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PROGRAMA DE INTEGRAÇÃOE CAPACITAÇÃO – DER/2008
Lucas Bach Adada
TÓPICOS DE PROJETO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS E
DE CIMENTO PORTLAND
2Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Contexto do Projeto de Pavimentação em relação aos demais projetos
FASE DE PROJETO
GeométricoTerraplenagemPAVIMENTAÇÃODrenagem e O.A.C.Obras de Arte EspecialObras ComplementaresDesapropriaçãoAmbientalOrçamento
3Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Projeto de um Pavimento
PROJETAR um pavimento (infra-estrutura viária) significa determinar a combinação de materiais,espessuras e posição das camadas constituintes que seja a mais econômica, dentre todas as alternativas viáveis que atendam aos requisitos funcionais especificados.
4Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Fatores que Devem ser Levados em Conta,para um Projeto Completo e Eficaz
5Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise Econômica
Custos no ciclo de vida de um pavimento
( )( )
( )∑=
−−+
++
+=PP
iPPi
i
r
PPCR
r
CCCICCV
111
11
Cus
to
Tempo
CI
CCi
CR
CI = Custo Inicial ou de construção do pavimento novo;
CCi = Custo de conservação no ano “i”;
CR(PP)= Custo de restauração, ao final do período de projeto (PP);
r = Taxa de oportunidade do capital (%ao ano).
6Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Projeto de um Pavimento
O projeto de um pavimento compreende, portanto, os seguintes componentes:
•Dimensionamento estrutural: onde a seção do pavimento é proporcionada de modo a que seja capaz de resistir aos efeitos deteriorantes das cargas do tráfego;
•Projeto de Drenagem: onde os dispositivos necessários àretirada de água livre de infiltração ou percolação são especificados e dimensionados;
•Especificação de materiais de construção: incluindo processos construtivos e procedimentos para o controle tecnológico e de qualidade.
7Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento
PAVIMENTO = SISTEMA
INTEMPÉRIES
Base
Revestimento
SubbaseSubleito (solo de fundação)
Infiltração de águas
CARGAS DOTRÁFEGO
8Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
PAVIMENTO Segundo a NBR-7207/82 Da
ABNT
“É uma estrutura construída após a terraplenagem, destinada, econômicae simultaneamente, em seu conjunto, a:
� Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos;
� Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança;e
� Resistir aos esforços horizontais quenela atuam, tornado mais durável asuperfície de rolamento”
Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento
9Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento
PAVIMENTO É A SUPERESTRUTURADE RODOVIAS, AEROPORTOS,PÁTIOS E VIAS
URBANAS
•Constituída por uma ESTRUTURA EM CAMADAS de espessuras finitas; e
•Assentes sobre o SUBLEITO (semi-espaço infinito)
10Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento
COM AS FUNÇÕES
DE:
(1)Resistir os esforços das CARGAS TRÁFEGO;
(2) Transmitir ao SUBLEITO tensões compatíveis com sua CAPACIDADE DE SUPORTE; e
(3) Permitir o tráfego SEGUROCONFORTÁVEL e ECONÔMICO DEVEÍCULOS (ao transporte depassageiros e de bens de produção).
11Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento
AGENTES responsáveis
peladegradação
dos Pavimentos
•EXTERNOS = Cargas do Tráfego +
Intempéries
•INTERNOS = Concepção e/ou projeto inadequado + má execução
12Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento
CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS
SegundoHuang
•Flexíveis ou pavimentos asfálticos;•Rígidos ou pavimentos de concreto;e•Pavimentos Compostos ou “overlays”.
Mais comum
•Flexíveis•Rígidos;e•Semi-Rígidos.
13Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
1 Talude de Aterro2 Terreno Natural3 Contenção Lateral4 Material selecionado ou Reforço
do Subleito5 Superfície do acostamento6 Subbase7 Base8 Revestimento9 Placa de Concreto10 Talude ou Saia de Subbase11 Talude de corte
12 Base do Acostamento13 Declividade Transversal do Pavimento14 Subleito ou Superfície de Regularização15 Solo de Fundação (Subleito)16 Estrutura do Pavimento17 Declividade do Acostamento18 Faixas de Tráfego19 Acostamento20 Plataforma da Rodovia21 Plataforma de Terraplenagem
Pavimentos Flexíveis Pavimentos RígidosSEÇÃO TRANSVERSAL
14Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Pavimentos Flexíveis
São aqueles em que as deformações, atéum certo limite, não levam ao
rompimento. São dimensionados normalmente a compressão e a tração na flexão, provocada pelo aparecimento das bacias de deformação sob as rodas de veículos, que levam a estrutura a deformações permanentes, e ao
rompimento por fadiga.
15Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Estrutura dos Pavimentos Flexíveis
FLEXÍVEIS
SUB-BASE
BASE
REVESTIMENTO
REFORÇO DO SUBLEITO
SUBLEITO
16Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível
Revestimento
•Camada destinada a resistir diretamenteas ações do tráfego
•Impermeabilizar o pavimento
•Melhorar as condições de rolamento
•Transmitir de forma atenuada, as ações do tráfego às camadas inferiores.
confortosegurança
17Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível
Revestimentos Flexíveis
•Por Calçamento
•Betuminosos
Alvenaria poliédrica
Paralelepípedos
PedraMadeiraBetumeCimentoCerâmicaBorracha
•Por penetração
•Por mistura
Tratamentos superficiais betuminososMacadames betuminosos
Na usina
Na estrada
18Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível
Na usina
Pré-misturado de graduação tipo macadame;Pré-misturado de graduação tipo aberta;Pré-misturado de graduação tipo densa;Areia-Betume; eConcreto betuminoso (“sheet asphalt”)
Na estrada
Road-Mix de graduação tipo macadameRoad-Mix de graduação tipo abertaRoad-Mix de graduação tipo densa; eAreia-Betume
Revestimentos Flexíveis Betuminosos por Mistura
19Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível
Base• Camada destinada a resistir às ações dos
veículos e a transmití-las, de forma conveniente, ao subleito
Subbase
• Camada complementar à base, com as mesmas funções desta e executada quando, por razões de ordem econômica,for conveniente reduzir a espessura da base
20Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível
GRANULARES
ESTABILIZADAS
•Macadame hidráulico•Macadame seco
•Materiais•Naturais •Solo-brita•Brita corrida•Brita graduada
•Por correção granulométrica
•Com cal
•Com cimento•Solo cimento•Solo melhorado comcimento
•Com betume•Solo betume•Bases betuminosasdiversas
•Solo cal•Solo melhorado com cal
BASES ESUB-BASESFLEXIVEIS
E SEMI-RIGIDAS
21Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Reforço doSubleito
•Camada necessária, no caso de pavimentos muitoespessos, executada com o objetivo de reduzir a espessura da própria subbase.
Regularizaçãodo Subleito
•Camada de espessura variável (cortes ou aterros menores ou iguais a 20cm);
•Executada para preparar e receber o pavimento.
Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível
22Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland
PAVIMENTORÍGIDO
Placa de Concreto
RevestimentoBase
Evitar o bombeamentodo subleito
Subbase
REFORÇO DO SUBLEITO
BASE E REVESTIMENTO
SUB-BASE
SUBLEITO
São aqueles pouco deformáveis, constituídos principalmente de concreto de cimento Portland, rompem por tração na flexão, quando sujeitos a deformações.
23Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland
SUBBASES• Concretos Magros• C.C.R.• Granulares
REVESTIMENTOSRÍGIDOS
• Concreto de cimento• Macadame Cimentado• Paralelepípedos Rejuntados
com cimento
24Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Pavimentos Semi-RígidosCaracterizam-se por uma base cimentadaquimicamente, como por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica.
REFORÇO DO SUBLEITO
SUB-BASE GRANULAR
REVESTIMENTO
BASE CIMENTADA
SUBLEITO
25Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Pavimentos Invertidos (semi-rígido)Caracterizam-se por serem constituídos de revestimento, base granular não tratada de brita graduada simples e sub-base de material granular tratado com cimento.
