociedade no mbito do comportamento

    da natureza.

    Colabora com subsdios para uma nova anlise das normas vigentes e

    posicionamento quanto s reais necessidades de harmonia na pavimentao

  • 18

    urbana. A exemplo do corpo tcnico nacional incluem-se, aqui, os

    engenheiros, os arquitetos e os tcnicos ressalta-se os hbitos quanto

    discrepncia entre a nomenclatura comercial e a normatizada: usa-se o termo

    pavimento intertravado embora no haja uma norma especfica para defini-lo.

    Todas as inferncias, hoje, sobre pavimento intertravado no so balizadas por

    norma tcnica da ABNT.

    Uma variedade de mtodos para dimensionamento das espessuras de

    pavimentos intertravados vm sendo apresentados nas ltimas conferncias

    internacionais sobre o assunto e em vrias outras publicaes atravs dos

    anos, como abordado por: SHACKEL(1979, 1990), KNAPTON (1976),

    HALLACK (1998) e CRUZ (2003). Entretanto, os caractersticos especficos das

    peas que compem o revestimento desse tipo de pavimento tm sido motivo

    de discusso apenas no mbito da durabilidade em face de aplicaes sob

    trfego de veculos comerciais de intensidade significativa, como se percebe

    em HALLACK (1998), PITTA(1998) e tambm, a norma NBR 9780.

    Os estudos de pavimentos intertravados dividem-se basicamente em duas

    escolas: a europia, liderada pela Inglaterra atravs das pesquisas de Knapton,

    e a australiana, resultante das pesquisas de Shackel na Austrlia e na frica do

    Sul. Ainda que a maior parte de seus achados sejam concordantes e

    compartilhados no todo ou parcialmente, existem ainda alguns pontos que

    geram discusses e antagonismo.

    A viso da necessidade, sentida no desempenho da profisso, de se

    contemplar situaes de solicitao menos intensa, no que diz respeito a

    cargas e respectivas frequncias, o foco principal dessa dissertao.

    Alguns conceitos bsicos envolvidos no projeto de pavimentos intertravados

    so revisados e agrupados nesta dissertao, em particular, queles que se

    destinam reas de baixo trfego, dado que essas categorias devem

  • 19

    contemplar peas de resistncia mecnica inferiores aos casos comuns

    sujeitos ao trfego comercial intenso.

    Abordam-se caractersticas especiais tais como as influncias no desempenho

    do pavimento advindas do formato e do arranjo de assentamento das peas, do

    intertravamento e da espessura da camada de areia de assentamento;

    caractersticas que devem ser consideradas no projeto, ainda que no levadas

    em conta diretamente nos procedimentos de dimensionamento; tais inseres

    se do tendo em vista a necessidade do atendimento a esses caractersticos

    mesmo em vias de baixo trfego, caracterizando, assim, o tipo de pavimento,

    mas se constituindo em objeto principal dessa dissertao.

    1.3 Justificativa e Relevncia do Tema

    Trata de questo fundamental para a adequada implementao da infra-

    estrutura das urbes. Os aspectos relevantes giram em torno de discusses

    ambientais e econmicas, pautando-se na utilizao racional do consumo de

    energia, tanto no processo de construo, como, e essencialmente, no decorrer

    do uso desse tipo de pavimento, no que tange s circunvizinhanas.

    As necessidades de novos conceitos e rompimentos com paradigmas

    arraigados no sistema das administraes urbanas fazem-se mister no

    rompimento do novo sculo. O trato das prerrogativas da natureza em relao

    aos costumes, cada vez mais intricados, impressos nas iniciativas de cunho

    pblico tem relevo fundamental na questo abordada, em particular no caso

    das pavimentaes urbanas.

    Alm da discusso quanto s energias despendidas, promove-se o

    conhecimento, seno unicamente o fomento, para o emprego de uma

    alternativa vivel tcnica e economicamente. Trata dos fundamentos da

    tecnologia dos pavimentos intertravados, dando enfoque especial a mtodos

    construtivos e controle tecnolgico que possibilite a verificao da qualidade

  • 20

    almejada. Pretende-se, de forma sucinta, contribuir com a boa prtica da

    arquitetura e da engenharia numa rea h algum tempo subjugada mesmice.

    Numa breve anlise conjuntural, pode-se dizer que as diretrizes reinantes para

    o desenvolvimento da pavimentao seguem caminhos notveis, como num

    processo gravitacional, atreladas ao fcil duto da entropia. Haja vista a fartura

    da matria-prima mais utilizada e seus desmembramentos quanto ao gasto de

    energia e ao custo scio-ambiental. Trata-se de ilhas de sintropia positiva que

    so facilmente acessveis e, assim, exploradas pelo homem. O petrleo,

    encontrado em jazidas, um componente material de um sistema numa ilha de

    sintropia positiva, o qual no se mistura de maneira indistinguvel, mas est

    ordenadamente separado e, portanto, facilmente identificvel e passvel de

    gerar trabalho para o processo econmico.

    No cmputo das aes de explorao dessas fontes de energia armazenada

    pode-se vislumbrar os limites da sintropia positiva e o inevitvel crescimento de

    entropia no processo econmico que se faz envolver, gerando, num

    comportamento zeloso, uma barreira ecolgica ao desenvolvimento da rea em

    questo quando do uso de tal matria-prima.

    Ora, notadamente, engendrar, por si s, promove a queda de potencialidade, a

    diminuio de probabilidade de arranjos da matria e, conseqentemente, o

    aumento da desordem local e o desencadear da entropia. Tal situao

    demanda o estudo de movimentaes que, embora no devam deixar de ser

    pertinentes a um foco de desenvolvimento, tenham o carter de

    sustentabilidade, promovendo, se no um ganho de potencialidade local, uma

    compensao de valores constatada pelo menor dispndio de energia na

    consecuo do intento no caso, a pavimentao. A adoo de sistemas de

    pavimentao que permitam despender menos energia, tanto na obteno de

    matrias-primas que constituem o pavimento, quanto na construo e na

    utilizao do produto final, tem apelo de carter ecolgico e tangencia a

    inatingvel assntota da sustentabilidade.

  • 21

    No que se refere obteno da matria-prima no caso dos pavimentos

    intertravados, o cimento portland tem um custo ecolgico menor em funo

    de se processar materiais abundantes na natureza que, quando tratados

    cuidadosamente, podem agredir de forma menos intensa e definitiva o local de

    sintropia positiva tratamento e reflorestamento de jazidas e vizinhanas. O

    que no acontece numa explorao de petrleo.

    Em termos sucintos, um pavimento uma estrutura composta de camadas de

    diferentes materiais, construda sobre o solo, com a funo de permitir o

    trfego de veculos e pessoas de maneira segura, confortvel e econmica, em

    qualquer condio de clima, durante um determinado perodo de tempo

    (perodo de projeto).

    Dessa forma, o valor social alicera o investimento, mas dada a impossibilidade

    de impedir entropias ecolgicas pelo simples fato da necessidade de

    transformaes e movimentaes da matria, deve agregar qualidade no que

    tange sustentabilidade e, obviamente, passvel de quantificao.

    Assim, faz-se, de maneira concisa, um relato sobre as principais vantagens

    talvez se possa dizer um dia, exigncias para concepo de projeto de

    pavimentao urbana que o pavimento intertravado pode conferir aos

    investidores, usurios e circunvizinhanas.

