IP-06 INSTRUÇÃO PARA DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS COM BLOCOS INTERTRAVADOS DE CONCRETO

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1 1. OBJETIVO O objetivo deste documento é fornecer os subsídios de projeto pr pvimentos com peçs pré-moldds de concreto no Município de São Pulo, orientndo e pdronizndo os procedimentos de cráter técnico. As váris etps qui descrits têm cráter de execução consecutiv, podendo, entretnto, ser concomitntes, dependendo ds necessiddes e prioriddes envolvids no empreendimento, o que será objeto de nálise pelos órgãos d Prefeitur do Município de São Pulo e pels empress de projeto prestdors de serviço. 2. CONSIDERAÇÕES GERAIS A pvimentção urbn com revestimento em blocos pré-molddos de concreto de cimento Portlnd constitui-se em lterntiv estruturl de pvimento de modelo flexível, presentndo lgums vntgens em relção os modelos com mior rigidez. O pvimento com blocos pré-molddos represent um versão modern e com grndes perfeiçomentos dos ntigos clçmentos, efetudos com blocos de cntri (prlelepípedos), notndo-se evolução destcd n form, em plnt, dos blocos e no seu processo de fbricção. Qunto às forms do bloco, são definids de mneir produzir bo trnsferênci de crg entre o que estiver sendo crregdo e os djcentes, por meio do contto entre fces (intertrvmento) sendo que estrutur irá trblhr de mneir stisftóri, onde se process um lívio de tensões trnsmitids o subleito e às cmds do pvimento. A doção do revestimento com peçs de concreto pré-moldds poderá levr em cont, lém do custo e do przo pr implntção, os seguintes spectos: Qundo forem relevntes no projeto, s proprieddes crcterístics do concreto, como resistênci à compressão, brsão e ção de gentes gressivos; Qundo for relevnte no projeto, utilizção de mão-de-obr não especilizd e de fácil obtenção no locl, tendo em vist reltiv simplicidde do processo construtivo do revestimento; Qundo for relevnte no empreendimento, imedit liberção o tráfego pós conclusão dos serviços; 106

2 Qundo, n vi urbn ser pvimentd, estiverem previstos melhormentos futuros, como instlções de cnlizção subterrâne, pel fcilidde de remoção dos blocos e seu posterior reproveitmento; Qundo o greide de fundção do pvimento estiver com o nível d'águ próximo à superfície. N implntção do revestimento com blocos pré-molddos, lém dos spectos cim menciondos e dos borddos seguir, deverão ser observdos os detlhes técnicos, s especificções geris e s instruções d Prefeitur do Município de São Pulo, no que se refere à implntção geométric e drengem de águs pluviis. Este tipo de pvimentção deverá, preferencilmente, ser utilizdo pr vis de bixo volume de tráfego. 3. ESTUDO GEOTÉCNICO DO SUBLEITO Os serviços Geológico-Geotécnicos pr crcterizção do subleito deverão respeitr Instrução de Projeto IP-01 Instrução Geotécnic. 4. CLASSIFICAÇÃO DOS TIPOS DE TRÁFEGO 4.1 CARGA LEGAL No presente método de dimensionmento, foi considerdo que crg máxim legl no Brsil é de 10 tonelds por eixo simples de rodgem dupl (100kN/ESRD). 4.2 CARACTERIZAÇÃO DO TRÁFEGO As vis serem pvimentds serão clssificds de cordo com Instrução de Projeto IP 02 - Clssificção d Vis d SIURB/PMSP. O Qudro 6.1 resume os principis prâmetros de clssificção ds vis obtids d referid diretriz. 107

3 Qudro 6.1 Clssificção ds vis e prâmetros de tráfego FUNÇÃO PREDOMINANTE TRÁFEGO PREVISTO VIDA DE PROJETO ANOS VOLUME INICIAL NA FAIXA MAIS CARREGADA VEÍCULO LEVE CAMINHÃO E ÔNIBUS EQUIVA- LENTE POR VEÍCULO N CARACTERÍSTICO Vi locl residencil com pssgem Leve , Vi coletor secundári Médio ,50 5 x 10 5 Vi coletor principl Meio Pesdo ,30 2 x 10 6 Vi rteril Pesdo ,90 2 x 10 7 Vi rteril principl ou express Muito Pesdo 12 > ,90 5 x 10 7 Fix Exclusiv de ônibus Volume Médio Volume Elevdo < 500 > x

