PAVIMENTO INTERTRAVADO DE CONCRETO: ESTUDO DOS ELEMENTOS E MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO. Luiz Otávio Maia Cruz

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1 PAVIMENTO INTERTRAVADO DE CONCRETO: ESTUDO DOS ELEMENTOS E MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO Luiz Otávio Maia Cruz TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DA COORDENAÇÃO DOS PROGRAMAS DE PÓS-GRADUAÇÃO DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL. Aprovada por: Profª. Laura Maria Goretti da Motta D.Sc. Prof. Jacques de Medina, L.D. Profª Lídia da Conceição Domingues Shehata, D.Sc. Prepredigna Delmiro Elga Almeida da Silva, D.Sc. RIO DE JANEIRO, RJ BRASIL JUNHO DE 2003

2 CRUZ, LUIZ OTÁVIO MAIA Pavimento Intertravado de Concreto: Estudo dos Elementos e Métodos de Dimensionamento. [Rio de Janeiro] XVIII, 281 p., 29,7cm (COPPE/UFRJ, M.Sc., Engenharia Civil, 2003) Tese - Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE 1. Pavimento de concreto, 2. Dimensionamento de pavimentos, 3. Peças prémoldadas de concreto. I. COPPE/UFRJ II. Título (série)

3 iii Na vida, muitas vezes encontramos pessoas... Inteligentes ou Espertas Boas ou Perigosas Positivas ou Limitadas Simples ou Arrogantes Líderes ou Comuns...,... Não importa, Porém, Quando encontramos pessoas AMIGAS, Encontramos o sentido das Realizações da Raça Humana. Para você, meu querido irmão e AMIGO Júlio Daniel Da Cruz Netto Para você, meu AMIGO e eterno chefe José Eduardo Kattar Às vezes me pergunto, o que seria tudo para uma pessoa... E penso... Saúde! Paz! Humildade! Sabedoria! Amor! Fraternidade! Honestidade! Perseverança! ALEGRIA! Para vocês, minhas filhas, Beatriz, Luíza e Júlia e minha companheira amada Andréa Obrigado por serem tanto do meu tudo.

4 iv AGRADECIMENTOS À Holcim (Brasil) S.A., que me proporcionou esta oportunidade ímpar de realizar este trabalho, mesmo nos meus momentos de plena atividade profissional na equipe de Assessoria Técnica, me facultando horas e horas para dedicar a ele. Especialmente, a três amigos da Holcim (Brasil) S.A., meu eterno chefe Eng. José Eduardo Kattar, que mesmo nos momentos finais de sua vida em nenhum momento deixou que algo afetasse o desenvolvimento deste trabalho. Espero algum dia, receber mais uma vez a graça de com ele conviver. Ao meu amigo e incentivador das minhas idéias e projetos, Amauri Ribeiro de Barros, que sempre esteve ao meu lado, me incentivando e me dando todo o tipo de apoio. Ao Sergio Bautz, que prontamente ofereceu e proporcionou toda a infraestrutura para que fizéssemos a pista experimental de pavimentos de peças pré-moldados, na fábrica da Holcim, situada em Cantagalo RJ. Ele foi quem possibilitou a execução da primeira pista experimental do Brasil de pavimentos intertravados de concreto, que será instrumentada pela equipe da COPPE-UFRJ. Certamente, das observações desta pista sairão várias conclusões para aplicação imediata na engenharia de pavimentos intertravados de concreto. À incrível Profª Laura Maria Goretti da Motta, que consegue passar a todos os seus alunos, além de seu vasto conhecimento acadêmico e técnico, uma lição de humildade, capacidade de coordenação, liderança e afeto. Agradeço por seu apoio e paciência nos momentos mais difíceis da preparação deste trabalho. À Profª Lídia Shehatta, que me permito chamar de uma grande amiga. Foi responsável direta por minha entrada na COPPE para a realização desta especialização.agradeço por seus exemplos de determinação, competência e fraternidade. Ao Fábio Aurélio Augustin, Luiz Carlos Marques e Regis Moura da Rocha meus amigos de batalha no laboratório da Holcim Rio de Janeiro. Com esta maravilhosa equipe conseguimos o impossível, fizemos o trecho experimental, todos os traços na fábrica da Pavibloco, executamos quase ensaios e analisamos estes dados. Somente com confiança, competência, profissionalismo e entusiasmo pudemos juntos desenvolver todo esse trabalho.