    1.4 Reviso Bibliogrfica

    A reviso bibliogrfica a seguir aborda temas, como o projeto do pavimento

    intertravado e a especificao de materiais, nos quais ficou evidenciada a

    escassez de dados encontrados na literatura cientfica, sobretudo inerente s

    caractersticas mecnicas necessrias ao adequado funcionamento da

    estrutura de pavimentao. Artigos tcnicos, dissertaes e teses de

    doutoramento tambm foram consultados para a realizao desta reviso.

  • 22

    A presente dissertao aborda o estado-da-arte da pavimentao com peas

    pr-moldadas de concreto como se referem as normas brasileiras da ABNT,

    com nfase no projeto e nos caractersticos das peas do pavimento. As

    propriedades fsicas das peas e sua aplicao como material de

    pavimentao tambm so referenciadas de maneira a dar o destaque de sua

    real importncia para a indstria da construo civil.

    Percebe-se, facilmente, pelo histrico desse tipo de pavimento no Pas, que a

    forma incipiente do uso de novas tcnicas tem deparado com a inrcia inerente

    ao status quo (estado atual) dessa rea da engenharia como si acontecer

    na vasta gama de cincias aplicadas, principalmente em nosso Pas.

    A partir da avaliao do estado-da-arte envolvendo esse tipo de pavimento,

    atravs da consulta de bibliografias recentes, ser possvel avaliar e destacar a

    necessidade de sua implementao, quer por razes meramente econmicas,

    quer pelas necessidades ambientais, no que tange preservao do meio e

    conservao de energia integrada que envolve a pavimentao urbana. Essa

    necessidade permite evidenciar que esse tipo de pavimentao tem potencial

    de aplicabilidade na construo civil, em substituio, com grandes vantagens,

    ao processo comumente utilizado o asfaltamento.

  • 23

    2 VISO GLOBAL DOS PAVIMENTOS INTERTRAVADOS

    2.1 Breve Histrico: Primeiros Passos

    MADRID (1985) relata que a histria dos pavimentos de peas pr-moldadas

    se confunde com a histria do primeiro pavimento que se construiu com

    superfcie durvel, h cerca de 25 sculos: a cobertura do terreno com a

    colocao de pedras em estado natural, que foi a origem dos pavimentos.

    Surgiu da necessidade de se ter vias durveis, que permitissem o trnsito

    rpido e seguro em qualquer poca do ano.

    Com o aperfeioamento dos veculos de trao animal surgiu a necessidade de

    uma superfcie de rolamento mais uniforme, que permitisse um trnsito mais

    confortvel. Passou-se, ento, a talhar as pedras para obteno de um melhor

    ajuste entre elas. Pode-se dizer que assim se construiu o primeiro pavimento

    de peas pr-moldadas.

    Para melhor entender a importncia dos pavimentos com camada de

    revestimento constituda de peas pr-moldadas de concreto relevante

    recorrer a alguns dados histricos que mostram como os povos atravs dos

    sculos, sentiram a necessidade de criar e construir caminhos, trilhas e atalhos

    com o objetivo de vencer as distncias existentes entre os povoados e suas

    colnias, estabelecendo assim algum tipo de comunicao entre eles.

    Na descrio de MULLER (2005), o desenvolvimento da tcnica de

    pavimentao resultou de uma evoluo de procedimentos. Consoante relata

    SAUNIER (1936), apud BERNUCCI et al. (2007), a histria da pavimentao

    remonta aos egpcios, ressaltando uma das mais antigas estradas

    pavimentadas de que se tem registro, que remonta aos anos 2600 2400 a.C.,

    a qual foi construda em lajes justapostos destinados ao transporte de carga

    em trens. Ademais, destaca vrias estradas na Antigidade, como: a estrada

    de Semramis (600 a.C.) construda entre as cidades da Babilnia (hoje no

  • 24

    territrio do Iraque) e Ecbtana (hoje Hamad, no territrio iraniano); a estrada

    Real com 2000 km de extenso, ligando Jnia (hoje na Grcia) a Susa (hoje no

    Ir); e a estrada de Susa a Perspolis, com 600 km, elevando-se do nvel do

    mar at uma altitude de 1800 m no atual Ir.

    BITTENCOURT (1958), apud BERNUCCI et al. (2007), registra, ainda,

    estradas importantes da Antigidade construdas pelos assrios, bem como os

    caminhos da ndia e da China.

    KNAPTON (1996) proporciona uma abordagem dos primrdios da civilizao

    ocidental, descrevendo a importncia das tcnicas de construo de

    pavimentos de vrias pocas, que permitiram o desenvolvimento dos povos

    atravs dos sculos. Alguns destes fatos relevantes do desenvolvimento

    histrico da pavimentao sero ressaltados a seguir.

    Os povos Etruscos dominaram a Itlia no perodo compreendido entre 800 e

    350 a.C. creditado a estes povos o pioneirismo na construo de caminhos

    especficos com fins de transporte de pessoas e cargas entre as vilas e

    colnias da poca. As tcnicas utilizadas pelos Etruscos visavam ligar

    distncias longas, com a preocupao de garantir conforto e resistncia atravs

    de uma superfcie mais plana possvel, utilizando os materiais disponveis e

    conhecidos na poca. As ruas das cidades Etruscas chegavam a 15 metros de

    largura e no seu revestimento era adicionada pedra de mo, juntamente com

    um material mais fino, objetivando permitir s pessoas maior segurana quanto

    ao escorregamento, na presena de gua na superfcie.

    Muito dos conhecimentos dos Etruscos sobre a construo de caminhos foram

    herdados pelos Romanos, o que muito contribuiu para a expanso de seu

    Imprio. medida que os Romanos conquistavam novas regies houve

    necessidade de construir ligaes com o Imprio para principalmente manter o

    deslocamento de tropas militares, se necessrio fosse. O auge do Imprio

    Romano foi por volta do sculo 117 d.C., mas desde os primeiros sculos d.C.

  • 25

    o poder e a riqueza do Imprio permitiram sua expanso a regies distantes de

    toda a Europa como a Glia (Frana), Bretanha (Inglaterra) e parte da

    Germnia (Alemanha). Enfim, Roma dominava todo o mundo Mediterrneo

    (KNAPTON, 1996; GLOBO, 1995).

    Os caminhos Romanos foram construdos de vrias formas de acordo com sua

    importncia e expectativa de utilizao, disponibilidades locais de materiais

    para construo, clima e topografia. Os materiais utilizados como revestimento

    dos caminhos de longa distncia eram geralmente constitudos por solos

    arenosos misturados a pedras naturais do tipo seixos rolados. Pedras talhadas

    manualmente nas formas retangulares e poligonais eram utilizadas nos

    revestimentos das ruas mais utilizadas das cidades.

    A maioria dos caminhos era construda, inicialmente, com propsitos militares,

    a fim de garantir o rpido deslocamento das tropas. A poltica de

    desenvolvimento das colnias conquistadas pelo Imprio Romano levou estes

    caminhos a serem utilizados para propsitos civis e de cunho econmico,

    transportando os tesouros e riquezas para Roma.

    Os caminhos Romanos construdos na regio da Bretanha, hoje conhecida

    como Inglaterra, tinham caractersticas inditas. Eram construdos aterros

    sobre o terreno natural, a fim de obter maior visibilidade contra os possveis

    ataques dos Britons, como eram conhecidos os povos que habitavam

    originariamente a Bretanha, considerados muito hostis. O material empregado

    no aterro era extrado de escavaes paralelas aos caminhos, que

    indiretamente formavam um canal dos dois lados e em toda a extenso destes

    caminhos, servindo como uma drenagem natural.