4 5. CONSIDERAÇÕES SOBRE O SUBLEITO A fim de orientr o projeto do pvimento, são presentds lgums considerções sobre o subleito: A espessur do pvimento ser construído sobre o subleito será clculd de cordo com presente diretriz, em função do índice de Suporte Clifórni (Método de Ensio - ME-9 ou ME-54, d SIURB/PMSP) representtivo de sus cmds, conforme demonstrdo n Instrução de Projeto IP 01 Instrução Geotécnic. Nos csos em que s sondgens indicrem necessidde de substituição de mteril do subleito, deverá ser considerdo o vlor do índice de suporte do solo de empréstimo. N determinção do índice de suporte do subleito, empregr-se-á o Ensio Norml de Compctção de Solos (ME-7 d SIURB/PMSP) e moldgem dos corpos-de-prov deverá ser feit com energi de compctção correspondente. No cso de vis já dotds de guis e srjets, reforços de pvimentos ntigos ou de proveitmento do leito existente, determinção do índice de suporte do mteril (CBR subl ou Mini-CBR subl,), poderá ser relizd "in situ", conforme métodos ME-47 e ME-56 d SIURB/PMSP, ou pel determinção expedit do Mini-CBR por penetrção dinâmic (Método de Ensio - ME-55 d SIURB/PMSP). No cso de ocorrênci de subleito com suporte < 2%, deverá ser feit su substituição por solo com suporte 5% e expnsão < 2%, n espessur indicd no projeto. No cso de ocorrênci no subleito com solos que presentem expnsão 2% e suporte CBR < 2% deverá ser crescid no projeto um cmd de reforço com, no mínimo, 40 cm de espessur sobre cmd finl de terrplengem, executd com solo seleciondo ou estbilizdo que presente CBR 5% e expnsão < 2% (vlores esttísticos). No cso de suporte CBR > 2% e de expnsão 2%, deverá ser determind, em lbortório, sobrecrg necessári pr que o solo presente expnsão < 2%. O peso próprio do pvimento projetdo deverá trnsmitir pr o subleito um pressão 109

5 igul ou mior à determind pelo ensio. Portnto, espessur d estrutur do pvimento deve ser tl que o mesmo presente peso superior o determindo no ensio. 6. ESTRUTURA DO PAVIMENTO Os pvimentos de blocos pré-molddos de concreto pr vis urbns são, nests diretrizes de projeto, dimensiondos por dois métodos de cálculo preconizdos pel ABCP-- Associção Brsileir de Cimento Portlnd, qui trnscritos, sendo o seu entendimento e su plicção ilustrdos com exemplos práticos. Os métodos utilizm-se, bsicmente, de dois gráficos de leitur diret, fornecendo s espessurs necessáris ds cmds constituintes do pvimento de blocos pré-molddos. A escolh do método de dimensionmento do pvimento d vi ficrá entre s dus opções proposts seguir, em função do número "N" de solicitções do eixo simples pdrão. Slientmos, entretnto, que presente diretriz tem como objetivo principl execução de pvimentos de vis submetids té tráfego médio. O uso deste procedimento em vis de tráfego pesdo deverá ser compnhdo de estudos mis detlhdos, ficndo critério d projetist definição d metodologi e do procedimento de dimensionmento dotr, desde que provdo pel SIURB/PMSP. Os métodos citdos devem ser utilizdos respeitndo s seguintes considerções: ) Procedimento A (ABCP- ET27) Su utilizção é mis recomendd pr vis com s seguintes crcterístics: Vis de tráfego muito leve e leve com "N" típico té 10 5 solicitções do eixo simples pdrão, por não necessitr de utilizção d cmd de bse, gerndo portnto estruturs esbelts e economicmente mis viáveis em relção o procedimento B. Vis de tráfego meio pesdo pesdo com "N" típico superior 1,5 x 10 6 em função do emprego de bses cimentds, sendo tecnicmente mis dequdo do que o procedimento B. 110