5 v Ao amigo Eduardo Grey, proprietário da Pavibloco Rio de Janeiro, empresa que desde o primeiro momento não somente permitiu o desenvolvimento de todo o estudo em suas instalações, como o apoiou e dele participou.sua dedicação possibilitará levar a tecnologia da pavimentação de peças pré-moldadas de concreto bem mais longe em nosso país. A minha mãe, Neiva Maia Cruz, minha luz divina, de quem, com meu querido e inesquecível pai, Juniel da Silva Cruz, recebi ensinamentos de honestidade, humildade e fraternidade. Foi difícil para eles educarem os filhos, mas sempre com amor e carinho, proporcionando o que nunca sonharam e puderam ter nesta vida terrena. O exemplo deles tem sido fundamental para mim e meus quatro irmãos. À minha mulher amada Andréa e minhas queridas filhas Beatriz, Luíza e Júlia, a quem peço desculpas pela ausência durante o tempo que dediquei a este trabalho e que dedico à minha vida profissional objetivando proporcionar-lhes além de amor, carinho, caráter, honestidade, alegria, as condições para que sejam mulheres felizes.

6 vi Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Mestre em Ciências (M.Sc.) PAVIMENTO INTERTRAVADO DE CONCRETO ESTUDO DOS ELEMENTOS E MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO Luiz Otávio Maia Cruz Junho / 2003 Orientadora: Laura Maria Goretti da Motta Programa: Engenharia Civil Este trabalho tem como objetivo principal mostrar a evolução tecnológica de pavimentos de intertravados e o estado do conhecimento sobre o assunto.foram realizados estudos experimentais em ambiente industrial de fabricação das peças prémoldadas de concreto e em laboratório. Também foi executado um trecho experimental em local de tráfego pesado de caminhões a fim de observar o seu comportamento, utilizando na camada de revestimento peças pré-moldadas de concreto com espessuras de 10, 8, 6 e 4cm. Além da parte experimental, foram resumidos os principais métodos de dimensionamento existentes. Eles consideram o funcionamento estrutural semelhante o de pavimentos flexíveis e ainda existe uma grande discussão sobre o módulo resiliente a utilizar para a camada de revestimento composta pelas peças pré-moldadas de concreto e a camada delgada de areia. São comentadas diferentes normas internacionais e nacionais sobre peças pré- moldadas de concreto. Foi proposta uma metodologia de dosagem específica para o ambiente de fabricação das peças pré-moldadas de concreto, pois não há método próprio que garanta o controle de homogeneidade na produção e o desempenho das peças produzidas.

7 vii Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science (M.Sc.) INTERLOCKING CONCRETE PAVEMENT: STUDY OF ELEMENTS AND METHODOLOGY OF DESIGN Luiz Otávio Maia Cruz June / 2003 Advisor: Laura Maria Goretti da Motta Department: Civil Engineering The major purpose of this work is to show the technological evolution of interlocking concrete pavement throughout experimental tests that were made on a plant of precast concrete unit and in laboratory. The performance of an Interlocking concrete pavement was observed in an experimental section that was constructed for this purpose, under a heavy traffic of trucks. The experimental section was carried out with the thickness of 10, 8, 6 and 4 cm in laying face. The most important design methods of interlocking concrete pavement were analyzed. Although the structural mechanism is close to the one of flexible pavement, there is still a discussion about the correct valor of modulus of resilience of laying course plus bedding sand. An evaluation of international and national standards was carried out. In view of the lack of mix design methods for that kind of pavement, it is proposed one based on an environment industrial manufacturing, according to the high control of homogeneity and performance of precast concrete unit.

