LISTA DE FIGURAS. iii

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1 RESUMO Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e as possíveis causas da ocorrência das patologias em pavimentos de concreto armado, bem como verificar a aplicabilidade e analisar criticamente os métodos de avaliação do estado funcional destes pavimentos. São apresentados os tipos e os graus de severidade das patologias descritas no método do United States Corps of Engineers (USACE), bem como os métodos de avaliação da superfície dos pavimentos de concreto, dentre eles, o índice internacional de irregularidade (International Roughness Index - IRI), o quociente de irregularidade (QI), o valor da serventia atual (VSA) e a avaliação subjetiva e objetiva do índice de condição do pavimento (ICP). A aplicação prática se concentrou nos estudos de caso de quatro pavimentos de concreto armado, sendo um pavimento urbano e três pavimentos industriais, realizando a avaliação detalhada das patologias existentes nos pavimentos em serviço, com posterior cálculo do valor do ICP. Foi avaliada também a irregularidade longitudinal (IRI), com um perfilômetro inercial, no estudo de caso do pavimento urbano, com o intuito de verificar se este método apresenta correlação com o critério do ICP para o caso dos pavimentos de concreto armado como indicador de desempenho. Os levantamentos permitiram verificar valores intermediários de ICP para os pavimentos analisados e que tal situação é decorrente principalmente de falhas construtivas. Os defeitos catalogados no manual do ICP são suficientes para descrição das patologias encontradas durante os levantamentos. Com o auxílio de uma maior quantidade de levantamentos seria possível estabelecer relações entre ICP e IRI sendo que a relação encontrada com base no universo estudado foi fraca, embora aponte uma tendência. O trabalho enfatiza o estudo e a aplicabilidade do método de avaliação objetiva do USACE que é amplamente empregado nos E.U.A.. Por fim discute possível relação entre os valores do ICP e do IRI no caso estudado. i

2 ABSTRACT This research aimed to verify types and possible causes for the occurrence of distresses in reinforced concrete pavements as well as to verify the applicability and critically examine the methods for assessment of the functional condition for such pavements. It is presented the distresses types and its severity levels described by the method of the United States Corps of Engineers (USACE), as well as the methods for surface evaluation of concrete pavements, including the international roughness index (IRI), the quarter of car index (QI), the present serviceability ratio (PSR) and subjective and objective evaluation of the pavement condition index (PCI). The practice study focused in four cases of reinforced concrete pavements, an urban pavement and three industrials floors, consisting on detailed field evaluation of distresses with subsequent determination of PCI for several pavement sections. It was carried out a field measurement of IRI using an inertial profiler for the case of urban pavement, in order to verify whether this method could reflect the actual the performance of reinforced pavement concrete. The performed surveys allowed understanding that most of cases with low PCI values are due to constructive fails. The list of distresses suggested by PCI manual is suffice to identify the distresses found out during the surveys. However it shall be required a large amount of field surveys in order to define better correlation between PCI and IRI in view of the current results. ii

3 LISTA DE FIGURAS Figura 2.1 Seção transversal e planta do pavimento de concreto com armadura descontínua. 06 Figura 2.2 Seção transversal e planta do pavimento de concreto com armadura contínua. 08 Figura 2.3 Seção transversal e planta do pavimento de concreto armado. 10 Figura 2.4 Porcentagem do preço total de cada material na análise da seção do pavimento de concreto armado. 13 Figura 2.5 Porcentagem do preço total de cada material na análise da seção do pavimento de concreto com armadura contínua. 14 Figura 2.6 Porcentagem do preço total de cada material na análise da seção do pavimento de concreto com armadura descontínua. 15 Figura 2.7 Bates Test Road, Illinois. 17 Figura 2.8 Posições dos carregamentos analisadas por Westergaard. 18 Figura 2.9 Coeficientes para as tensões de empenamento referente ao gradiente térmico, proposto por Bradbury (1938). 19 Figura 2.10 Seção tipo do pavimento do Aeroporto de Estocolmo. 21 Figura 2.11 Punchout. 25 Figura 2.12 Espaçador plástico para pavimentos de concreto armado. 34 Figura 2.13 Posicionamento da armadura inferior sobre espaçadores plásticos. 35 Figura 2.14 Posicionamento dos espaçadores treliçados sobre a armadura inferior. 35 Figura 2.15 Posicionamento da armadura superior sobre espaçadores treliçados. 36 Figura 2.16 Espaçador metálico tipo caranguejo. 36 Figura 2.17 Posicionamento de espaçadores metálicos tipo caranguejo. 36 Figura 2.18 Posicionamento das barras de transferência de carga. 38 Figura 2.19 Processo de concretagem em xadrez. 42 Figura 2.20 Processo de concretagem em faixas. 42 Figura 2.21 Laser screed. 44 Figura 3.1 Desgaste superficial da placa de concreto. 50 Figura 3.2 Esquema ilustrativo do escalonamento ou degrau nas juntas. 51 Figura 3.3 Escalonamento ou degrau nas juntas. 51 Figura 3.4 Esquema ilustrativo do arrancamento do material (popouts). 52 Figura 3.5 Esquema ilustrativo do desnível acostamento pavimento. 53 Figura 3.6 Desnível acostamento pavimento. 53 Figura 3.7 Pequeno reparo executado na placa de concreto. 54 iii