    Outra importante caracterstica das tcnicas de pavimentao utilizadas pelos

    Romanos ficou demonstrada em escavaes arqueolgicas realizadas em

    1887, em Londres, em famosas ruas da poca da Idade Mdia, como por

    exemplo, a Watling Street, Ermine Street e Fosse Way Street. Nas escavaes

  • 26

    realizadas, foram encontradas estruturas compostas por trs ou quatro

    camadas de materiais de diferentes espessuras e granulometrias.

    A tcnica das escavaes dos canais foi disseminada pelas vias Romanas o

    que muito facilitou a criao dos aquedutos de Roma e implantou o conceito de

    drenagem nas vias principais.

    Os Romanos tambm j reconheciam a importncia dos tipos de areia utilizada

    na construo dos caminhos. Existem relatos de classificao das areias como

    as de rio, as extradas dos canais e do solo natural. Havia uma proposta de

    mistura entre elas, juntamente com cal ou calcrio, formando assim um tipo de

    argamassa na qual posteriormente era adicionado seixo rolado ou mesmo

    pedras de mo espalhadas sobre o caminho. Esta experincia j demonstrava

    a preocupao com a capacidade estrutural das camadas.

    No sculo 150 a.C. foi descoberto na cidade Italiana de Puzzeoli um material

    conhecido na poca como puzzolana. Rapidamente percebeu-se que este

    material utilizado em conjunto com a argamassa de cal e areia apresentava

    considervel resistncia mecnica ao longo do tempo. Isto evoluiu para o que

    hoje se conhece como o cimento portland.

    Na histria da pavimentao Romana, fica clara a importncia da utilizao de

    pedras talhadas manualmente, que serviam como revestimento final da via. Um

    dos exemplos vivos dessa tecnologia que resiste at os tempos de hoje a via

    pia, que foi um dos caminhos mais importantes do Imprio Romano e ligava

    Roma ao sul da Itlia. Iniciada pelo censor romano Appius Cludios, ligava

    Roma a Brindisi, numa extenso de 584 km, com o objetivo de transportar

    provises, tropas e armamentos da costa do Mediterrneo costa dria. A

    Figura 2.1 apresenta um dos poucos locais em que se mantiveram intactas

    partes da Via pia.

  • 27

    Figura 2.1 - Vila pia em Roma (MADRI, 2004)

    Com o passar dos sculos, cada vez mais se utilizavam os caminhos para fins

    mercantis, onde as composies das cargas transportadas foram se

    modificando, exigindo cada vez mais da camada de revestimento.

    SHACKEL (1990) relata que a pavimentao de peas segmentadas vem

    sendo aplicada pelo homem desde a Idade Mdia. A natureza das peas

    utilizadas era basicamente funo da oferta dos materiais locais aliada ao

    desenvolvimento das tcnicas de execuo. O processo evolutivo dos tipos de

    peas de pavimentao segmentadas representado basicamente por quatro

    tipos de materiais. Algumas caractersticas destes materiais so descritas

    resumidamente a seguir.

    Blocos de tijolos de argila

    Na Mesopotnia existem evidncias de uso de tijolos de argila em revestimento

    h 5.000 anos, foram tambm nesta poca os primeiros relatos da utilizao do

  • 28

    betume em pavimentao. Nesta tcnica, os tijolos eram aplicados sobre uma

    camada de betume objetivando garantir a aderncia dos tijolos ao leito do

    terreno. Porm, a durabilidade destes blocos no era grande devido ao

    excessivo desgaste superficial gerado pela ao do trfego da poca.

    A utilizao dos blocos de argila ficava restrita a regies que no dispunham de

    outro material de maior resistncia. No final do sculo XIX, apareceram os

    primeiros fornos que queimavam os tijolos em altas temperaturas, esta tcnica

    resultava no aumento de resistncia mecnica dos tijolos, passando ento a

    ser muito utilizada na Europa e Amrica.

    Em 1926 teve incio a pesquisa cientfica americana utilizando pistas

    experimentais para testes acelerados em pavimentao. Os primeiros estudos

    foram realizados em pavimentos com revestimento de tijolos de argila

    queimados. Muitas cidades Americanas como Baltimore, por exemplo,

    preservam este tipo de pavimento em sua parte central, apesar de grandes

    reas j terem sido recapeadas com asfalto.

    A cidade brasileira de Rio Branco, capital do Acre, vem utilizando a tecnologia

    dos blocos de tijolos de argila na pavimentao de suas ruas desde 1940, a

    Figura 2.2 apresenta um trecho de pavimento com a utilizao de blocos de

    tijolos de argila nesta cidade. A inexistncia de pedra naquela regio do pas,

    aliada grande disponibilidade de material para a produo de tijolo cermico

    contribuiu de forma decisiva para este fato.

  • 29

    Figura 2.2 - Blocos de argila na cidade de Rio Branco, Acre

    (NASCIMENTO,2005).

    A tecnologia de assentamento feita diretamente sobre um aterro previamente

    preparado em termos geotcnicos oferecendo uma superfcie que confere

    segurana ao rolamento, alm de oferecer resistncia infiltrao de gua. A

    matria prima para a fabricao dos blocos de tijolos de argila deve apresentar

    alto ndice de resistncia compresso, para que, quando convenientemente

    preparada e queimada, d origem a blocos que apresentem boa resistncia

    compresso e ao desgaste (FUNTAC, 1999).

    Pedras talhadas e aparelhadas manualmente

    Revestimento de pedras talhadas foi o preferido pelos Romanos, quando era

    exigida grande resistncia ao desgaste. Porm, sua utilizao dependia

    essencialmente da disponibilidade de materiais. Para executar um quilmetro

    de revestimento com oito metros de largura (8.000 m) deste tipo de pavimento

    eram necessrios aproximadamente setenta homens por um perodo de um

    ms (KNAPTON, 1996).

    No sculo XVIII, surgiam os primeiros modelos de assentamento em fileiras ou

    tipo espinha de peixe. Naquela poca j existia grande preocupao em manter

  • 30

    as juntas estreitas entre as peas, exigindo esforos para homogeneizar as

    dimenses das peas. As espessuras variavam entre 90 e 180 mm.

    No sculo XX, foi instituda a prtica de selar as juntas com argamassa de

    cimento ou com uma mistura de asfalto e areia. Esta prtica visava

    principalmente atenuar o barulho sob a ao do trfego.

    No Brasil, este tipo de pavimento mais conhecido como o pavimento de

    paraleleppedos ou paralelos e p de moleque. Nos pavimentos de paralelos,

    as peas tm dimenses aproximadas de 12 cm de largura, 20 cm de

    comprimento e 20 cm de altura. Este tipo de pavimento muito utilizado nos

    dias de hoje nas cidades do interior do pas e reas como baias de nibus das

    grandes cidades. O seu assentamento sobre uma espessa camada de areia,

    guardando as juntas entre peas de at 2 cm. As pedras tipo p-de-moleque

    so mais antigas que o paralelo. Foram trazidas pelos portugueses a partir de

    1600. As pedras tm formatos irregulares e dimenses de at 50 cm e so

    arrumadas sobre o terreno natural. Exemplos de aplicao dos pavimentos de

    pedras p-de-moleque podem ser vistos em cidades histricas do Rio de

    Janeiro e Minas Gerais, como Paraty, no Rio de Janeiro, e Tiradentes, em

    Minas Gerais. A Figura 2.3 apresenta um trecho de pavimento com a utilizao

    de pedras p-de-moleque na cidade de Paraty.