8 ÍNDICE viii CAPÍTULO INTRODUÇÃO... 1 CAPÍTULO O PAVIMENTO INTERTRAVADO Breve histórico da pavimentação A estrutura do pavimento PPC Influência do tipo de máquina na fabricação das PPC Estágio atual das normas internacionais e brasileiras CAPÍTULO PRINCIPAIS MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DO PAVIMENTO INTERTRAVADO Introdução Critérios gerais utilizados nos procedimentos de dimensionamento Métodos utilizados pela Inglaterra (BSI) e Estados Unidos (AASHTO) Modelo Mecanístico Dimensionamento para tráfego leve CAPÍTULO METODOLOGIA DE DOSAGEM Considerações gerais Materiais Constituintes Proposta de Metodologia de Dosagem para a fabricação de PPC CAPÍTULO PROGRAMA EXPERIMENTAL REALIZADO Introdução Ensaios Tecnológicos dos Materiais Ensaios Realizados Vibroprensas utilizadas na confecção das PPC Materiais Utilizados Características físicas/origem Definição das Dosagens Resultados Obtidos Trecho Experimental Realizado CAPÍTULO ANÁLISE DOS RESULTADOS

9 ix 6.1 Considerações Iniciais Análises realizadas de resistências obtidas Resistência a Abrasão Capítulo CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA ESTUDOS FUTUROS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 173 ANEXOS

10 ÍNDICE DE FIGURAS x Figura 2. 1 Fotografia do pavimento de pé-de-moleque situado entre as cidades de Paraty-RJ e as cidades de Minas Gerais... 9 Figura 2. 2 Fotografia de uma rua de pavimento de pé-de-moleque localizada na cidade de Paraty - RJ... 9 Figura 2. 3 Estrutura típica do pavimento de PPC (Compilado de ICPI n 10) Figura Tipos de Intertravamento existente (Compilado de ICPI n 4) Figura 2. 5 Formatos típicos das peças com intertravamento horizontal (Compilado de Hallack, 2001) Figura 2. 6 Efeito da espessura das PPC no desempenho do pavimento sob solicitação do trafego (Shackel, 1991) Figura 2. 7 Exemplos de peças de Intertravamento Vertical Figura 2. 8 Arranjo de assentamento das PPC - tipo espinha-de-peixe Figura 2. 9 Arranjo de assentamento das PPC - tipo Fileiras Figura Arranjo de assentamento das PPC - tipo Trama Figura Efeito da espessura da camada de areia de assentamento no desempenho do pavimento (Shackel, 1991) Figura Influência do efeito combinado entre as espessuras do revestimento e da base no desempenho do pavimento, para a forma geométrica da PPC indicada no gráfico (Compilado de Shackel, 1991) Figura Perda progressiva de nivelamento da superfície do pavimento devido a variações de espessura nas PPC (Fonte: Morish, apud Shackel, 1991) Figura Estrutura funcional do CEN e as sub-divisões do TC Figura Princípio de ensaio de tração por compressão diametral na própria PPC (pren 1338, 1996) Figura oto ilustrativa do dispositivo de ensaio de tração, utilizado nos ensaios de resistência à tração desta tese Figura 3. 1 Efeito progressivo do intertravamento em função do carregamento inicial do pavimento (Compilado de Shackel, 1992) 53 Figura 3. 2 Efeitos da superposição de tensões geradas pelo eixo tandem na profundidade da estrutura do pavimento. (Compilado de Shackel, 2000); Figura 3. 3 Diagrama esquemático do processo de dimensionamento para PPC. (Compilado de Shackel, 2000)