6 b) Procedimento B (PCA - Portlnd Cement Assocition) Sendo mis indicdo pr o dimensionmento de vis de tráfego médio meio pesdo com "N" típico entre 10 5 e 1,5 x 10 6 solicitções, em função d utilizção de bses grnulres que germ estruturs mis segurs, dotndo o princípio de que s cmds do pvimento prtir do subleito sejm colocds em ordem crescente de resistênci, de modo que s deformções por cislhmento e por consolidção dos mteriis reduzm um mínimo s deformções verticis permnentes. O Qudro 6.2 ilustr plicção dos procedimentos descritos. Qudro 6.2 Prioridde (p) de utilizção dos procedimentos de dimensionmento TIPO TRÁFEGO PROCEDIMENTO ML L M MP P A 1ª p 1ª p 2ª p 1ª p 1ª p B 2ª p 2ª p 1ª p 1ª p 2ª p 7.DIMENSIONAMENTO 7.1 PROCEDIMENTO A Este procedimento foi dptdo pel ABCP no Estudo Técnico n. 27 do trblho originl proposto pel BCA - "Bristish Cement Assocition", com utilizção de bses cimentds. O método utiliz, pr o dimensionmento d estrutur do pvimento, dois gráficos de leitur diret, fornecendo s espessurs necessáris ds cmds constituintes do pvimento. A Figur 6.1 fornece s espessurs necessáris de sub-bse em função do vlor de CBR do subleito e do número "N" de solicitções. A Figur 6.2, por su vez, mostr espessur d bse cimentd em função do número N. 111

7 Pr tráfego com N 1,5 x 10 6, cmd de bse não é necessári. Pr tráfego com 1,5 x 10 6 N < 1,0 x 10 7, espessur mínim d cmd de bse cimentd será de 10 cm. Pr tráfego N 10 7, espessur de bse cimentd será determind trvés d Figur Observções Geris ) Cmd de sub-bse Qundo o N < 5 x 10 5, o mteril de sub-bse deve presentr um vlor de CBR 20%; se o subleito nturl presentr CBR 20%, fic dispensd utilizção d cmd de subbse. Qundo o N 5 x 10 5, o mteril d sub-bse deve presentr um vlor de CBR 30%, se o subleito presentr CBR 30%, fic dispensd utilizção de cmd de sub-bse. b) Cmd de revestimento Os blocos de concreto pré-molddos devem tender às especificções de mteriis contids n EM-6, d SIURB/PMSP, e tmbém seguir s orientções ds norms brsileirs NBR 9780 e NBR Peçs de concreto pr pvimentção, s quis fornecem informções preciss os fbricntes, projetists e usuários desse tipo de pvimento no que concerne mteriis utilizdos, crcterístics geométrics ds peçs, métodos de ensio, lém de procedimentos de inspeção, ceitção e rejeição ds peçs. Desss norms, cbe ressltr lguns itens importntes, tis como: Espessur e resistênci dos blocos de revestimento A espessur dos blocos do revestimento será de 6 10 cm em função do tráfego solicitnte, conforme Qudro 6.3. Qudro 6.3 Espessur e resistênci dos blocos de revestimento 112

8 TRÁFEGO ESPESSURA REVESTIMENTO RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO SIMPLES N 5x10 5 6,0 cm 35 MP 5x10 5 <N<10 7 8,0 cm MP N > ,0 cm 50 MP Form e dimensões As peçs de concreto pré-moldds mis utilizds em pvimentção urbn são s definids como sendo de formto geométrico regulr, com comprimento máximo de 40 cm, lrgur mínim de 10 cm e ltur mínim de 6 cm, devendo tmbém ser estbelecid um relção de form entre s dimensões. As vrições máxims permissíveis ns dimensões são de 3 mm no comprimento e lrgur e de 5 mm n ltur ds peçs. Blocos com outrs forms poderão ser contempldos, desde que tendm o estbelecido nest norm Exemplo de Aplicção - Procedimento A Ddos iniciis Vi públic ser pvimentd com blocos pré-molddos de concreto, clssificd como vi de Tráfego Leve (N TÍPICO = 10 5 ) em relção à expecttiv de solicitções do eixo pdrão, pr um período de 10 nos. Os estudos geotécnicos indicrm vlor de CBR P = 5,0%. Portnto, hverá necessidde de doção de um cmd de sub-bse com CBR 20%. Determinção d espessur d sub-bse (e SB ) D Figur 6.1, obtêm-se 18 cm com mteril de CBR=20%; Determinção d cmd d bse Pr o vlor de N TIPICO = 10 5, portnto inferior 1,5 x 10 6, não é necessári cmd de bse. Cmd de ssentmento de rei compctd fic com 5 cm; Cmd de rolmento com blocos pré-molddos definid em função de tráfego, conforme Qudro 6.3, em 6,0 cm. 113