  • 31

    Figura 2.3 - Rua de pavimento com pedras p-de-moleque localizada na cidade de

    Paraty/RJ. (http://www.imagensviagens.com/br5_paraty.htm)

    Os portugueses construram este tipo de pavimento para facilitar o transporte

    do ouro que era explorado nas cidades mineiras de Tiradentes, So Joo Del

    Rey e Ouro Preto e trazido at a cidade de Paraty no Rio de Janeiro para

    embarque nos navios que o levavam a Portugal. A Figura 2.4 ilustra este tipo

    de pavimento no caminho entre Paraty e as cidades mineiras, no chamado

    Caminho do Ouro.

  • 32

    Figura 2.4 - Pavimento com pedras p-de-moleque no Caminho do Ouro.

    (http://www.paratytours.com.br)

    Blocos de tijolos de madeira

    No incio do sculo XIX, os revestimentos de peas de madeira eram utilizados

    objetivando diminuir o nvel de rudo, principalmente onde o trfego era

    composto de carruagens equipadas com rodas de ferro. Os blocos de madeiras

    tinham em mdia dimenses entre 125 mm e 250 mm de comprimento e 75 e

    100 mm de largura. As peas eram envolvidas por uma camada de mastique

    betuminoso onde polvilhavam-se gros pequenos de pedra para auxiliar sua

    ancoragem base do pavimento.

    Embora os pisos de madeira reduzissem o barulho durante o trfego,

    tornavam-se escorregadios quando molhados. Com o aparecimento do

    automvel dotado de pneus de borracha, este tipo de revestimento foi

    definitivamente abandonado.

  • 33

    Peas pr-moldadas de concreto (PPC)

    A primeira pea pr-moldada de concreto foi fabricada no final do sculo XIX e

    algumas patentes foram registradas antes da primeira guerra mundial.

    Rapidamente foi reconhecido que as PPC forneciam melhor uniformidade que

    as peas aparelhadas e obviamente no necessitavam re-aparelhamento antes

    do assentamento como acontecia com as pedras naturais.

    Os primeiros avanos no desenvolvimento da utilizao da pavimentao

    intertravada, ocorreram na Holanda e Alemanha no perodo de reconstruo

    dos pases aps a Segunda Guerra Mundial. A partir de 1950, houve uma

    evoluo dos modelos de frmas existentes para a fabricao das PPC.

    Primeiramente as peas imitavam os tijolos e pedras aparelhadas utilizadas na

    poca, objetivando obter sua substituio gradual. Nesta fase, as nicas

    vantagens de utilizao eram os custos mais baixos e a homogeneidade

    dimensional.

    Passado este perodo, foi incorporado um refinamento maior nas formas das

    peas, disponibilizando outros modelos de peas com formatos dentados,

    principalmente. O conceito de intertravamento e um melhor controle de

    espessuras das juntas comeavam a ser implantados. Benefcios prticos para

    o assentamento das peas eram facilmente detectados permitindo a utilizao

    correta de mo de obra pouco especializada.

    O desenvolvimento da pavimentao intertravada permitiu relacionar a escolha

    da forma geomtrica com o desempenho do pavimento, em funo do tipo de

    trfego. Mais recentemente, novas e importantes mudanas ocorreram com a

    iniciativa de desenvolver o assentamento mecnico.

    Em meados dos anos 1960, alm de grande parte dos pases europeus, o

    pavimento intertravado j estava consolidado comercialmente nas Amricas

    Central e do Sul e frica do Sul. Na dcada de 1970 cresceu o uso nos

  • 34

    Estados Unidos, Austrlia, Nova Zelndia e Japo. No final da dcada de 1970,

    proliferaram os sistemas de fabricao de PPC em todo o mundo e pelo menos

    200 tipos de formas e diversos tipos de equipamentos de fabricao eram

    comercializados.

    No incio da dcada de 1980, a produo anual j ultrapassava 45 milhes de

    metros quadrados, sendo 66% deste total aplicados em vias de trfego urbano.

    A indstria mundial de fabricao de PPC no final da dcada de 1990 chegou

    marca de produo de 100 m por segundo durante os dias teis de trabalho

    (SMITH, 2003).

    O emprego continuado e crescente da pavimentao com peas pr-moldadas

    de concreto e o grande desenvolvimento dessa tecnologia, observados nas trs

    ltimas dcadas em diversos outros pases, so provas da sua versatilidade,

    qualidade e economia. Alm de agregar contribuio no que se refere ao

    carter ecolgico, proporcionando menor consumo de energia, melhor

    aproveitamento de materiais-primas locais e integrando-se ao meio de maneira

    mais suave e harmoniosa.

    2.2 Estrutura Tpica de um Pavimento Intertravado

    Sob o ponto de vista estritamente tcnico, pode-se dizer que a funo bsica e

    primeira de um pavimento distribuir cargas concentradas, de maneira a

    proteger o subleito, fazendo com que sua capacidade de suporte no seja

    excedida, seja o subleito resultante de corte ou aterro.

    Os pavimentos intertravados possuem a seo transversal tpica mostrada na

    Figura 2.5, abstrados eventuais abaulamentos ou caimentos e dispositivos de

    drenagem.

  • 35

    Figura 2.5 - Estrutura tpica de um pavimento intertravado (HALLACK, 1998)

    A camada de rolamento formada por peas pr-moldadas de concreto que

    compem um revestimento de durabilidade e resistncia adequadas

    assentadas sobre uma camada delgada de areia. Este revestimento deve ser

    capaz de suportar as cargas e as tenses provocadas pelo trfego protegendo

    a camada de base do desgaste por abraso e a mantendo com baixos nveis

    de umidade permitindo melhor estabilidade do material constituinte

    (HALLACK, 1998; ABCP, 1999).

    A base, que tanto pode ser composta de material puramente granular ou

    estabilizado, normalmente a principal componente estrutural do pavimento. A

    ela cabe receber e distribuir as tenses provenientes das solicitaes externas

    e transmiti-las em intensidade significativamente menor s camadas

    subjacentes.

    Os estudos realizados por KNAPTON (1976) demonstram que a camada de

    base deve ser uma camada pouco permevel, ou impermevel, para evitar a

    penetrao da gua e a prematura deteriorao do subleito. SHACKEL (1990)

    admite que o dimensionamento poder requerer, ainda, uma camada de sub-

    base, suplementar base, executada diretamente sobre o leito regularizado ou

    sobre o reforo de subleito dependendo da magnitude das cargas geradas pelo

  • 36

    trfego e das caractersticas mecnicas e dos mdulos de elasticidade da base

    e do leito.

    A sub-base, cujas funes so semelhantes s da camada de base,

    geralmente constituda de material puramente granular, de maneira a

    proporcionar aumentos de resistncia global da estrutura a custos menores.

    Pode-se dizer que as camadas constituintes da estrutura de um pavimento

    intertravado possuem a funo de distribuir a tenso normal vertical aplicada

    na superfcie, como exemplificado na Figura 2.6, de tal maneira que o subleito

    receba uma parcela muito inferior desta tenso, o que caracteriza um

    pavimento flexvel.

    Figura 2.6 - Distribuio da carga normal vertical provocada pela roda, ao longo

    das camadas de um pavimento (BRICKA).