4 Figura 3.8 Grande reparo executado na placa de concreto. 54 Figura 3.9 Passagem de nível. 55 Figura 3.10 Esquema ilustrativo de uma fissura transversal. 57 Figura 3.11 Fissura transversal. 58 Figura 3.12 Esquema ilustrativo de uma fissura longitudinal. 59 Figura 3.13 Fissura longitudinal. 59 Figura 3.14 Esquema ilustrativo de uma fissura de canto. 60 Figura 3.15 Fissura de canto. 60 Figura 3.16 Consumo de água x retração hidráulica. 61 Figura 3.17 Esquema ilustrativo das fissuras de retração plástica. 62 Figura 3.18 Esquema ilustrativo das fissuras de retração térmica. 64 Figura 3.19 Microfissuras ou fissuras superficiais (rendilhado). 65 Figura 3.20 Esquema ilustrativo das Fissuras Tipo D. 66 Figura 3.21 Fissuras Tipo D. 66 Figura 3.22 Esquema ilustrativo do Punchout. 67 Figura 3.23 Punchout. 67 Figura 3.24 Etapas do desenvolvimento do Punchout. 68 Figura 3.25 Ocorrência do fenômeno do bombeamento na superfície do pavimento de concreto. 69 Figura 3.26 Falha na selagem devido à expulsão do material que constitui a junta e subseqüente depósito de objetos incompressíveis nesta região. 70 Figura 3.27 Esquema ilustrativo do esborcinamento da junta longitudinal. 71 Figura 3.28 Esborcinamento da junta longitudinal. 71 Figura 3.29 Esquema ilustrativo do esborcinamento da junta transversal. 73 Figura 3.30 Esborcinamento da junta transversal. 73 Figura 3.31 Quebra de canto e falha na selagem da junta devido à expulsão do material com subseqüente depósito de objetos incompressíveis nesta região. 74 Figura 3.32 Polimento de agregados. 74 Figura 3.33 Alçamento das placas. 75 Figura 3.34 Placas Divididas. 76 Figura 4.1 Aparelho medidor de irregularidades IPR-USP. 83 Figura 4.2 Escala do IRI relacionando os diversos tipos de pavimento, a velocidade do tráfego e suas condições típicas. 86 Figura 4.3 Determinação gráfica do número mínimo de amostras a serem inspecionadas. 98 iv

5 Figura 4.4 Exemplo ilustrativo do método da amostragem sistemática. 99 Figura 4.5 Modelo da ficha de inspeção proposto no método do USACE (1982). 101 Figura 4.6 Modelo da ficha de inspeção proposto no método do DNIT (2004). 102 Figura 4.7 Modelo de ficha complementar a ficha de inspeção proposto no método do DNIT (2004). 103 Figura 4.8 Curva dos valores deduzidos corrigidos. 106 Figura 5.1 Modelo da ficha de inspeção adotada neste trabalho. 111 Figura 5.2 Modelo da ficha de informações complementares utilizada neste trabalho. 112 Figura 5.3 Padronização dos desenhos que relacionam cada tipo de patologia no croqui esquemático. 113 Figura 5.4 Mapa de localização da seção do pavimento inspecionada. 115 Figura 5.5 Croqui esquemático da seção com a numeração adotada. 115 Figura 5.6 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.7 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 117 Figura 5.8 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.9 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 118 Figura 5.10 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.11 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 119 Figura 5.12 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.13 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 120 Figura 5.14 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.15 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 121 Figura 5.16 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.17 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 122 v