REFORÇO DO SUBLEITO
REVESTIMENTO
BASE GRANULAR
SUB-BASE CIMENTADA
SUBLEITO
26Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Comparação entre os Tipos de Estruturas de Pavimentos
REFORÇO DO SUBLEITO
BASE E REVESTIMENTO
REFORÇO DO SUBLEITO
SUB-BASE GRANULAR
REFORÇO DO SUBLEITO
FLEXÍVEIS
SUB-BASE
BASE
REVESTIMENTO
SUBLEITO
SEMI-RÍGIDOS
REVESTIMENTO
BASE CIMENTADA
SUBLEITO
REFORÇO DO SUBLEITO
REVESTIMENTO
BASE GRANULAR
SUB-BASE CIMENTADA
SUBLEITO
INVERTIDOSRÍGIDOS
SUB-BASE
SUBLEITO
27Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise das Tensões, deformações e deslocamentos nos Pavimentos Flexíveis
Carga por eixo
Raio circular de contato
Pressão do pneu
σσσσt ; εεεεtCamada asfáltica
Baseh2
Subbaseh3
Subleito
h1
σσσσv ; εεεεv
28Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
PAVIMENTOFLEXÍVEL Método DNER66/96
Design of FlexiblePavements ConsideringMixedLoads and Traffic Volume
Conclusões obtidas na pistaExperimentos da AASHTO.
Autores: W.J.Turnbull, C.R. Foster eR.G. Ahlvim(U.S.A.C.E.)
29Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
•Coeficientes de Equivalênciaestrutural (k) obtidos na Pista Experimental da AASHTO.
•CBR(ensaiopreconizado pelo DNER)
•Número Equivalente (N) deOperações da USACE
EMBASAMENTODO MÉTODO
•Subleito•Materiais constituintesdo pavimento, ou
•Corpos de prova indeformados
30Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
QUANTO AOSMATERIAIS DO
SUBLEITO
•Valem as especificações gerais, recomendando-se que G.C. ≥≥≥≥ 100%
•e ≤ 2%
•CBR ≥ 2%
31Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
QUANTOAOS
MATERIAISEMPREGADOS
NO PAVIMENTO(Idem às do subleito
acrescidas de)
a)Materiais para reforço do subleito
b)Materiais parasub-base
c) Materiais parabase
•CBRRS > CBRSL
•e ≤≤≤≤ 1% (sobrecarga de 10 lbs)
•CBR ≥≥≥≥ 20%
•IG = 0
•e ≤≤≤≤ 1% (sobrecarga de 10 lbs)
•CBR ≥≥≥≥ 80%•e ≤≤≤≤ 0,5% (sobrecarga
de 10 lbs)•LL ≤≤≤≤ 25% •IP ≤≤≤≤ 6%
32Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
QUANTOAOS
MATERIAISEMPREGADOS
NO PAVIMENTO(Idem às do subleito
acrescidas de)
d)Observações: LL > 25% e/ou IP>6% o material pode ser Empregado em BASE (satisfeitas as demais condições) e desde que o E.A. > 30.
e)Granulometria dos Materiais para base granular
� Faixas: A e D (tabela de granulometria)
� Faixas: E e F N ≤≤≤≤ 5.106 eCBRBG ≥≥≥≥ 60%
33Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
GRANULOMETRIA (% em peso passando)
ITipos II
PeneirasB C D E FA
2”1”
NO43/8”
NO10NO40NO200
100
100 100 100 100
100
55-100 70-100
55-100
30-65
25-55
15-40
8-20
2-8
75-90
40-75
30-60
20-45
15-30
5-15
50-85
35-65
25-50
60-100
50-85
40-70 40-100
15-30 25-45 20-50 30-70
5-15 10-25 6-20 8-25
34Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
OBSERVAÇÕES:
A fração que passa na peneira no200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa na peneira no40.
(b)A fração graúda deve apresentar um desgaste LosAngeles ≤≤≤≤ 50; Aceitando-se valores de desgaste maior, desde que haja EXPERIÊNCIA NO USO DO MATERIAL.
(c) Para materiais LATERÍTICOS, as “Experiências Gerais”fixarão valores para expansão índices de consistência, granulometria e durabilidade da fração graúda.
35Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
ESPESSURA MÍNIMA DE REVESTIMENTO:
A fixação da espessura mínima a adotar para os REVESTIMENTOS
BETUMINOSOS é um dos pontos ainda em aberto na ENGENHARIA
RODOVIARIA, quer se trate de proteger a camada de base dos
esforços impostos pelo tráfego, quer se trate de evitar a ruptura do
próprio revestimento por esforços repetidos de tração na flexão. As
espessuras a seguir recomendadas, visam, especialmente, proteger
as BASES de comportamento puramente granular e são ditadas pelo
que tem observado.
36Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
Concreto Betuminoso com 12,5cm de espessura
N> 5x107
Concreto Betuminoso com 10,0cm de espessura
107<N≤≤≤≤5x107
Concreto Betuminoso com 7,5cm de espessura
5x106<N≤≤≤≤ 107
Revestimentos Betuminosos com 5,0cm de espessura
106<N≤≤≤≤5x106
Tratamentos Superficiais BetuminososN≤≤≤≤106
ESPESSURA MÍNIMA DE REVESTIMENTO BETUMINOSO
N
OBS.: No caso de adoção de tratamentos superficiais, as bases granulares devem possuir alguma coesão, pelo menos aparentes,seja devido à capilaridade ou a
entrosamento de partículas.
37Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
PROCESSO DE DIMENSIONAMENTO DOS PAVIMENTOS FLEXÍVEIS
1) Em função do número de operações do eixo de 8,2t e do I.S.C. ou C.B.R.(fig. 43) determina-se a espessura do pavimento em centímetros e em
termos de material granular (k=1) ou pelo uso das equações:
H=77,67. N0,0482 . ISC-0,598 ou H=9,02+(0,23logN+0,05) [(7011/CBR)-234,33]1/2
2)Com a utilização da figura 44(ou equações acima) e figura 43, determinar Hm, Hn e H2O e R pela tabela de espessura mínima de
revestimento betuminoso.
3) Observar que na fig. 44, Hm por exemplo, designa a espessura total do pavimento necessário para proteger um material com CBR ou IS = CBR ou IS = m e assim sucessivamente para os demais materiais e CBR’s e
IS’s(n e 20)
4) Designa-se hn a espessura da camada do pavimento com CBR ou IS = n.
38Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)-Ábaco de Dimensionamento (Fig.43)
39Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
5) OBSERVAÇÕES:
a) Mesmo que o CBR ou IS da sub-base seja superior a 20, a espessura do pavimento, necessário para protegê-la é determinada como se fosse 20 e, por esta razão, usam-se sempre os símbolos,H20 e h20 para designar as espessuras de pavimento em termos de material granular e a espessura de sub-base respectivamente.
b) No caso de ocorrência de materiais no subleito com CBR ou IS inferior a 2, é sempre preferível fazer a substituição, na espessura de,pelo menos, 1m, por material com CBR ou IS superior a 2.
c) A espessura de camadas granulares mínima é de 10cm (preferencialmente 12cm).
d) Supõe-se, sempre que há uma drenagem superficial adequada e que hálençol de água subterrâneo e que foi rebaixado a, pelo menos, 1,50m em relação ao greide de regularização.
e) Os símbolos B e R designam, respectivamente, as espessuras efetivas de base e de revestimento.
f) Se para um determinado “N” requerer tratamento superficial betuminoso, utilizar no dimensionamento R=0 (zero).
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
40Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
6) Uma vez determinadas as espessuras das camadas Hm, Hne H20, pelo gráfico da fig. 43 ou pelas equações; determina-se R pela tabela apresentada, as Espessuras de base(B), sub-base (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações:
R . kR + B. kB ≥≥≥≥H20 ;
R . kR+ B. kB + h20. k20 ≥≥≥≥Hn ; e
R . kR + B . kB + h20 .k20 + hn. kn ≥≥≥≥Hm
41Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
Para o dimensionamento do pavimento de uma rodovia classe II, com velocidade diretriz de 70km/h foram realizados estudos de tráfego e geotécnicos.
Nos estudos de tráfego foram determinados o número de solicitações (operações) do eixo padrão de 8,2 tf para a AASHTO e para o USACE, respectivamente, iguais a 1,0 x107 e 4 x 107 .
Para os estudos geotécnicos foram sondados e selecionados materiais das Jazidas A e B para possível utilização como reforço do subleito. Os ensaios da Jazida A apresentaram ISC = 10% e kREF=0,80, enquanto, o material da Jazida Bapresentou ISC= 13% e kREF=1,00.