    Alguns outros materiais comeam a ser empregados no projeto e na execuo

    de PI, como os geotxteis. Eles possuem a finalidade de proteger as camadas

    inferiores da infiltrao de gua, evitar o bombeamento de finos e conter a fuga

    de materiais em reas prximas s contenes laterais, tais como: meio-fios,

    drenos, caixas de serventia, etc. (CRUZ, 2003).

  • 37

    As espessuras das camadas constituintes do Pavimento Intertravado, como

    nos pavimentos asflticos, iro depender das seguintes caractersticas

    (ABCP, 1999):

    Intensidade do trfego que circular sobre o pavimento;

    Caractersticas do terreno de fundao;

    Qualidade dos materiais constituintes das demais camadas.

    2.2.1 Camada de Revestimento de PPC

    Segundo MULLER (2005) a camada de revestimento composta por PPC

    estabelece a condio de rolamento (conforto ao usurio), durabilidade do

    pavimento e contribui decisivamente para a funo estrutural do pavimento

    (distribuio de tenses) por meio de suas caractersticas de intertravamento,

    alm de suportar as tenses cisalhantes superficiais de contato das rodas dos

    veculos.

    A capacidade de distribuio dos esforos da camada de revestimento

    depende essencialmente de sua espessura, formato e arranjo. Pode-se dizer

    que a resistncia compresso individual das peas possui pouca influncia

    neste aspecto (HALLACK, 1998).

    Arranjo

    O arranjo ou modelos de assentamento das PPC afetam significativamente a

    aparncia esttica e o desempenho dos pavimentos de peas pr-moldadas de

    concreto. Na Figura 2.7 esto apresentados os principais tipos de arranjo

    existentes segundo HALLACK (1998).

  • 38

    Espinha-de-peixe

    Fileiras (ou de corredor)

    Se

    nti

    do

    do

    tr

    feg

    o

    Trama

    Figura 2.7 - Principais tipos de assentamento das PPC (HALLACK, 1998)

    SHACKEL (1990) relata que os pavimentos com arranjo do tipo espinha-de-

    peixe possuem melhores nveis de desempenho, apresentando menores

    valores de deformao permanente associados ao trfego, enquanto

    observaram-se maiores deformaes permanentes em pavimentos com

    modelos de assentamento do tipo fileira, principalmente quando o

    assentamento for paralelo ao sentido do trfego. Na Figura 2.8 est ilustrado o

    efeito do tipo de assentamento no desempenho dos PI, obtido na pesquisa

    relatada na referncia citada.

  • 39

    O Boletim Tcnico da ICPI n 4 (ICPI, 2002) recomenda a utilizao do arranjo

    do tipo espinha-de-peixe em reas de trfego veicular.

    Figura 2.8 - Efeito do arranjo de assentamento das peas de concreto no

    desempenho do pavimento sob solicitao do trfego. (SHACKEL, 1990).

    Formato

    Alguns ensaios demonstraram que as peas pr-moldadas de concreto de

    lados segmentados se comportam melhor do que aquelas de lados retos ou

    suavemente curvados, proporcionando menores deformaes permanentes na

    trilha de roda (rutting) e deformaes horizontais (ondulaes) muito

    menores.(SHACKEL, 1979)

    No existe consenso entre os pesquisadores sobre qual o melhor formato da

    PPC. SHACKEL (1990) aponta que as peas segmentadas proporcionam

    melhor distribuio dos esforos devido a um melhor intertravamento

    proporcionado pelo desenho da pea. De outro lado,

    KNAPTON & COOK (1992) e ABCP (1999b) afirmam que o formato das PPC

    no exerce uma significativa influncia no desempenho e no mecanismo

  • 40

    funcional dos pavimentos. Portanto pode-se conclui que o nico requisito

    recomendado com relao ao formato das peas que ele seja capaz de

    permitir o assentamento em combinao bidirecional. As Figuras 2.9 e 2.10

    apresentam formatos tpicos de PPC.

    A. Peas de concreto segmentadas ou retangulares,

    com relao comprimento / largura igual a dois

    (usualmente 200 mm de comprimento por 100 mm

    de largura), que entrelaam entre si nos quatro

    lados, capazes de serem assentadas em fileiras ou

    em espinha-de-peixe e podem ser carregados

    facilmente com apenas uma mo.

    B. Peas de concreto com tamanhos e propores

    similares aos da categoria A, mas que entrelaam

    entre si somente em dois lados, e que s podem

    ser assentadas em fileiras. Podem ser carregados

    com apenas uma mo e genericamente tm o

    formato em I.

    C. Peas de concreto com tamanhos maiores do que

    as anteriores, que pelo seu peso e tamanho no

    podem ser carregados com apenas uma mo, com

    formatos geomtricos caractersticos (trapzios,

    hexgonos, triedros etc.), assentadas seguindo-se

    sempre um mesmo padro, que nem sempre

    conforma fileiras facilmente identificveis.

    Figura 2.9 - Formatos tpicos das PPC mais usuais (HALLACK, 1998)

  • 41

    Figura 2.10 - Formatos tpicos de PPC (ABCP, 2004)

    Espessura

    KNAPTON (1976) com base em ensaios estticos de carga preconiza que a

    espessura das peas de concreto tm pouca ou nenhuma influncia no

    comportamento estrutural dos pavimentos.

    Por outro lado, SHACKEL (1979, 1990) mostra que um aumento na espessura

    das peas, dentro de um intervalo de 60 mm a 100 mm, benfico ao

    desempenho do pavimento.

    SHACKEL (1979) mostra que ensaios efetuados com o Simulador de Veculos

    Pesados, na frica do Sul, indicavam que as deformaes permanentes no

    pavimento eram consideravelmente menores com peas pr-moldadas de

    concreto de 80 mm que com peas de 60 mm, num mesmo nvel de solicitao.

    Com peas pr-moldadas de concreto de 100 mm, o benefcio adicional no

    era to acentuado. No entanto, em SHACKEL (1990) percebe-se algumas

    alteraes quanto s diferenas de desempenho entre as trs espessuras

    analisadas, conforme mostra a Figura 2.11.

  • 42

    Figura 2.11 - Efeito da espessura das peas de concreto no desempenho do

    pavimento sob solicitao do trfego (SHACKEL, 1990).

    2.3 Procedimentos de Construo dos PI

    SHACKEL (1990) fornece detalhadamente os procedimentos de construo e

    de manuteno dos pavimentos de peas pr-moldadas, bem como as

    especificaes para cada material utilizado. A construo dos pavimentos de

    peas pr-moldadas de concreto se d de acordo com o mostrado na Figura

    2.12.

    As peas de concreto so assentadas, manual ou mecanicamente, sobre a

    camada de areia e compactadas; em seguida espalha-se a areia para o

    preenchimento das juntas e compacta-se as peas novamente at que as

    juntas estejam totalmente preenchidas com areia. Dessa forma, o

    intertravamento das peas, estado desejvel para o bom desempenho do

    pavimento, obtido (HALLACK, 1998).

  • 43

    Figura 2.12 - Procedimento de construo. (MADRID & LONDOO, 1986).

