PROGRAMA DE INTEGRAÇÃO E CAPACITAÇÃO DER/2008

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1 PROGRAMA DE INTEGRAÇÃO E CAPACITAÇÃO DER/2008 TÓPICOS DE PROJETO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS E DE CIMENTO PORTLAND Lucas Bach Adada 1

2 Contexto do Projeto de Pavimentação em relação aos demais projetos FASE DE PROJETO Geométrico Terraplenagem PAVIMENTAÇÃO Drenagem e O.A.C. Obras de Arte Especial Obras Complementares Desapropriação Ambiental Orçamento 2

3 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. 3

4 Fatores que Devem ser Levados em Conta,para um Projeto Completo e Eficaz 4

5 Custo CI Análise Econômica Custos no ciclo de vida de um pavimento CR CC i CCV = CI + PP i= 1 CC i ( 1+ r) i 1 + CR( PP) PP ( 1+ r) 1 Tempo 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). 5

6 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 à retirada 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. 6

7 Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento PAVIMENTO = SISTEMA CARGAS DO TRÁFEGO INTEMPÉRIES Revestimento Infiltração de águas Base Subbase Subleito (solo de fundação) 7

8 Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento É uma estrutura construída após a terraplenagem, destinada, econômica e simultaneamente, em seu conjunto, a: PAVIMENTO Segundo a NBR- 7207/82 Da ABNT Resistir e distribuir ao subleito os esforços verticais produzidos; Melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança;e Resistir aos esforços horizontais que nela atuam, tornado mais durável a superfície de rolamento 8

9 Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento PAVIMENTO É A SUPERESTRUTURA DE RODOVIAS, AEROPORTOS, PÁTIOS E VIAS URBANAS Constituída por uma ESTRUTURA EM CAMADAS de espessuras finitas; e Assentes sobre o SUBLEITO (semi-espaço infinito) 9

10 Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento (1)Resistir os esforços das CARGAS TRÁFEGO; COM AS FUNÇÕES DE: (2) Transmitir ao SUBLEITO tensões compatíveis com sua CAPACIDADE DE SUPORTE; e (3) Permitir o tráfego SEGURO CONFORTÁVEL e ECONÔMICO DE VEÍCULOS (ao transporte de passageiros e de bens de produção). 10

11 Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento AGENTES responsáveis pela degradação dos Pavimentos EXTERNOS = Cargas do Tráfego + Intempéries INTERNOS = Concepção e/ou projeto inadequado + má execução 11

12 Definições, tipos e camadas constitutivas de um pavimento CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS Mais comum Flexíveis Rígidos;e Semi-Rígidos. Segundo Huang Flexíveis ou pavimentos asfálticos; Rígidos ou pavimentos de concreto;e Pavimentos Compostos ou overlays. 12

13 SEÇÃO TRANSVERSAL Pavimentos Flexíveis Pavimentos Rígidos 1 Talude de Aterro 2 Terreno Natural 3 Contenção Lateral 4 Material selecionado ou Reforço do Subleito 5 Superfície do acostamento 6 Subbase 7 Base 8 Revestimento 9 Placa de Concreto 10 Talude ou Saia de Subbase 11 Talude de corte 12 Base do Acostamento 13 Declividade Transversal do Pavimento 14 Subleito ou Superfície de Regularização 15 Solo de Fundação (Subleito) 16 Estrutura do Pavimento 17 Declividade do Acostamento 18 Faixas de Tráfego 19 Acostamento 20 Plataforma da Rodovia 21 Plataforma de Terraplenagem 13

14 Pavimentos Flexíveis São aqueles em que as deformações, até um 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. 14

15 Estrutura dos Pavimentos Flexíveis FLEXÍVEIS REVESTIMENTO BASE SUB-BASE REFORÇO DO SUBLEITO SUBLEITO 15

16 Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Camada destinada a resistir diretamente as ações do tráfego Revestimento Impermeabilizar o pavimento Melhorar as condições de rolamento Transmitir de forma atenuada, as ações do tráfego às camadas inferiores. conforto segurança 16