11 xi Figura 3. 4 Fluxo de dimensionamento empírico para tráfego leve Pedestres e carros leves. (Compilado de Cook, 1996) Figura Fluxo de dimensionamento empírico de PPC para tráfego leve veículos Leves e poucos veículos pesados. Fonte: Cook, Figura 4. 1 Fluxo de dados do sistema de dosagem proposto nesta tese Figura 4. 2 Tela de Saída da Planilha de Cálculo da Dosagem Método Proposto nesta tese Figura Diagrama representativo dos fatores que interferem no desempenho das PPC Figura Fotografia do tipo de cura das PPC, do tipo A, que foram acondicionadas em câmara de cura por 24 horas Figura Fotografia do tipo de cura das PPC, do tipo B, que foram acondicionadas em câmara de cura por 24 horas e envolvidas por plástico preto por 07 dias Figura Fotografia do tipo de cura das PPC, do tipo C, que foram curadas em ambiente natural Figura Colocação de equipamento termohigrógrafo na câmara de cura (Tipo A) para acompanhamento de temperatura e umidade relativa do ar (URA) Figura Diagrama da família de dosagens elaboradas na etapa 1, em função do tipo de vibroprensa utilizada... Figura 5. 6 Exemplo da etapa de desmoldagem das PPC na vibroprensa de desforma imediata Figura Curva granulométrica dos agregados utilizados neste estudo Figura Gráfico dos feixes de granulometria dos concretos, Figura Gráfico dos feixes de granulometria dos concretos, Figura Foto ilustrativa do ensaio de umidade por aparelho de microndas Figura Medição do desgaste de abrasão do corpo de prova após percurso de 1000 metros no disco de Amsler-Laffon Figura Vista do equipamento para realização do ensaio de abrasão Figura Amostra da rocha de Traquito para realização do ensaio de Abrasão 130 Figura Preparação da amostra de rocha para ensaio de Abrasão Figura Corpo de prova preparado para realização do ensaio de Abrasão Figura Detalhe do equipamento Pêndulo Britânico, com dispositivo de aplicação de água

12 xii Figura Detalhe do ensaio no aparelho Pêndulo Britânico sob aplicação de água Figura Ensaio de Compressão Axial, com placas cilíndricas Método Brasileiro NBR Figura Ensaio de Tração por Compressão Norma pr EN Figura Ensaio de Compressão direto na PPC Método Americano ASTM C Figura Peso submerso da PPC, realizado na balança hidrostática para cálculo da área líquida Figura Entrada principal da fábrica da Holcim - RJ, unidade de Cantagalo, mostrando a posição das duas balanças rodoviárias em sua portaria Figura Local de construção do trecho experimental Figura Etapa de escavação do trecho experimental e vista do perfil do corte do terreno Figura Compactação do Subleito com rolo pé-de-carneiro e placa vibratória 147 Figura Detalhes do espalhamento, compactação e verificação do nível da subbase Figura Espalhamento e moldagem de corpos de prova do material da base tratado com cimento Figura Compactação final da base do segundo sub-trecho para receber as PPC de 8,0 cm Figura Espalhamento do colchão de areia Figura Colocação das PPC de10,0 cm Sub-trecho Figura Vista geral dos sub-trechos e preparação das espessuras finais da camada de base Figura Assentamento do sub-trecho 2, PPC de 8,0 cm Figura Assentamento do sub-trecho 3, PPC de 6,0 cm Figura Junta de transição entre os sub-trechos 2 e Figura Perfil vertical das PPC de 8 cm e 6 cm na região da junta de transição Figura Colocação do sub-trecho 4, de PPC de 4,0 cm Figura Perfil vertical das PPC de 6 e 4 cm Figura Etapa de Compactação das PPC Figura Vista geral do trecho experimental concluído

13 xiii Figura 6. 1 Desempenho de resistência à compressão axial (MPa) em função do consumo de cimento por m³ Figura 6. 2 Desempenho resistência à compressão axial em função do total de finos passante na # 0,300 mm Figura 6. 3 Influencia do tipo de CURA na resistência a compressão Figura 6. 4 Correlação de resistência Compressão / Tração Figura 6. 5 Desempenho de resistência à compressão axial (MPa) em função do consumo de cimento por m³ Figura 6. 6 Desempenho resistência a tração por compressão em função do total de finos passante na # 0,300 mm