6 Figura 5.18 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.19 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 125 Figura 5.20 Análise dos resultados obtidos por amostragem sistemática nas faixas de rolamento da amostra Figura 5.21 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 127 Figura 5.22 Análise dos resultados obtidos por amostragem sistemática na faixa adicional da parada de ônibus. 129 Figura 5.23 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 129 Figura 5.24 Croqui esquemático da seção do pavimento apresentando a numeração adotada para cada placa e a localização dos furos de sondagem a percussão a trado executados. 131 Figura 5.25 Seção transversal do pavimento. 131 Figura 5.26 Resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra 01 do pavimento industrial da Cortag. 132 Figura 5.27 Análise dos resultados obtidos relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 133 Figura 5.28 Resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra 02 do pavimento industrial da Cortag. 133 Figura 5.29 Análise dos resultados obtidos relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 134 Figura 5.30 Croqui esquemático da seção interna do pavimento industrial da Repapel. 136 Figura 5.31 Croqui esquemático da seção externa do pavimento industrial da Repapel. 136 Figura 5.32 Seção transversal do pavimento. 137 Figura 5.33 Detalhe do posicionamento das armaduras e das barras de transferência de carga. 137 Figura 5.34 Concretagem da 4º etapa do pavimento industrial. 138 Figura 5.35 Detalhe da cura executada com a sobreposição de uma manta úmida sobre o pavimento recém concretado e do acabamento superficial. 138 Figura 5.36 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra vi

7 Figura 5.37 Figura 5.38 Figura 5.39 Figura 5.40 Figura 5.41 Figura 5.42 Figura 5.43 Figura 5.44 Figura 5.45 Figura 5.46 Figura 5.47 Figura 5.48 Figura 5.49 Figura 5.50 Figura 5.51 Figura 5.52 Figura 5.53 Figura 5.54 Figura 5.55 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 140 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 141 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 142 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 143 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 144 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 145 Croqui esquemático da seção total do pavimento industrial inspecionado. 148 Seção transversal das placas de concreto com espessura de 120 mm. 148 Seção transversal das placas de concreto com espessura de 150 mm. 149 Seção transversal das placas de concreto com espessura de 300 mm. 149 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 151 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Análise dos resultados relacionando as patologias observadas vii

8 a sua origem (funcional ou estrutural). 152 Figura 5.56 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra Figura 5.57 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 154 Figura 5.58 Perfilômetro tipo CiberLaser. 155 Figura 5.59 Esquema de funcionamento dos medidores de distância a laser. 155 Figura 5.60 Divisão das faixas de rolamento por seção. 156 Figura 5.61 Divisão das faixas de rolamento para execução do levantamento. 157 Figura 5.62 Divisão das amostras na seção. 160 Figura 6.1 Divisão das faixas de rolamento por trecho analisado e os resultados do IRI médio para este estudo de caso. 174 Figura 6.2 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para a faixa 1 do pavimento. 181 Figura 6.3 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para a faixa 2 do pavimento. 182 Figura 6.4 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para a faixa 3 do pavimento. 182 Figura 6.5 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para a faixa 4 do pavimento. 183 Figura 6.6 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para o pavimento da Rua Coronel Xavier de Toledo. 183 Figura 6.7 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI desconsiderando-se os valores discrepantes de cada faixa de rolamento. 185 Figura B.1 Curvas dos valores deduzidos referente ao escalonamento ou degrau nas juntas. 206 Figura B.2 Curvas dos valores deduzidos referente ao arrancamento do material ou Popouts. 207 Figura B.3 Curvas dos valores deduzidos referente ao desnível entre o pavimento e o acostamento. 207 Figura B.4 Curvas dos valores deduzidos referente aos pequenos reparos. 208 Figura B.5 Curvas dos valores deduzidos referente aos grandes reparos. 208 Figura B.6 Curvas dos valores deduzidos referente ao grupo das fissuras lineares. 209 Figura B.7 Curvas dos valores deduzidos referente as fissuras de canto. 209 Figura B.8 Curva do valor deduzido referente as fissuras de retração plástica. 210 viii