    2.4 Caracterstica do Intertravamento Produzido pelas Peas do PI

    As peas pr-moldadas de concreto, em um pavimento intertravado,

    comportam-se como uma camada flexvel e nica devido propriedade de

    intertravamento. HALLACK (2000) define o intertravamento das PPC como

    sendo a capacidade que as PPC possuem de adquirir resistncia aos

    movimentos de deslocamento individual, seja ele vertical, horizontal, de rotao

    ou girao em relao s peas vizinhas. SHACKEL (1991),

    KNAPTON (1996), HALLACK (2000) e BURACK (2002) descrevem que no

    pavimento intertravado existem trs tipos de intertravamento que atuam

    simultaneamente em servio detalhados a seguir.

  • 44

    Intertravamento Horizontal

    KNAPTON (1996) descreve o intertravamento horizontal como sendo a

    incapacidade de uma pea se deslocar horizontalmente em relao s peas

    vizinhas em qualquer tipo de arranjo de assentamento.

    O intertravamento horizontal, mostrado na Figura 2.13, est relacionado

    diretamente com o formato e arranjo de assentamento das PPC sobre a

    camada de areia. Neste sentido contribui na distribuio dos esforos de

    cisalhamento horizontal sob a atuao do trfego, principalmente em reas de

    acelerao e frenagem. As juntas entre as peas, quando convenientemente

    cheias com tipo adequado de areia e bem compactada, so, na verdade, as

    responsveis pelo nvel deste tipo de intertravamento.

    Figura 2.13 - Intertravamento horizontal (ICPI n 4, 2002).

    Intertravamento Vertical

    KNAPTON (1996) descreve o intertravamento vertical como sendo a

    incapacidade de cada pea se mover no sentido vertical em relao s peas

  • 45

    vizinhas. conseguido atravs dos esforos de cisalhamento absorvidos pelo

    rejuntamento de areia entre as peas e a capacidade estrutural das camadas

    inferiores do pavimento.

    Pode ser obtido utilizando PPC especiais com formatos e encaixes reentrantes

    uma a uma. Assim, quando aplicada uma carga vertical sobre as PPC existe

    um contato do tipo macho-fmea distribuindo os esforos para as peas

    vizinhas. Outro tipo de intertravamento vertical independe do formato das

    peas. Este alcanado atravs da malha de juntas formada pelos gros de

    areia bem compactados lateralmente e a estabilidade estrutural do colcho de

    areia compactado e confinado.

    Segundo HALLACK (1998) ao aplicar uma carga vertical sobre uma pea

    pr-moldada de concreto sem travamento vertical, esta vai tender a afundar em

    relao s peas adjacentes, produzindo, com isto, tenses excessivas nas

    camadas inferiores, Figura 2.14a. Consegue-se o travamento vertical, Figura

    2.14b, com a vibrao final das peas pr-moldadas de concreto. A areia de

    assentamento ao comprimir-se tende a escapar pelas juntas entre as peas,

    subindo em mdia 25 mm medidos da base de assentamento das peas,

    Figura 2.14c, esta areia penetra por todo o permetro inferior com certa

    presso, produzindo o mencionado travamento vertical, e tende a uniformizar a

    espessura das juntas. Dessa forma, a carga vertical sobre a pea pr-moldada

    de concreto pode ser transferida a suas vizinhas por esforos de cisalhamento.

  • 46

    a) Sem travamento vertical b) Com travamento vertical

    25 mm

    c) Ascenso da areia pelas juntas

    Figura 2.14 - Intertravamento vertical (HALLACK, 1998).

    Intertravamento Rotacional ou Giratrio

    KNAPTON (1996) descreve o intertravamento como a incapacidade da pea

    girar em relao ao seu prprio eixo em qualquer direo. conseguido pela

    espessura das juntas entre as peas e conseqente confinamento oferecido

    pelas peas vizinhas.

    Geralmente o fenmeno de girao, mostrado na Figura 2.15, provocado pelo

    tipo e freqncia do trfego, principalmente nas reas de frenagem, acelerao

    e tenses radiais dos pneus, curvas, alm de regies de confinamento lateral

    duvidoso. Assim, sua ocorrncia depende principalmente da natureza das

    juntas entre as PPC, isto , da sua largura, do tipo de areia utilizada e

    rejuntamento.

  • 47

    Figura 2.15 - Movimento de girao das peas pr-moldadas de concreto

    (HALLACK, 1998).

    Segundo HALLACK (1998) uma carga aplicada assimetricamente sobre uma

    pea tende a rotaciona-la. Para que isso acontea, necessrio que essa pea

    desloque suas vizinhas lateralmente, como apresentado na Figura 2.16a.

    Todavia, se estas so impedidas de se deslocar mediante uma restrio nas

    bordas, consegue-se um travamento rotacional. A areia de enchimento das

    juntas permite a transmisso destes esforos horizontais at as bordas.

    Figura 2.16 - Intertravamento rotacional (HALLACK, 1998).

  • 48

    2.5 Caractersticas Funcionais dos Pavimentos Intertravados

    O meio tcnico conhece as vantagens, as limitaes e a simplicidade dos

    processos de construo e controle dos pavimentos intertravados. Aliadas s

    qualidades estticas e versatilidade do material, esto suas facilidades de

    estocagem e homogeneidade, alm de permitirem o imediato uso do

    pavimento.

    No entanto, no que se refere sua aplicao em reas de menor solicitao

    magnitude e freqncia de cargas, algumas propriedades devem ser

    ressaltadas:

    Permitem a utilizao imediata do pavimento;

    Impedem a transmisso e o aparecimento na superfcie do pavimento

    de eventuais trincas das camadas de base;

    Tm a capacidade de manter a continuidade do pavimento mesmo

    quando sujeitos a acomodaes do subleito;

    Permitem fcil reparao quando ocorre assentamento do subleito que

    comprometa a capacidade estrutural do pavimento;

    H facilidade de acesso s instalaes de servios subterrneas e

    posterior reparo, sem marcas visveis;

    Permitem a reutilizao das peas de concreto;

    So de fcil execuo;

    As peas de concreto so de alta qualidade, o que lhes confere

    durabilidade e resistncia abraso, indispensveis aos pavimentos

    industriais e porturios;

    Resistem ao ataque de leos e ao derramamento de combustveis;

    Requerem pouca ou nenhuma manuteno;

    No necessria a utilizao de mo-de-obra especializada e nem de

    equipamentos especiais, o que permite criar vrias frentes de trabalho

    e economia de tempo de construo;

  • 49

    Os materiais utilizados na construo chegam obra j prontos para

    aplicao, no sendo necessrio o emprego de processos trmicos ou

    qumicos;

    Podem ter simultaneamente capacidade estrutural e valor paisagstico;

    Facilitam a incorporao de sinalizao horizontal pela utilizao de

    peas coloridas;

    O controle de qualidade dos materiais empregados (peas de concreto,

    areias etc.) pode ser feito em seus prprios centros de produo.

    BEATY & RAYMOND (1995) atribuem os defeitos nestes pavimentos a fontes

    potenciais que se relacionam a:

    Arranjo geomtrico inadequado para o assentamento das peas de

    concreto;

    Uso de areia imprpria para a camada de assentamento;

    Largura incorreta das juntas entre as peas, seja pela falta de

    espaadores na prpria pea, seja por procedimento construtivo

    inadequado;

    Uso de areia imprpria para o preenchimento das juntas ou

    procedimento inadequado de preenchimento;

    Conteno lateral ineficaz das peas, permitindo movimentos laterais e

    perda de intertravamento entre elas;

    Utilizao de peas com formatos e tamanhos diferentes;

    Drenagem deficiente e

    Existncia de zonas de transio.