17 Revestimentos Flexíveis Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Por Calçamento Betuminosos Alvenaria poliédrica Paralelepípedos Por penetração Pedra Madeira Betume Cimento Cerâmica Borracha Tratamentos superficiais betuminosos Macadames betuminosos Por mistura Na usina Na estrada 17

18 Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Revestimentos Flexíveis Betuminosos por Mistura Na usina Pré-misturado de graduação tipo macadame; Pré-misturado de graduação tipo aberta; Pré-misturado de graduação tipo densa; Areia-Betume; e Concreto betuminoso ( sheet asphalt ) Na estrada Road-Mix de graduação tipo macadame Road-Mix de graduação tipo aberta Road-Mix de graduação tipo densa; e Areia-Betume 18

19 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 19

20 Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível GRANULARES Por correção granulométrica Materiais Naturais Solo-brita Brita corrida Brita graduada BASES E SUB-BASES FLEXIVEIS E SEMI-RIGIDAS Macadame hidráulico Macadame seco Com cimento Solo cimento Solo melhorado com cimento ESTABILIZADAS Com cal Solo cal Solo melhorado com cal Com betume Solo betume Bases betuminosas diversas 20

21 Camadas constitutivas de um Pavimento Flexível Reforço do Subleito Camada necessária, no caso de pavimentos muito espessos, executada com o objetivo de reduzir a espessura da própria subbase. Regularização do Subleito Camada de espessura variável (cortes ou aterros menores ou iguais a 20cm); Executada para preparar e receber o pavimento. 21

22 Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland São aqueles pouco deformáveis, constituídos principalmente de concreto de cimento Portland, rompem por tração na flexão, quando sujeitos a deformações. BASE E REVESTIMENTO SUB-BASE REFORÇO DO SUBLEITO PAVIMENTO RÍGIDO Placa de Concreto Revestimento Base SUBLEITO Subbase Evitar o bombeamento do subleito 22

23 Pavimentos Rígidos ou de Concreto de Cimento Portland REVESTIMENTOS RÍGIDOS Concreto de cimento Macadame Cimentado Paralelepípedos Rejuntados com cimento SUBBASES Concretos Magros C.C.R. Granulares 23

24 Pavimentos Semi-Rígidos Caracterizam-se por uma base cimentada quimicamente, como por exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica. REVESTIMENTO BASE CIMENTADA SUB-BASE GRANULAR REFORÇO DO SUBLEITO SUBLEITO 24

25 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. REVESTIMENTO BASE GRANULAR SUB-BASE CIMENTADA REFORÇO DO SUBLEITO SUBLEITO 25

26 Comparação entre os Tipos de Estruturas de Pavimentos FLEXÍVEIS RÍGIDOS SEMI-RÍGIDOS INVERTIDOS REVESTIMENTO BASE E REVESTIMENTO REVESTIMENTO REVESTIMENTO BASE SUB-BASE BASE CIMENTADA BASE GRANULAR SUB-BASE REFORÇO DO SUBLEITO SUB-BASE GRANULAR SUB-BASE CIMENTADA REFORÇO DO SUBLEITO SUBLEITO REFORÇO DO SUBLEITO REFORÇO DO SUBLEITO SUBLEITO SUBLEITO SUBLEITO 26

27 Análise das Tensões, deformações e deslocamentos nos Pavimentos Flexíveis Carga por eixo Raio circular de contato Pressão do pneu Camada asfáltica σ t ; ε t h 1 Base h 2 Subbase σ v ; ε v h 3 Subleito 27

28 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) PAVIMENTO FLEXÍVEL Método DNER 66/96 Design of Flexible Pavements Considering Mixed Loads and Traffic Volume Conclusões obtidas na pista Experimentos da AASHTO. Autores: W.J. Turnbull, C.R. Foster e R.G. Ahlvim (U.S.A.C.E.) 28