9 Figura B.9 Curvas dos valores deduzidos referente as microfissuras. 210 Figura B.10 Curvas dos valores deduzidos referente as fissuras tipo D. 211 Figura B.11 Curvas dos valores deduzidos referente ao Punchout. 211 Figura B.12 Curva do valor deduzido referente ao bombeamento de solos finos. 212 Figura B.13 Curvas dos valores deduzidos referente ao esborcinamento das juntas 212 Figura B.14 Curvas dos valores deduzidos referente ao esborcinamento ou quebras de canto. 213 Figura B.15 Curva do valor deduzido referente ao polimento dos agregados. 213 Figura B.16 Curvas dos valores deduzidos referente ao alçamento das placas. 214 Figura B.17 Curvas dos valores deduzidos referente as placas divididas. 214 Figura C.1 Placa 02 apresentando uma fissura de canto com grau médio de severidade,acompanhada do arrancamento do material em duas regiões. 248 Figura C.2 Placa 02 apresentando o esborcinamento da junta transversal com baixo grau de severidade. 248 Figura C.3 Placa 04 apresentando uma fissura linear iniciando na junta longitudinal e terminando no encontro com um grande reparo feito na placa de concreto. 249 Figura C.4 Detalhe do grande reparo com baixo grau de severidade executado na placa Figura C.5 Placa 06 - Detalhe de uma fissura linear com baixo grau de severidade. 250 Figura C.6 Placa 07 - Fissuras Lineares com baixo grau de severidade. 250 Figura C.7 Placa 08 apresentando o desgaste superficial da camada de revestimento acompanhada da corrosão da armadura exposta. 251 Figura C.8 Placa 08 apresentando á quebra de uma fissura linear com posterior arrancamento do material, um grande reparo com grau de severidade médio executado ao longo do eixo transversal da placa e a presença do esborcinamento da junta transversal com baixo grau de severidade. 251 Figura C.9 Placa 12 apresentando uma fissura linear com baixo grau de severidade. 252 Figura C.10 Placa 14 apresentando uma fissura linear com baixo grau de severidade. 252 Figura C.11 Placa 18 apresentando fissuras lineares com baixo grau de ix

10 severidade. 253 Figura C.12 Placa 24 apresentando fissura linear que corta transversalmente a placa de junta a junta com baixo grau de severidade. 253 Figura C.13 Placa 27 apresentando o corte mal posicionado da junta transversal e como conseqüência o aparecimento do fenômeno do Punchout com baixo grau de severidade nesta região. 254 Figura C.14 Placa 28 apresentando fissura linear com baixo grau de severidade cortando transversalmente a placa de junta a junta. 254 Figura C.15 Placa 35 Fissura de canto apresentando alto grau de severidade. 255 Figura C.16 Placa 45 apresentando fissuras lineares e um grande reparo executado paralelamente ao eixo transversal da placa com grau de severidade médio. 255 Figura C.17 Placa 46 apresentando fissura de canto apresentando grau de severidade médio e o esborcinamento da junta transversal com baixo grau de severidade. 256 Figura C.18 Placa 23 FA apresentando o desgaste superficial da camada de revestimento acompanhada da corrosão da armadura exposta. 256 Figura D.1 Placa 01 apresentando fissuras lineares com baixo grau de severidade. 275 Figura D.2 Placa 01 apresentando uma fissura linear com grau de severidade médio. 275 Figura D.3 Placa 02 apresentando uma fissura linear com grau de severidade alto. 276 Figura D.4 Placa 02 apresentando o desgaste superficial da camada de revestimento acompanhada da exposição da armadura. 276 Figura D.5 Placa 02 apresentando o esborcinamento da junta transversal com baixo grau de severidade acompanhado de fissuras lineares com grau de severidade baixo. 277 Figura D.6 Placa 02 apresentando microfissuras. 277 Figura D.7 Placa 04 apresentando uma fissura de canto com grau de severidade médio. 278 Figura D.8 Placa 05 apresentando um pequeno reparo com grau de severidade alto acompanhado por fissuras lineares com baixo grau de severidade. 278 Figura D.9 Placa 05 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 279 Figura D.10 Placa 06 apresentando um remendo com grau de deterioração elevado executado sobre a viga baldrame devido a mudanças no projeto original ocorridas durante a execução da obra. 279 x