14 ÍNDICE DE TABELAS xiv Tabela Problemas estruturais relacionados com a camada de areia (Compilado de Beaty, 1992 e Karasawa, 2000) Tabela Limites granulométricos e forma dos grãos para o colchão de areia (Compilado de Shackel, 1991, Burack, 2002, Knapton, 1997) Tabela Especificações da areia de rejuntamento (Compilado de Burack, 2002, Shackel, 1990, Knapton, 1997) Tabela Limites aceitáveis da areia após o teste de durabilidade Lilley and Dowson (Knapton (1997) Tabela Resumo dos ensaios de areia para a camada de assentamento das PPC Tabela Requisitos físicos para produção de PPC no Brasil (NBR 9781/87) Tabela 2. 7 Granulometria da areia para o colchão de areia para pavimento de PPC (Dutra, 1998) Tabela Requisitos Físicos e limites aceitáveis no projeto de norma européia EN 1338 para PPC... Tabela Resumo dos requisitos físicos e limites aceitáveis nas normas Americanas e Canadense Tabela Índice de classificação de carga (LCI) para pavimentos Industrial de grandes cargas. Fonte: Knapton (1997) Tabela 3. 2 Medidas de Módulo de PPC através de FWD e ensaios de laboratório. (Compilado de Shackel, 2000) Tabela 3. 3 Fatores de Drenagem para dimensionamento mecanístico adotados no programa LOCKPAVE (Compilado de Shackel, 2000) Tabela 3. 4 Categorias de Tráfego para pavimentos Tabela 4. 1 Tabela estimativa de k nt, representando o desvio padrão ( s ) e o coeficiente de Student ( t ), sugerida a ser utilizada na primeira fase de produção. Fonte: Tango (1994) Tabela 4. 2 Valores sugeridos para t s, por tipo de controle de produção Tabela 4. 3 Ensaios dos materiais constituintes que compõem a dosagem das PPC, na metodologia proposta na tese... 83

15 xv Tabela 4. 4 Tabela de controle visual de umidade ótima durante a fabricação das PPC proposta nesta tese Tabela Controle de temperatura (ºC) e umidade relativa do ar (%) correspondente, através de medição de equipamento termohigrógrafo instalado ao lado das PPC, em função dos tipos de cura descritos: A, B ou C Tabela Relação de ensaios de laboratório realizados nesta pesquisa para a dosagem e controle das PPC Tabela Modelos de Vibroprensas utilizadas no estudo de dosagem experimental desta tese Tabela Caracterização física e química do cimento utilizado neste estudo Tabela Quadro das composições granulométricas dos agregados utilizados na etapa dos ensaios de 19/04/ Tabela Quadro das composições granulométricas dos agregados utilizados na etapa dos ensaios em fevereiro de Tabela Composições dos traços experimentais para vários consumos de cimento e MF = 2,8 ± 0,2 e umidade do concreto fresco = 5,0 ± 1,0% Tabela Características gerais dos traços de concreto com Tabela Características gerais dos traços de concreto com Tabela Composições dos traços experimentais para vários consumos de cimento e MFC = 3,0 ± 0,2 e umidade concreto fresco (U%) Tabela Características gerais dos traços de concreto com Tabela Características gerais dos traços de concreto com Tabela Acompanhamento de controle de umidade do concreto durante a fabricação das PPC Etapa 1 19/04/ Tabela Acompanhamento de controle de umidade do concreto durante a a fabricação das PPC Etapa 2 16/02/2003 e 21/02/ Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0,

16 xvi Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,6, Tipo de Cura = C Tabela Resultados de Resistência à Compressão Axial (MPa), para MFC 2,6, Tipo de Cura = C Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0, Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0, Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tipo de Cura = B Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tipo de Cura = B Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0, Tipo de Cura = B Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 3,0, Tipo de Cura = B Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tipo de Cura = C

17 xvii Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,8, Tipo de Cura = C Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,6, Tipo de Cura = C Tabela Resultados de Resistência à Tração por Compressão Axial (MPa), para MFC 2,6, Tipo de Cura = C Tabela Resultados de Absorção/Umidade, MFC = 2,8, Cura - TIPO A Tabela Resultados de Absorção/Umidade, MFC = 3,0, Cura - TIPO A Tabela Resultados de Absorção/Umidade, MFC = 2,8, Cura - TIPO B Tabela Resultados de Absorção/Umidade, MFC = 3,0, Cura - TIPO B Tabela Resultados de Absorção/Umidade, MFC = 2,8, Cura - TIPO C Tabela Resultados de Absorção/Umidade, Etapa 2, MFC = 2,6, Cura - TIPO C Tabela Resultados de Abrasão, MFC 2,8, umidade 5% e 7%, sem cura Tabela Resultados de Abrasão, MFC 2,8, umidade 5% e 7%, com cura Tabela Resultados de Abrasão, MFC 3,0, umidade 5% e 7%, com cura Tabela Resultados de Abrasão, Rocha Traquito Tabela Tabela de Valores de Abrasão em Concretos de Alta Resistência. Fonte: Almeida (1990) Tabela Resultados da Resistência ao Escorregamento através do Pêndulo Britânico Tabela Resultados das dimensões, umidade e absorção das PPC de diferentes fabricantes Tabela Resultados dos pesos e Resistência a Compressão Axial, método Brasileiro de diferentes fabricantes Tabela Tabela de correção de altura da peça para ensaio de resistência à compressão axial, conforme norma NBR Tabela Tabela de cálculo da área de ruptura, através de fator de correção de espessura da peça ensaiada Tabela Resultados comparativos entre as metodologias de ensaio para o cálculo da resistência à compressão PPC com espessura de 80 mm Tabela Resultados comparativos entre as metodologias de ensaio para o cálculo da resistência à compressão PPC com espessura de 60 mm Tabela Variáveis de entrada para dimensionamento do trecho experimental pelo programa da ABCP, utilizando o método da CCA Tabela Dimensionamento do pavimento de acordo com método da CCA