Dimensionar o pavimento e desenhar o perfil do pavimento, sabendo-se que:a) O método de dimensionamento a utilizar é do DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem para pavimentos flexíveis;
b) A relação entre a espessura de material granular em centímetros (H), número de operações do eixo de 8,2t (N) e o Índice de Suporte Califórnia (ISC) em valor absoluto são expressos pela relação (obs.: expressão do ábaco):
H=77,67. N0,0482 . ISC-0,598c) O subleito apresenta ISC=6%;
d) Dispõe-se de materiais granulares para a sub-base e base. O material da sub-base apresenta ISC= 35% e o da base ISC superior a 80%, sendo que os coeficientes de equivalência estrutural da sub-base e base são iguais a 1 ( um );
e) Utilizar concreto betuminoso como material de revestimento;
f) Caso a espessura da sub-base calculada anteriormente seja maior que 20cm, redimensionar o pavimento utilizando uma camada de reforço do subleito com o material de uma das jazidas estudadas de maneira a manter as considerações dos itens anteriores e obter a estrutura de pavimento mais econômica;
g) Admitir que as jazidas tenham o mesmo custo do material e mesma distância de transporte;
h) Arredondar os valores das espessuras efetivas para números múltiplos de 0,5 cm .
42Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
Dados: 7104 ×=
USACEN ;
Utilizar CBUQ como revestimento 0,2=⇒rk ; %6=mCBR ;
Caso se tenha reforço )20( 20 cmh > utilizar a jazida B (ISCn=13% e kn=1,0);
ISC20=20%; k20=kB=1,0.a) Cálculo de R
Vai a Tabela de espessuras mínimasde revestimento e com cmRN 0,104 =⇒10×= 7
b) Cálculo de Hm
( ) cmHmHmHm 0,6285,616)104(67,77598,00482,07 ≅∴=∴×××=
−c) Cálculo de H20
( ) ( ) cmHHH 5,301,3020107467,77 2020
598,00482,0
20≅∴=∴×××=
−d) Como inicialmente só se
dispõe de sub-base e base 0=⇒ nh
e) Cálculo da espessura da Base (B)
cmBBHkBkR BR 5,105,30121020≥∴≥×=×∴≥×+× f) Cálculo da espessura da Sub-
Base (h20)
cmcmhh
HkhkhkBkR mnnBR
205,31620115,10210 2020
2020
>≥∴≥+×+×+×∴
≥×+×+×+×
Portanto: Redimensionar utilizando a jazida B reforço.
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1:
43Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT)
SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1:
g) cmHm 5,62=
h) Cálculo de Hn: Para o pavimento mais econômico utiliza-se jazida B (ISCn=13% e kn=1,0)
( ) ( ) cmHH nn 0,391310467,77598,00482,07 ≅∴×××=
−
i) Cálculo de h20
cmhcmcmh
hHkhkBkR nBR
0,10105,8
0,39115,10210
2020
202020
=∴<≥∴
≥×+×+×∴≥×+×+×
j) Cálculo da espessura (hn) do reforço
cmh
hHkhkhkBkR
n
nmnnBR
5,21
62111015,102102020
≥∴
≥×+×+×+×∴≥×+×+×+×
k) Perfil do Parimento:
Base de BG
SUb-Base de Material Granular
Reforço do Subleitocom solo estabilizado
CBUQ
44Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Definição:
Pavimentos de Concreto de cimento Portlandou também denominados de Rígidos são os constituídos por placas de concreto de cimento Portland interligados por juntas e assentes sobre o solo de fundação ou sub-base intermediária e com rigidez à flexão.
45Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
HISTÓRICO
46Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
1º PAVIMENTO DE CONCRETOCOURTHOUSE SQUARE, EM
1893
+ de 100 anos
- Court Avenue- Main Street- Columbus Avenne- Opera Street
Cidade de Bellefontaine - EUA
Construtor: Willian T. G. Snyder
47Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
HISTÓRICO, LOCAIS DE APLICAÇÃONO BRASIL,CURITIBA E RMC
48Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Av. Edson Passos - Rio de Janeiro (RJ)
Mais de 1/2século
49Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Praia de Boa Viagem - Recife (PE)
Mais de 50 anos
50Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Rod. Itaipava-Teresópolis
Mais de 70 anos
51Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Rodovia dos Imigrantes (SP)
25 anos
52Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Marginais Rodovia Castello Branco (SP)
2001
53Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Lote 2Rua Fernando Moreira
CANALETA LESTE-OESTE
54Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
Lote 4Av AffonsoCamargo
CANALETA LESTE-OESTE
55Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
PAVIMENTO RÍGIDO COMPANHIA DE CIMENTO ITAMBÉ- CAMPO LARGO
� ACESSO A FÁBRICA DA ITAMBÉ
Concreto Simples - 24 cm1997
56Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
HR
GRANDE ÁREADE DISTRIBUIÇÃODE CARGA
PEQUENA PRESSÃONA FUNDAÇÃO DOPAVIMENTO
HF
GRANDE PRESSÃONA FUNDAÇÃO DOPAVIMENTO
PEQUENA ÁREADE DISTRIBUIÇÃODE CARGA
RÍGIDOS FLEXÍVEIS
COMPARAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA ENTRE PAVIMENTOS EQUIVALENTES
57Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland
� Os pavimentos de concreto
podem ser classificados em
vários tipos, diferenciando-se
entre si no processo
construtivo, no projeto e
principalmente, na concepção
funcional.
TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS:
58Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
3 a
4 m
etr
os
4 a 6 metros 4 a 6 metros
Planta
hCorte
Tipos principais de pavimentos rígidos
P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (S.B.T.)
59Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Tipos principais de pavimentos rígidos
Barras de transferência
h
Planta
Corte
4 a 7 metros 4 a 7 metros
3 a
4 m
etr
os
P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (C.B.T.)
60Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Tipos principais de pavimentos rígidos
Armadura
5 cm
Barras de transferência
P.C.R. = Pavimentos de Concreto Reforçados com ArmaduraDistribuída Contínua (A.D.C.)
61Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Tipos principais de pavimentos rígidos
Corte
Planta
. . .. .. .
. . ... ... . . . . .. .
.. . . . .. .
P.C.R. = Pavimentos de Concreto Estruturalmente armados(P.C.E.A.)
62Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Tipos principais de pavimentos rígidos
Pavimentos de Concreto Protendido (P.C.P.)
63Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( PortlandCement Association) :
Ensaio de placa
Dimensionamento de pavimentos rígidos
64Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Dimensionamento de pavimentos rígidos
Ensaios relativamente caros e que demandam muito tempo
Utilizam-se correlações entre CBR e k
DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( PortlandCement Association) :
65Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Dimensionamento de pavimentos rígidos
Correlações entre CBR e k :
Ou ainda:Valores tabelados pela PCA
CORRELAÇÃO K X CBR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5
k (kgf/cm2/cm)
CBR
k = 2,0791Ln(CBR) + 0,6138R2 = 0,9971
66Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
ASPECTO SUPERFICIAL DE PAVIMENTODE CONCRETO SEM JUNTAS
PlantaFissuras transversais de contração
Fissura longitudinal devidaao empenamento restringido
Fissuras transversaisadicionais devidas aoempenamento restringido
Análise de tensões nos pavimentos de concreto (rígidos)
67Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Junta de Articulação ;e
Junta de Construção.
TIPOS DE JUNTAS LONGITUDINAIS:
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
68Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
Selante
h
0,6
1,2
OBS: cotas em cm
h/4 + 1,5
JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE LIGAÇÃO:
69Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE LIGAÇÃO:
Selante0,6
1,2
OBS: cotas em cm
Barra de ligação
h/4 +1,5h/2
h/2
70Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA COM BARRAS DE LIGAÇÃO:
hh
Selante0,6
1,2
0,1h
0,1h
OBS: cotas em cm
0,4h
0,4h
0,05h
0,05h
Barra de ligação
71Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA SEM BARRAS DE LIGAÇÃO:
h
Selante0,6
0,2h
0,1h
OBS: cotas em cm
0,4h
0,4h1,2
72Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
BARRAS DE LIGAÇÃO (Juntas Longitudinais):
As barras de ligação são dispostas transversalmente e ao longo da junta longitudinal e servem para manter unidas as faixas de tráfego principalmente nas curvas, bem como para assegurar a transferência das cargas na junta longitudinal.Na figura abaixo mostra-se um exemplo de pavimento com duas faixas de tráfego com problema de separação das faixas de tráfego.
73Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
•Junta de retração;
•Junta de retração com barras de transferência;e
•Juntas de construção.
TIPOS DE JUNTAS TRANSVERSAIS:
74Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE TRANSFERÊNCIA:
h
Detalhe A
OBS: cotas em cm
h/4
75Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA:
OBS: cotas em cm
h
Detalhe A
0,5lb 0,5lb
0,5h
0,5h
Barra de transferência (com sua metade mais 2 cm pintada e engraxada)
h/4
76Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
BARRAS DE TRANSFERÊNCIA:São utilizadas ao longo das juntas transversais para transmitir as cargas de uma placa para outra. As tensões e deflexões nas juntas transversais são muito menores quando as cargas são transferidas para as duas placas, ao invés de em uma única placa.
A transmissão de cargas se realiza pelo conjunto de barras distribuídas ao longo da junta transversal e a deflexão de um lado da junta é igual a do outro lado e se diz que a eficiência da junta é de 100%, conforme figura abaixo:
77Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
( )Ε =+
2100
dd d
x''
%
d = deslocamento vertical do lado carregado da junta;e
d’= idem, do lado descarregado da junta
78Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
EjA=(Du/Dl)x100
Du=Deflexão próxima a junta no lado descarregado;eDl=Deflexão próxima a junta no lado carregado.
EFICIÊNCIA (EjA) DA JUNTA TRANSVERSAL - Critério da AASHTO:
79Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
0 – 20Nula
21 – 89Parcial
90 – 100Completa
E ou EjA(%)Transferência de Carga (TC)
CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DA EFICIÊNCIA OU TRANSFERÊNCIA (TC) DE CARGA:
80Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
BARRAS DE TRANSFERÊNCIA:
O uso de barras de transferência minimiza degraus entre as placas e o bombeamento, os quais são considerados na determinação da espessura das placas no método de dimensionamento da PCA.O dimensionamento das barras de transferência é realizado segundo experiências da PCAe são em função da espessura da placa, conforme recomendações a seguir:
Bitola, comprimento e espaçamento de barras de transferência (aço CA-25) (Fonte: PCA)
Espessura da Placa (cm)
até 17,017,5 a 22,022,5 a 30,0
> 30,0
300300300300
Bitola(ΦΦΦΦ)
Comprimento(mm)
20253240
460460460460
Espaçamento(mm)
81Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO PLANEJADA DE TOPO COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA:
Detalhe A
Barra de transferência
h/2
h/2
82Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
Selante
2
OBS: cotas em cm
0,6
1,2
h0,1h
0,4h
0,4h
0,05h
0,05h
Barra de ligação
JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO DE EMERGÊNCIA:
83Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
JUNTA TRANSVERSAL DE EXPANSÃO:
h
Material compreensível
Barra de transferência
h/2
OBS: cotas em cm
h/2
Capuz dematerial duro
84Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
Estrutura
isopor ou similar
1 a 2,5
1 a 2,5
h
OBS: cotas em cm
Selante
JUNTA LATERAL DE EXPANSÃO:
85Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
1. DIMINUEMTensões e deformações nas placas de concreto;Pressões e consolidação na fundação;eManutenção.
2. AUMENTAMDurabilidade;eConforto e segurança de rolamento.
SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA:
86Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
•Placas curtas;
•Barras de transferência;e
•Sub-base estabilizada com cimento.
SISTEMAS ARTIFICIAIS DE MELHORIA DA EFICIÊNCIA DE JUNTAS:
87Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos)
5
10
Selante
0,25h
OBS: cotas em mm
Corpo de apoio
FF=5/10=0,5
88Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos)
MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Portland Cement AssociationPCA PCA 19841984
American Association of State Highwayand Transportation Officials
AASHTO 1993AASHTO 1993AASHTO (suplemento 1998)AASHTO (suplemento 1998)
89Tópicos de projeto de pavimentos
asfáltico e de cimento Portland
Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos)
FIM!Muito obrigado pela
paciência!
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