11 Figura D.11 Placa 06 apresentando um pequeno reparo com grau de severidade médio. 280 Figura D.12 Placa 07 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 280 Figura D.13 Placa 08 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 281 Figura D.14 Placa 09 apresentando um grande reparo com baixo grau de severidade. 281 Figura D.15 Placa 09 apresentando uma região com o desgaste superficial da placa de concreto. 282 Figura D.16 Placa 10 apresentando pequenos e grandes reparos executados na placa com baixo grau de severidade. 282 Figura D.17 Placa 10 apresentando um grande reparo com baixo grau de severidade. 283 Figura D.18 Placa 13 apresentando uma fissura de canto com grau de severidade médio. 283 Figura D.19 Placa 14 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal com baixo grau de severidade. 284 Figura D.20 Placa 17 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal com baixo grau de severidade. 284 Figura D.21 Placa 17 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal com baixo grau de severidade. 285 Figura D.22 Placa 17 apresentando pequeno reparo com grau de severidade baixo. 285 Figura D.23 Placa 17 apresentando uma região com o desgaste superficial da placa de concreto. 286 Figura D.24 Placa 18 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal com baixo grau de severidade. 286 Figura D.25 Placa 21 apresentando uma fissura linear tratada em boa condição. 287 Figura D.26 Placa 21 apresentando uma fissura linear com baixo grau de severidade. 287 Figura D.27 Placa 21 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal com baixo grau de severidade. 288 Figura D.28 Placa 22 apresentando uma região com o desgaste superficial da placa de concreto. 288 Figura D.29 Placa 27 apresentando uma região com o desgaste superficial da placa de concreto. 289 Figura D.30 Placa 27 apresentando um pequeno reparo com baixo grau de severidade. 289 xi

12 Figura D.31 Placa 35 apresentando fissuras de retração plástica. 290 Figura E.1 Placa 06 apresentando uma fissura de canto com baixo grau de severidade. 328 Figura E.2 Placa 10 apresentando falha na selagem da junta longitudinal com grau de severidade médio. 328 Figura E.3 Placa 11 apresentando fissuras lineares com baixo grau de severidade. 329 Figura E.4 Placa 11 apresentando uma quebra de canto (desprezada no cálculo do índice de condição do pavimento por ter dimensões inferiores a 130 mm x 130 mm). 329 Figura E.5 Placa 13 apresentando uma fissura de canto com baixo grau de severidade. 330 Figura E.6 Placa 13 apresentando fissuras de canto com baixo grau de severidade. 330 Figura E.7 Placa 18 apresentando quebras de canto (desprezadas no cálculo do índice de condição do pavimento) e falha na selagem da junta longitudinal com grau de severidade médio. 331 Figura E.8 Placa 19 apresentando fissuras lineares com baixo grau de severidade. 331 Figura E.9 Placa 23 apresentando microfissuras com baixo grau de severidade. 332 Figura E.10 Placa 36 apresentando quebra de canto (desprezada no cálculo do índice de condição do pavimento) e falha na selagem da junta longitudinal com grau de severidade médio. 332 Figura E.11 Placa 43 apresentando o desgaste superficial de uma região da placa de concreto. 333 Figura E.12 Placa 43 apresentando o desgaste superficial de uma região da placa de concreto. 333 Figura E.13 Placa 75 apresentando uma fissura linear com grau de severidade alto. 334 Figura E.14 Placa 75 apresentando o desgaste superficial de uma região da placa de concreto. 334 Figura E.15 Placa 80 apresentando uma fissura linear com baixo grau de severidade. 335 Figura E.16 Placa 80 apresentando fissuras lineares com baixo grau de severidade. 335 Figura F.1 Placa 02 apresentando uma fissura linear com baixo grau de severidade. 355 xii