9 Seção Típic: BLOCOS AREIA SUB-BASE CBR 20% SUBLEITO CBR 5% 6,0 CM 5,0 CM 18,0 CM 15,0 CM 7.2 DIMENSIONAMENTO - PROCEDIMENTO B O procedimento qui descrito tem bse em pesquiss desenvolvids n Austráli, Áfric do Sul, Grã-Bretnh e nos Estdos Unidos, bem como em observções lbortoriis e de pists experimentis, ns quis o desempenho de pvimentos em serviço foi compnhdo. Seu desenvolvimento foi efetudo pelo Corpo de Engenheiros do Exército Americno (USACE). É um evolução do método USACE, de pvimentos flexíveis, levndo em cont o intertrvmento dos blocos, pressupondo um resistênci crescente ds cmds, prtir do subleito, de modo que s deformções por cislhmento e por consolidção dos mteriis sejm pequens, ponto de reduzir o mínimo s deformções verticis permnentes (trilhs de rod). Admite-se doção de bses trtds com cimento, com ftor de equivlênci estruturl igul 1,65. Em função d clssificção d vi em estudo e de seu respectivo número de solicitções do eixo simples pdrão "N, bem como do vlor do índice de Suporte Clifórni (CBR) do subleito, é determind, trvés d Figur 6.3, espessur de mteril purmente grnulr (H BG ) correspondente à cmd de bse ssentd sobre o subleito. O vlor de H BG ssim determindo pode ser subdividido em dois, dotndo-se um cmd de sub-bse purmente grnulr e um cmd de bse cimentd, que terá um espessur determind em função do coeficiente de equivlênci estruturl qui dotdo (K B = 1,65). Recomend-se que, pr s vis de tráfego pesdo, sej dotd execução de bses com mteriis mis nobres, que permitirá um redução ds espessurs finis do 114

10 pvimento, o que será possível com introdução de bses trtds com cimento. Recomend-se, tmbém, que s espessurs mínims pr cmds de bse sejm de: 15 cm pr mteriis purmente grnulres; 10 cm pr mteriis trtdos com cimento. Os blocos pré-molddos do revestimento devem tender, neste método, espessur mínim de 8 cm, chegndo 10 cm pr s condições mis severs de crregmento, o que deve ser julgdo pelo projetist em cd situção Exemplo de Aplicção - Procedimento B O dimensionmento seguir será proposto pr um vi públic com s seguintes crcterístics: Vi de tráfego meio pesdo com N TIPICO = 10 6 solicitções Índice de Suporte Clifórni do subleito: CBR SL =5,0% São estudds dus lterntivs: primeir dot bse purmente grnulr e segund dot bse cimentd e sub-bse grnulr. Determinção d espessur de bse purmente grnulr Com os vlores de N TÍPICO = 10 6 e CBR SL =5%, tem-se d Figur 6.3: H BG = 29 cm 1ª lterntiv: Bse grnulr com 29 cm 2 ª lterntiv: Adotndo 15 cm de sub-bse grnulr (H SBG ) e bse em concreto compctdo com rolo (H CCR ) com K B = 1, 65. H H = H K BG CCR CCR = = 8, 48 CCR 1,65 onde: H BG = espessur d bse grnulr 115 cm

11 H CCR = espessur d bse de concreto compctdo com rolo K CCR = ftor de equivlênci estruturl d bse cimentd Adotdo H CCR = 10 cm Arei de ssentmento com espessur compctd de 5 cm; Cmd de rolmento com blocos pré-molddos de 8 cm; Seções Típics 1 ª lterntiv BLOCOS AREIA BASE GRANULAR SUBLEITO CBR = 5% 8,0 CM 5,0 CM 29,0 CM 15,0 CM 2 ª lterntiv BLOCOS AREIA BASE CCR SUB-BASE GRANULAR SUBLEITO CBR = 5% 8,0 CM 5,0 CM 10,0 CM 15,0 CM 15,0 CM 8. MATERIAIS Este item refere-se os mteriis constituintes ds cmds do pvimento de blocos pré-- molddos e compreende os solos do subleito, sub-bse e bse, cmd de ssentmento e blocos. 116