    MADRID (1985) acrescenta como limitaes:

    No se deve usar estes pavimentos como canais coletores de guas

    que possam gerar correntes volumosas e rpidas ou submetidos

    jatos de gua sob presso, sob pena de perda da selagem das juntas;

  • 50

    Gerao de nveis de rudo maiores do que aqueles gerados por outros

    tipos de pavimentos;

    Provocar maior vibrao nos veculos;

    Requerem processo construtivo acurado, ainda que de acordo com

    parmetros simples, porm estritos (tolerncias de nivelamento, largura

    de juntas, compactao, escolha de areias etc);

    Devem ter estruturas de drenagem e conteno lateral bem projetadas

    e bem construdas.

    DOWSON (1998a) descreve os tipos mais comuns de falhas observados e as

    atribui a projetos incorretos ou deficincias dos mtodos de construo.

    Ressalta que, na maioria dos casos, as falhas poderiam ter sido evitadas caso

    houvesse uma melhor compreenso destes procedimentos e obedincia s

    especificaes existentes.

    De fato, o principal defeito que estes pavimentos podem vir a apresentar refere-

    se a desnveis entre as peas de concreto, normalmente causado por falhas

    das camadas subjacentes, seja por deficincia de projeto ou de construo. A

    soluo, no entanto, simples: retirada da camada de rolamento, reparo das

    camadas danificadas e recolocao das peas pr-moldadas de concreto.

    Tais peas apresentam danos apenas quando de m qualidade; geralmente,

    so relacionados quebra das bordas ou desgaste acentuado. Deve-se,

    portanto, obedecer aos requisitos das Normas NBR-9780 Peas de Concreto

    para Pavimentao Determinao da Resistncia Compresso (Mtodo de

    ensaio) e NBR-9781 Peas de Concreto para Pavimentao Especificao,

    que estabelecem procedimentos de ensaio (resistncia compresso simples)

    e especificaes capazes de garantir a qualidade do produto acabado.

    Entretanto, cabe salientar que a durabilidade do pavimento compatvel com

    sua utilizao, portanto promove-se, aqui, a discusso sobre uma maior

    tolerncia quanto a resistncias no caso de utilizaes em vias de baixo

    trfego.

  • 51

    Limita-se ainda a sua utilizao, por motivos de conforto e segurana, a vias

    sujeitas apenas a velocidades baixas e moderadas, at aproximadamente 70 -

    80 km/h, conforme MADRID (1985); no Brasil, at 60 km/h tem sido a prtica

    comum.

    O emprego de peas pr-moldadas de concreto encontra na pavimentao, um

    frtil campo de aplicaes: de ptios de estacionamento de automveis at

    reas industriais ou porturias submetidas a cargas elevadas, abrangendo:

    Caladas, parques, praas e jardins;

    Ruas, avenidas, estacionamentos, paradas de nibus, faixas

    demarcatrias e de sinalizao, trechos-alerta (antecedendo curvas,

    cruzamentos, passagens de nvel etc.), acostamentos e estradas, com

    trfego composto desde veculos leves at um grande nmero de

    veculos comerciais;

    Pavimentos sob os quais se instalaro ou haver necessidade de obras

    de manuteno de redes de gua, esgoto, telefone etc.

    Ou ainda:

    reas de cargas (ptios, depsitos, galpes industriais, oficinas e

    plataformas);

    reas de exposies e feiras;

    Pisos rurais (currais, bebedouros etc.);

    Pavimentos cujos subleitos no ofeream boas condies de suporte

    ou estejam sujeitos a recalques acentuados;

    Terminais de cargas ou de contineres;

    Ptios e vias de aeroportos.

    SHACKEL (1990) faz uma anlise aprofundada das vantagens e desvantagens

    que os pavimentos intertravados apresentam em relao aos outros tipos de

  • 52

    pavimentos, mormente com relao aos pavimentos com revestimento de

    material asfltico.

    Em SHACKEL & CANDY (1988) e SHACKEL (1990) encontram-se resultados

    de estudos sobre outras caractersticas dos pavimentos intertravados que no

    influenciam em seu comportamento estrutural (e, portanto no consideradas

    nesta dissertao). No entanto, expem-se a seguir as principais concluses:

    Colorao: as peas de concreto oferecem visibilidade superior das

    superfcies betuminosas, tanto luz do dia quanto luz artificial,

    independentemente de sua colorao.

    Conforto de rolamento: com base em medidas objetivas, ou seja, com a

    utilizao de equipamentos especficos os pavimentos intertravados

    apresentam padres mais baixos de conforto do que os pavimentos

    asflticos. Suas condies de conforto de rolamento, no entanto,

    tendem a melhorar sob a ao do trfego. A velocidades menores do

    que 70 km/h, pesquisas com usurios indicaram que o pavimento

    intertravado so tidos como proporcionadores de conforto de rolamento

    equivalente aos pavimentos com outros tipos de revestimentos.

    Resistncia derrapagem: ainda que diversos fatores influenciem na

    sua avaliao, os pavimentos intertravados tm mostrado serem

    capazes de manterem nveis satisfatrios de resistncia derrapagem

    durante sua utilizao. A resistncia derrapagem tende a ser

    equivalente quela associada aos pavimentos de concreto e

    equivalente, ou melhor, quela associada aos pavimentos asflticos.

    Gerao de rudo: para velocidades acima de 60 km/h a gerao de

    rudos associada s peas de concreto superior a dos demais tipos

    de revestimento, ao passo que para velocidades menores do que

    aquela, h uma similaridade ou vantagem (menor gerao de rudos)

    das peas de concreto principalmente em superfcies secas.

    Infiltrao de gua: h um senso comum de que os pavimentos

    intertravados tornam-se impermeveis ao longo de sua utilizao

  • 53

    devido selagem das juntas pela deposio de detritos, borracha e

    leo. O problema maior verifica-se nos primeiros perodos aps a

    construo. Dessa forma, recomendam-se cuidados redobrados na

    selagem das juntas com areia adequada, o confinamento da areia de

    assentamento, a utilizao de peas chanfradas na face superior de

    modo a diminuir o efeito de suco dos selantes das juntas pela

    passagem dos pneus, a construo de dispositivos de drenagem e

    prover ao pavimento caimento superior a 2 %.

  • 54

    3 PRINCIPAIS MTODOS DE DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO

    INTERTRAVADO

    3.1 Antecedentes

    BALADO (1965) deu inicio, na dcada de 60, aos estudos pioneiros visando

    conhecer melhor as caractersticas e o comportamento dos pavimentos de

    peas pr-moldadas de concreto. Nesse estudo, procurou-se estabelecer um

    mtodo de dimensionamento com base em uma srie de ensaios em sees

    experimentais, com medio das cargas aplicadas e das deformaes

    observadas. Obteve-se um procedimento de dimensionamento derivado do

    Mtodo do CBR, que contemplava camadas de base granular e de solo-

    cimento.

    At meados da dcada de 70, o projeto de pavimentos de peas pr-moldadas

    de concreto assemelhava-se quase que completamente ao de pavimentos

    flexveis asflticos.

    LIRA (1984) afirma que as propriedades mecnicas dos pavimentos de peas

    pr-moldadas de concreto, tomadas como um conjunto, no haviam sido

    consideradas inclusive em pases que j contavam com normas sobre

    pavimentos de peas pr-moldadas de concreto, como a Alemanha com sua

    Pflsterstein aus Beton, DIN 18.501 de 1964 e a Holanda com sua NEN 7000

    de 1966. Ambas enfatizaram somente as propriedades fsicas das peas

    pr-moldadas de concreto, sem justificar com antecedentes tecnolgicos, os

    mtodos de projeto propostos.