13 Figura F.2 Placa 03 apresentando uma fissura linear com grau de severidade baixo. 355 Figura F.3 Placa 04 apresentando falha na selagem da junta transversal com grau de severidade médio. 356 Figura F.4 Placa 07 apresentando falha na selagem da junta transversal com grau de severidade médio. 356 Figura F.5 Placa 08 apresentando o desgaste superficial da placa de concreto em algumas regiões. 357 Figura F.6 Placa 09 apresentando uma fissura linear com baixo grau de severidade. 357 Figura F.7 Placa 09 apresentando fissuras lineares com grau de severidade baixo. 358 Figura F.8 Placa 09 apresentando uma fissura linear com baixo grau de severidade. 358 Figura F.9 Placa 29 apresentando o desgaste superficial da placa de concreto em algumas regiões e a falha na selagem da junta longitudinal com grau de severidade baixo. 359 Figura F.10 Placa 43 apresentando fissuras lineares com grau de severidade médio. 359 xiii

14 LISTA DE TABELAS Tabela 2.1 Pisos Industriais construídos no Brasil. 07 Tabela 2.2 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto armado. 12 Tabela 2.3 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto com armadura contínua. 14 Tabela 2.4 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto com armadura descontínua. 15 Tabela 2.5 Pavimentos de concreto armado executados no Brasil. 30 Tabela 2.6 Pavimentos industriais de concreto armado executados no Brasil. 31 Tabela 3.1 Sumário das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto armado. 77 Tabela 4.1 Correlação entre o IRI e outras medidas de irregularidade empregadas a partir de diferentes aparelhos medidores do tipo resposta. 84 Tabela 4.2 Faixas de classificação da irregularidade longitudinal dos pavimentos, em IRI. 85 Tabela 4.3 Escala padrão do VSA utilizada na avaliação subjetiva dos pavimentos. 89 Tabela 4.4 Classificação das patologias associadas as suas possíveis causas. 93 Tabela 4.5 Escala padrão do ICP utilizada na avaliação subjetiva dos pavimentos de concreto. 95 Tabela 5.1 Pavimentos de concreto armado selecionados. 109 Tabela 5.2 Resultados do ICP obtidos para cada amostra das faixas de rolamento do pavimento da Rua Coronel Xavier de Toledo. 123 Tabela 5.3 Amostras selecionadas para o cálculo do ICP da faixa de rolamento. 126 Tabela 5.4 Amostras selecionadas para o cálculo do ICP da faixa adicional. 128 Tabela 5.5 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento industrial da Cortag. 134 Tabela 5.6 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento industrial da Repapel. 145 Tabela 5.7 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento industrial da Alston. 152 Tabela 5.8 Resultados obtidos no levantamento da faixa Tabela 5.9 Resultados obtidos no levantamento da faixa Tabela 5.10 Resultados obtidos no levantamento da faixa Tabela 5.11 Resultados obtidos no levantamento da faixa xiv

15 Tabela 5.12 Valores e conceito do ICP para as amostras 01, 02, 03, 04, 05, 06 e Tabela 5.13 Valores e conceito do ICP para as amostras 08, 09, 10, 11, 12, 13 e Tabela 6.1 Patologias presentes nos quatro pavimentos analisados associando as gêneses possíveis ao dano causado as suas condições (funcional ou estrutural). 165 Tabela 6.2 Porcentagem de patologias encontradas nos pavimentos estudados. 166 Tabela 6.3 Materiais empregados nos pavimentos avaliados 174 Tabela 6.4 Resultados obtidos no levantamento da faixa 1 e sua classificação. 176 Tabela 6.5 Resultados obtidos no levantamento da faixa 2 e sua classificação. 177 Tabela 6.6 Resultados obtidos no levantamento da faixa 3 e sua classificação. 177 Tabela 6.7 Resultados obtidos no levantamento da faixa 4 e sua classificação. 178 Tabela A1 Classificação para o escalonamento ou degrau nas juntas. 195 Tabela A2 Classificação para o desnível pavimento acostamento. 196 Tabela A3 Classificação para os pequenos reparos. 196 Tabela A4 Classificação para os grandes reparos. 197 Tabela A5 Grau de severidade para as fissuras lineares que ocorrem nos pavimentos de concreto simples, proposto no método da USACE (1982) e na norma DNIT 060/2004 PRO. 198 Tabela A6 Grau de severidade para as fissuras lineares que ocorrem nos pavimentos de concreto armado (armadura sem função estrutural), proposto no método da USACE (1982). 198 Tabela A7 Classificação para as fissuras de canto. 199 Tabela A8 Classificação para as microfissuras ou fissuras em forma de mapa. 200 Tabela A9 Classificação para as fissuras tipo D proposta no método da USACE (1982). 201 Tabela A10 Classificação para o Punchout. 201 Tabela A11 Classificação para a falha na selagem das juntas. 202 Tabela A12 Classificação para o esborcinamento das juntas. 203 Tabela A13 Classificação para o esborcinamento ou quebra de canto. 204 Tabela A14 Classificação para o alçamento das placas. 204 Tabela A15 Classificação para as placas divididas. 205 Tabela B1 Medida do grau de severidade para a falha na selagem das juntas. 215 xv