18 xviii Tabela Estratificação das camadas da estrutura do pavimento do trecho experimental Tabela Caracterização da Areia utilizada no colchão e rejuntamento Tabela Resultados de resistência à compressão axial das PPC utilizadas no trecho experimental método brasileiro NBR Tabela 6. 2 Influência da CURA no desempenho de resistência à compressão axial (MPa) das PPC Tabela 6. 3 Influência da Umidade e MFC no desempenho das resistências à compressão axial nas idades de 28 e 180 dias Tabela 6. 4 Influência da compactação na resistência à compressão axial (MPa) MFC = 2,8 ± 0, Tabela Valores estatísticos para correlação entre as resistências de Compressão Axial / Tração por Compressão Tabela 6. 6 Resultados comparativos de Abrasão

19 1 CAPÍTULO 1 INTRODUÇÃO Desde a década de 1980, com a disponibilidade no mercado de equipamentos de grande produtividade e com elevado grau de precisão dimensional, a indústria de pavimentos de peças pré-moldadas de concreto PPC - vem crescendo em grandes proporções em todo o mundo, inclusive no Brasil. O que era um tipo de material utilizado apenas em áreas que demandavam efeitos arquitetônicos ou paisagísticos, deu lugar a um material único extremamente versátil para harmonizar qualquer tipo de pavimento, inclusive o industrial e rodoviário, tanto esteticamente quanto estruturalmente. Outra característica de destaque neste tipo de pavimento é sua manutenção, que ao contrário de outros tipos de pavimento que demandam equipamentos dispendiosos, pode ser realizada com uma pequena equipe e ferramentas manuais. No momento, a tecnologia de pavimentos de peças pré-moldadas de concreto oferece a opção do assentamento mecânico, dando competividade ao material em termos de velocidade na sua aplicação. Técnicas como esta ainda não estão disponíveis em nosso país. Smith (2003) relata que, nos Estados Unidos, a cada cinco anos dobra a quantidade em metros quadrados de área aplicada de Peças Pré-moldadas de Concreto. O que era 4 milhões de metros quadrados em 1980, em 2000 já atingia a marca de 40 milhões a mais de metros quadrados aplicados. Para 2005, o mesmo autor prevê que serão utilizados mais 60 milhões de metros quadrados. O mesmo crescimento tem sido registrados na Bélgica, Alemanha, Austrália, Nova Zelândia e África do Sul. No Brasil, este consumo tem sido registrado pela Associação Brasileira de Cimento Portland como um dos mais expressivos dos produtos pré-moldados que utilizam o cimento portland. Na cidade do Rio de Janeiro, programas de urbanização como o Rio Cidade e Favela Bairro já assentaram mais de de metros quadrados de pavimentos de peças pré-moldadas na área urbana da cidade, nos últimos cinco anos.