12 8.1 SOLOS DO SUBLEITO O subleito deverá estr regulrizdo e compctdo n cot de projeto pr receber s cmds superiores. Recomend-se que, qundo o reconhecimento geotécnico cusr vlores de CBR < 2,0% e expnsão 2%, sej colocd um cmd com mteril CBR > 5%, em um espessur de 40,0 cm, título de reforço. Deverá ser vlid pel projetist necessidde de remoções de solo. Os solos de subleito deverão ser isentos de solo vegetl e impurezs e não deverão possuir expnsão mior que 2,0%. 8.2 SUB-BASES E BASES Os mteriis escolhidos no projeto pr compor s cmds de sub-bse e bse deverão seguir s Instruções de Execução e Especificções de Mteril d SIURB/PMSP, podendo ser constituíds por mteriis grnulres (brit grdud simples e o mcdme hidráulico) e mteriis cimentdos (concreto compctdo com rolo e brit grdud trtd com cimento). 8.3 CAMADA DE ASSENTAMENTO A cmd de ssentmento dos blocos pré-molddos será sempre compost por rei, eventulmente pó-de-pedr, contendo no máximo 5% de silte e rgil (em mss) e, no máximo, 10% de mteril retido n peneir de 4,8 mm. Não serão dmitidos torrões de rgil, mtéri orgânic ou outrs substâncis nocivs. 8.4 BLOCOS PRÉ-MOLDADOS DE CONCRETO Os blocos pré-molddos de concreto que serão empregdos n pvimentção de vis urbns pel Prefeitur do Município de São Pulo deverão tender os requisitos e crcterístics tecnológics mínims descrits seguir: os blocos deverão ser produzidos por processos que ssegurem obtenção de peçs de concreto suficientemente homogênes e compcts, de modo que tendm o 117

13 conjunto de exigêncis dest instrução especificmente no tocnte às norms EM-06, NBR-9780 e NBR 9781; s peçs não devem possuir trincs, frturs ou outros defeitos que possm prejudicr o seu ssentmento e su resistênci e devem ser mnipulds com s devids precuções, pr não terem sus quliddes prejudicds. O recebimento de cd lote ser empregdo n pvimentção, critério d Fisclizção, deverá ser feito n fábric ou no locl d obr, onde serão verificds s condições mínims exigids n especificção de mteriis dos blocos pré-molddos de concreto EM-6, d SIURB/PMSP. Ds condições específics normlizds, destcm-se seguir lgums considerds qui determinntes no processo de recebimento Lotes de Inspeção As peçs fornecids deverão ser seprds em lotes formdos por conjuntos de peçs de mesms crcterístics, cbendo o fbricnte indicção dos conjuntos que tendm esses requisitos. Esse lote deve possuir, no máximo, o número de blocos correspondente 1600 m 2 de fornecimento Obtenção d Amostr De cd lote devem ser retirds, letorimente, peçs inteirs pr constituírem um mostr representtiv que deve ter, no mínimo, 6 (seis) peçs por cd 300 m 2 e um peç dicionl pr cd 50 m 2 suplementres, té perfzer um mostr máxim de 32 peçs pr ensio à compressão Ensio de Resistênci Compressão O ensio de resistênci à compressão deve ser executdo de cordo com o método ME- 65, d SIURB/PMSP Resistênci Compressão 118

14 A resistênci crcterístic à compressão f ck deverá ser mior ou igul 35 MP pr s solicitções imposts os pvimentos implntdos segundo est instrução e respeitds s orientções d NBR 9780 e NBR EXECUÇÃO Tods s cmds integrntes d infr-estrutur do pvimento deverão ser executds de cordo com s diretrizes executivs de serviços d SIURB/PMSP. A cmd de revestimento constituíd por peçs pré-moldds de concreto deverá ser executd e recebid conforme s Instruções de Execução e Especificções de Mteril d SIURB/PMSP. Figur 6.1 Espessur necessári de sub-bse (reproduzido do boletim técnico n. 27 d ABCP) 119

15 Figur 6.2 Espessur d Bse Cimentd em Função do Número N 120

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17 Figur 6.3 Espessur necessári de bse purmente grnulr (HBG) - Procedimento B N.º de Solicitções ESPESSURA DA BASE (H BG ) equivlente do eixo Vlor do índice de Suporte Clifórni do Subleito pdrão de 8,2 t (kn) 2 2,5 3 3, (10') x x x (10 4 ) x x x Mín. 15 (10 5 ) x x x (10 6 ) x x x (10 7 )