16 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS AASHO AASHTO ACI ASTM BGS BGTC CCR CGRA CPCA DNER DNIT EUA FHWA FWD IBTS ICP IRI ISA PCA PCR PDEC PEA PPR PRO PSR QI RCI SI SIURB SPT TER USACE USP VSA American Association of State Highway Officials. American Association of State Highway and Transportation Officials. American Concrete Institute. American Society for Testing and Materials. Brita graduada simples. Brita graduada tratada com cimento. Concreto compactado com rolo. Canadian Good Roads Association. Conservative Political Action Conference. Departamento Nacional de Estradas de Rodagem. Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes. Estados Unidos da América. Federal Highway Administration. Falling Weight Deflectometer. Instituto Brasileiro de Telas Soldadas. Índice de Condição do Pavimento. Índice de Irregularidade Internacional. Índice de Serventia Atual. Portland Cement Association. Pavement Condition Rating. Pavement Design and Evaluation Committee. Pavimento de concreto estruturalmente armado. Present Performance Rating. Procedimento. Individual Present Serviceability Rating. Coeficiente de irregularidade. Riding Confort Index. Sistema internacional. Secretária de Infra-Estrutura Urbana e Obras do Município de São Paulo. Sondagem a percussão a trado. Terminologia. United States Army Corps of Engineers. Universidade de São Paulo. Valor de Serventia Atual. xvi

17 LISTA DE SIMBOLOS a Valor deduzido relacionado ao tipo de patologia, seu grau de severidade e sua densidade. A Número de amostras adicionais inspecionadas. BI Bump integrator. CF Fator de classes funcionais. CP 2,5 D e f ck f ct,f f ctm,k F(t,q) Coeficiente planar. Densidade. Erro admissível. Resistência característica à compressão do concreto. Resistência à tração na flexão. Resistência característica do concreto à tração. Função de ajuste para múltiplas patologias que varia em função da soma dos valores deduzidos (t) e do número de deduções (q). Fr Fator de roda de veículo. FT Fator de tráfego. i Intervalo de amostragem. i Contador de patologias. ICP 1 Média do ICP das amostras aleatórias. ICP 2 Média do ICP das amostras adicionais. ICP i ICP da amostra unitária i. ICPs ICP da seção do pavimento. ICP Média do ICP de todas as amostras unitárias. IP Índice de prioridade. j Contador dos graus de severidade. mi Número de graus de severidade para o i-ésimo tipo de patologia. n Número mínimo de amostras. N Número total de amostras. q Quantidade de valores deduzidos individuais maiores que 5. R Número de amostras unitárias da seção do pavimento. s Início aleatório. VDC Valor deduzido corrigido. VDT Valor deduzido total. W SW Energia de baixo comprimento de onda. xvii

18 x y Y σ pavimento. Número total de amostras que compõem a seção de um pavimento. Quantidade de placas que um tipo específico de defeito é observado. Número total de placas que constituem a amostra. Desvio padrão da média dos resultados individuais do índice de condição do xviii