20 2 Diante da importância deste material de pavimentação, e por ainda haver limitado estudo em nosso país deste tema, este trabalho visa inicialmente a promover uma discussão geral dos métodos de dimensionamento, materiais, técnicas de produção e execução dos pavimentos de peças pré-moldadas e as normas brasileiras atuais em relação às especificações internacionais. Assim, o CAPÍTULO 2 faz um histórico deste tipo de pavimento, descreve suas capacidades estruturais, sua grande versatilidade de utilização em áreas urbanas das cidades (praças, ciclovias, calçadas, passeios, caminhos, fontes, acessos a estádios, ruas secundárias, interseções), portos e aeroportos e até em rodovias. Aborda os princípios fundamentais do conceito estrutural do pavimento, tipos e formas das peças. No CAPÍTULO 3, é feito o resumo dos modelos de dimensionamento existentes e aplicados no mundo, ressaltando os conceitos utilizados nos métodos pesquisados, objetivando propor para estudos futuros uma modelagem própria para nosso país. No CAPÍTULO 4, é proposta uma metodologia de dosagem baseada no controle de fabricação da própria fábrica. Este assunto, não é especificamente abordado na bibliografia mas seu desenvolvimento é de grande importância. O CAPÍTULO 5 apresenta o programa experimental do trabalho, que é dividido em duas partes. A primeira é constituída de vários ensaios em ambiente real de fabricação das PPC, e nela se analisam as características que definem o desempenho das peças produzidas. São comparadas e correlacionadas várias destas características e apresentada discussão sobre os diferentes métodos de ensaio de resistência no Brasil, na Europa e no Estados Unidos. São avaliados resultados de aproximadamente 9000 peças ensaiadas. A segunda parte é um trecho experimental, que foi construído para avaliar a capacidade estrutural deste pavimento em uma área de tráfego exclusivo de caminhões, com um volume de tráfego de 10 7 para um período de projeto de 20 anos. Devido ao curto intervalo de tempo entre a execução do trecho e a avaliação de seus resultados, neste trabalho somente são comentados as etapas de execução e os ensaios de materiais que já realizados, no período de 120 dias após a construção do trecho.

21 3 O CAPÍTULO 6 analisa todos os resultados dos ensaios realizados, fazendo as devidas correlações entre as características estudadas. As inspeções técnicas realizadas no trecho experimental são descritas e feita análise das observações. No CAPÍTULO 7 são apresentadas as conclusões e sugestões para estudos futuros, que não são poucas, pois este é um dos primeiros trabalhos científicos existentes em nosso país sobre o assunto abordado.

22 CAPÍTULO 2 O PAVIMENTO INTERTRAVADO BREVE HISTÓRICO DA PAVIMENTAÇÃO Para melhor entender a importância dos pavimentos com camada de revestimento constituída de peças pré-moldadas de concreto, que doravante neste trabalho será designada por PPC, é relevante recorrer a alguns dados históricos que mostram como os povos através dos séculos, sentiram a necessidade de criar e construir caminhos, trilhas e atalhos com o objetivo de vencer as distâncias existentes entre os povoados e suas colônias, estabelecendo assim algum tipo de comunicação entre eles. Knapton (1996) proporciona uma abordagem dos primórdios da civilização ocidental, descrevendo a importância das técnicas de construção de pavimentos de várias épocas, que permitiram o desenvolvimento dos povos através dos séculos. Alguns destes fatos relevantes do desenvolvimento histórico da pavimentação serão ressaltados a seguir. Os povos Etruscos dominaram a Itália no período compreendido entre 800 e 350 a.c. É creditado a estes povos o pioneirismo na construção de caminhos específicos com fins de transporte de pessoas e cargas entre as vilas e colônias da época. As técnicas utilizadas pelos Etruscos visavam ligar distâncias longas, com a preocupação de garantir conforto e resistência através de uma superfície mais plana possível, utilizando os materiais disponíveis e conhecidos na época. As ruas das cidades Etruscas chegavam a 15 metros de largura e no seu revestimento era adicionada pedra de mão, juntamente com um material mais fino, objetivando permitir às pessoas maior segurança quanto ao escorregamento, na presença de água na superfície. Muito dos conhecimentos dos Etruscos sobre a construção de caminhos foram herdados pelos Romanos, o que muito contribuiu para a expansão de seu Império. À medida que os Romanos conquistavam novas regiões houve necessidade de construir ligações com o Império para principalmente manter o deslocamento de tropas militares, se necessário fosse. O auge do Império Romano foi por volta do século 117 d.c., mas desde os primeiros séculos d.c. o poder e a riqueza do Império permitiram sua expansão a regiões distantes de toda a Europa como a Gália (França),