    Na Inglaterra, KNAPTON (1976) passou a pesquisar as propriedades

    mecnicas adicionais destes pavimentos para estabelecer algum mtodo de

    dimensionamento e, eventualmente, torn-los mais competitivos com as

    solues tradicionais. Knapton construiu sees de pavimentos de peas pr-

    moldadas de concreto dentro de laboratrios e os submeteu a cargas verticais,

    aplicadas atravs de dispositivos circulares com rea similar s reas de

  • 55

    contato de pneus de veculos comerciais. Para isto projetou um aparato

    experimental, mostrado na Figura 3.1, que simula um pavimento submetido

    carga vertical.

    Figura 3.1 - Aparato de Knapton (KNAPTON, 1976).

    As peas pr-moldadas de concreto foram assentadas sobre uma camada de

    areia, que, por sua vez, apoiava-se sobre uma base de concreto. Uma bateria

    de clulas de presso foi montada na interface entre a camada de areia de

    assentamento das peas e a placa de concreto sobre a qual o pavimento foi

    construdo, permitindo-se a medio da presso e de sua distribuio,

    comparando-as com aquela aplicada na superfcie do pavimento. Sobre as

    peas pr-moldadas de concreto aplicou-se o carregamento atravs de uma

    placa circular com dimetro igual a 250 mm. Aplicaram-se cargas de at 25 kN

    (presses at 510 kN/m2), e registraram-se as presses nas clulas

    correspondentes carga aplicada.

    Esta experincia, realizada com vrios formatos e arranjos de peas

    pr-moldadas de concreto, demonstrou que as presses nas clulas

    aumentavam em menor proporo percentual do que aquelas aplicadas na

    superfcie.

  • 56

    Da comparao destes resultados com ensaios anlogos em pavimentos

    asflticos, concluiu-se que a propriedade de dissipao de cargas de uma

    camada combinada de peas de concreto mais areia de assentamento era

    equivalente a uma camada de 160 mm de material betuminoso, em outras

    palavras, esses testes mostraram que as peas de concreto com espessuras

    no intervalo de 65-80 mm assentadas sobre uma camada de areia com

    espessura igual a 50 mm aps a compactao, possuam capacidade de

    distribuio de carga similar a uma camada de 160 mm de material

    betuminoso(*), o que permitiu estabelecer um mtodo de dimensionamento de

    pavimentos de peas pr-moldadas de concreto similar ao de pavimentos

    flexveis.

    Testes similares feitos por CLARK (1981) sobre camada de base de material

    granular - ao invs de placas de concreto - levaram a concluses semelhantes.

    KNAPTON (1976) recomendava que a camada de sub-base deveria ser

    dimensionada de acordo com a Road Note 29 (INGLATERRA ,1970), e a base

    e o revestimento substitudos por peas de concreto assentadas sobre uma

    camada de areia com 50 mm de espessura. Todavia, ainda persistia a dvida

    se estes mtodos de dimensionamento refletiam o comportamento real destes

    pavimentos sob trfego. Questionava-se se todo o potencial dos pavimentos de

    peas pr-moldadas de concreto havia sido explorado. Algumas crticas

    surgiram principalmente devido ao fato dos pavimentos-teste terem sido

    construdos sobre uma placa de concreto e submentidos uma carga esttica

    no repetitiva.

    Tornaram-se urgentes, portanto, os testes em verdadeira grandeza, com

    sees transversais tpicas adotadas na aplicao destes pavimentos e com

    cargas dinmicas.

    (*)

    Atualmente, conforme registram KNAPTON & COOK (1992), a equivalncia adotada entre a

    camada de peas de concreto mais areia e material asfltico de um para um, ou seja, uma camada de peas de concreto com 80 mm de espessura assentadas sobre uma camada de areia com 40 mm de espessura tm a mesma capacidade de distribuio de cargas do que uma camada asfltica com 120 mm de espessura.

  • 57

    Assim, j em 1977, a Concrete Masonry Association e a Australian Concrete

    Association patrocinaram um exaustivo programa de ensaios de pavimentos de

    peas pr-moldadas de concreto em escala real submetidos a cargas mveis,

    dirigido por Shackel, que posteriormente foi ratificado no National Institute of

    Transport and Road Research de Pretria, frica do Sul, empregando um

    Simulador de Veculos Pesados.

    Aquela primeira pesquisa, na Austrlia, demonstrou que (MORRISH, 1979):

    a espessura da camada de areia de assentamento deveria ser reduzida

    a uma espessura mnima construtiva, passando os pavimentos a serem

    constitudos por camadas compactadas de 30 mm de areia ao invs de

    50 mm recomendados anteriormente por Knapton;

    as peas de concreto com 100 mm de espessura proporcionavam

    pouco benefcio adicional em relao s de 80 mm na maior parte das

    situaes. Por outro lado, as peas de concreto com 80 mm

    proporcionavam aos pavimentos desempenhos bastante superiores

    queles que continham peas com espessura igual a 60 mm.

    A pesquisa na frica do Sul iniciou-se em 1979 e tinha como objetivo estudar o

    desempenho dos pavimentos de peas pr-moldadas de concreto, utilizando

    sees-teste de pavimentos em verdadeira grandeza e com ensaios

    acelerados de trfego, usando o Simulador de Veculos Pesados. Os principais

    fatores analisados foram: o formato, a espessura, a resistncia das peas de

    concreto e seus arranjos de assentamento.

    Com referncia a essa pesquisa, SHACKEL (1979) mostra, dentre outras

    concluses, que o desempenho dos pavimentos de peas pr-moldadas de

    concreto sob trfego depende intimamente do formato das peas e que o

    formato influencia fortemente o processo de desenvolvimento do

    intertravamento. Afirma ainda que muitas das concluses obtidas confirmaram

    aquelas obtidas no estudo anterior feito na Austrlia.

  • 58

    Foram ensaiadas mais de 100 sees-teste de pavimentos em verdadeira

    grandeza (SHACKEL, 1990), com peas pr-moldadas de concreto de 60 mm,

    80 mm e 100 mm de espessura, de diversos formatos e arranjos de

    assentamento, submetidas a mais de 40.000 passagens do Simulador de

    Veculos Pesados (SHACKEL, 1979).

    As concluses destes ensaios e investigaes tm sido convincentes, e

    assim que outros pases que utilizam este tipo de pavimento de forma mais

    intensa vm acolhendo paulatinamente estas recomendaes e

    incorporando-as s suas prprias especificaes.

    Esta realidade permite acolher algumas destas concluses e apresent-las

    como base para um mtodo de projeto de pavimentos de peas pr-moldadas

    de concreto em nosso pas, buscando selecionar aquelas recomendaes

    relativas a obter um bom comportamento destes pavimentos, mantendo outros

    conceitos consagrados no meio tcnico local.

    3.2 O Estado-da-Arte dos Mtodos de Dimensionamento dos Pavimentos

    Intertravados

    Com base nos estudos de LILLEY (1991) e SHACKEL (1984), os vrios

    procedimentos existentes podem ser divididos em quatro categorias:

    baseados na experincia de campo;

    utilizando-se experincia de campo e ensaios de laboratrio;

    fundamentados na equivalncia de m