19 SUMÁRIO Resumo Abstract Lista de Figuras Lista de Tabelas Lista de Abreviaturas e Siglas Lista de Símbolos i ii iii xiv xvi xvii 1. Introdução Justificativa Objetivo Estrutura Tecnologias para pavimentação em concreto com emprego de armaduras 2.1 Pavimentos de concreto com armadura descontínua Pavimentos de concreto com armadura contínua Pavimentos de concreto armado Análise comparativa de custos Histórico e desenvolvimento dos pavimentos de concreto Breve histórico sobre pavimentos de concreto Aplicações e estudos referentes aos pavimentos de concreto com armadura contínua Aplicações dos pavimentos de concreto armado no Brasil Aspectos executivos dos pavimentos de concreto armado Concreto Posicionamento das armaduras Barras de transferência Fôrmas Concretagem Ação do clima Sequência de concretagem Lançamento e espalhamento do concreto Adensamento e nivelamento Corte das juntas 45 xix

20 2.6.9 Liberação ao tráfego Classificação das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto 3.1 Introdução Patologias funcionais Desgaste superficial da placa de concreto Escalonamento ou degrau nas juntas Arrancamento do material (Popouts) Desnível pavimento acostamento Pequenos reparos Grandes reparos Passagem de nível Patologias estruturais Fissuras Fissuras transversais Fissuras longitudinais Fissuras de canto Fissuras de retração hidráulica ou por secagem Fissuras de retração plástica Fissuras de retração térmica Microfissuras ou fissuras superficiais (rendilhado) Fissuras tipo D Desagregação Punchout Bombeamento Falha na selagem das juntas Esborcinamento das juntas longitudinais Esborcinamento das juntas transversais Esborcinamento ou quebras de canto Polimento dos agregados Alçamento das Placas Placas Divididas Sumário das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto armado Métodos de avaliação do estado funcional e estrutural dos pavimentos de concreto 4.1 Introdução Irregularidade longitudinal dos pavimentos 81 xx

21 4.2.1 Quociente de irregularidade (QI) Índice internacional de irregularidade (IRI) Serventia Avaliação subjetiva do valor de serventia atual Índice de condição do pavimento (ICP) Avaliação subjetiva do índice de condição do pavimento Avaliação objetiva do índice de condição do pavimento Definição das seções a serem inspecionadas Determinação do tipo de inspeção Seleção das amostras Cálculo do ICP de uma amostra Cálculo do ICP da seção Determinação do índice de condição dos pavimentos de concreto armado estudos de caso 5.1 Metodologia Seleção e análise dos projetos Determinação do tipo de inspeção visual Inspeção visual e catalogação das patologias Cálculo e análise do índice de condição do pavimento (ICP) Inspeção visual dos pavimentos selecionados Rua Coronel Xavier de Toledo Inspeção da seção total Resultados obtidos a partir da inspeção da faixa de rolamento Resultados obtidos a partir da inspeção da faixa adicional Inspeção por amostragem Resultados obtidos a partir da inspeção por amostragem das faixas de rolamento Resultados obtidos a partir da inspeção por amostragem da faixa adicional Pavimento industrial Cortag Inspeção da seção total Resultados obtidos a partir da inspeção visual das amostras Pavimento industrial Repapel 135 xxi

22 Inspeção da seção total Resultados obtidos a partir da inspeção visual das amostras Estudo complementar da seção mais solicitada por veículos pesados Pavimento industrial Alstom do Brasil Inspeção da seção total Resultados obtidos a partir da inspeção visual das amostras Determinação da irregularidade longitudinal em pavimento urbano Resultados obtidos no levantamento Compatibilidade dos resultados do ICP com os do IRI para o pavimento urbano Resultados obtidos a partir da inspeção das faixas de rolamento 1 e Análise crítica da metodologia adotada e dos resultados 6.1 Aplicabilidade do método do USACE / DNIT Padrões das patologias Comprimento das placas Condições dos pavimentos de concreto armado em serviço Problemas gerais e suas soluções Índice de condição dos pavimentos avalliados Durabilidade observada Índice internacional de irregularidade Análise da compatibilidade entre o ICP e o IRI 179 Conclusões e recomendações 186 Referências Bibliográficas 190 Anexo A Grau de Severidade das Patologias 195 Anexo B Curva dos valores deduzidos 206 Anexo C Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico Rua Coronel Xavier de Toledo 216 xxii

23 Anexo D Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico Pavimento Industrial da Cortag 257 Anexo E Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico Pavimento Industrial da Repapel 291 Anexo F Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico Pavimento Industrial da Alstom 336 VITA 360 xxiii