29 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) Coeficientes de Equivalência estrutural (k) obtidos na Pista Experimental da AASHTO. EMBASAMENTO DO MÉTODO CBR (ensaio preconizado pelo DNER) Subleito Materiais constituintes do pavimento, ou Corpos de prova indeformados Número Equivalente (N) de Operações da USACE 29

30 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) Valem as especificações gerais, recomendando-se que G.C. 100% QUANTO AOS MATERIAIS DO SUBLEITO e 2% CBR 2% 30

31 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) QUANTO AOS MATERIAIS EMPREGADOS NO PAVIMENTO (Idem às do subleito acrescidas de) a)materiais para reforço do subleito b)materiais para sub-base c) Materiais para base CBR RS > CBR SL 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% 31

32 QUANTO AOS MATERIAIS EMPREGADOS NO PAVIMENTO (Idem às do subleito acrescidas de) MÉTODO DO DNER (atual DNIT) 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 e CBR BG 60% 32

33 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) GRANULOMETRIA (% em peso passando) Tipos Peneiras 2 1 3/8 N O 4 N O 10 N O 40 N O 200 A I II B C D E F

34 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) OBSERVAÇÕES: A fração que passa na peneira n o 200 deve ser inferior a 2/3 da fração que passa na peneira n o 40. (b)a fração graúda deve apresentar um desgaste Los Angeles 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. 34

35 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. 35

36 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) N N 10 6 ESPESSURA MÍNIMA DE REVESTIMENTO BETUMINOSO Tratamentos Superficiais Betuminosos 10 6 <N 5x10 6 5x10 6 <N <N 5x10 7 N> 5x10 7 Revestimentos Betuminosos com 5,0cm de espessura Concreto Betuminoso com 7,5cm de espessura Concreto Betuminoso com 10,0cm de espessura Concreto Betuminoso com 12,5cm de espessura 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. 36

37 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. N 0,0482. 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. 37

38 MÉTODO DO DNER (atual DNIT)-Ábaco de Dimensionamento (Fig.43) 38

39 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) 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 há lençol 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). 39

40 MÉTODO DO DNER (atual DNIT) 6) Uma vez determinadas as espessuras das camadas Hm, Hn e H20, pelo gráfico da fig. 43 ou pelas equações; determinase R pela tabela apresentada, as Espessuras de base(b), subbase (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela resolução sucessiva das seguintes inequações: R. k R + B. k B H20 ; R. k R + B. k B + h 20. k 20 H n ; e R. k R + B. k B + h 20.k 20 + h n. k n H m 40

41 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 x10 7 e 4 x 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 k REF =0,80, enquanto, o material da Jazida B apresentou ISC= 13% e k REF =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): c) O subleito apresenta ISC=6%; H=77,67. N 0,0482. ISC -0,598 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. 41

42 SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1: Dados: EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT) = N USACE ; Utilizar CBUQ como revestimento k =2, 0 ; CBR =6% ; Caso se tenha reforço ( h 20 > 20cm) utilizar a jazida B (ISCn=13% e kn=1,0); ISC20=20%; k20=kb=1,0. a) Cálculo de R r 7 Vai a Tabela de espessuras mínimasde revestimento e com N = 4 10 R =10, 0cm b) Cálculo de Hm Hm 77,67 ( ,0482 0,598 = ) () 6 Hm = 61,85 Hm 62, 0cm c) Cálculo de H20 ( 10 7, ,598 4 ) ( 20) H = 30,1 H 30, cm H = 77, dispõe de sub-base e base h = 0 n m d) Como inicialmente só se e) Cálculo da espessura da Base (B) R k + B k H 10 2 = B 1 30,5 B 10, cmf) Cálculo da espessura da Sub- R B 20 5 Base (h20) R k R + B k B + h 20 k + h k H ,5 1+ h h20 20 n n m 31,5cm > 20cm Portanto: Redimensionar utilizando a jazida B reforço. 42

43 SOLUÇÃO DO EXERCÍCIO 1: g) H m = 62, 5cm EXERCÍCIOS COM O MÉTODO DO DNER (atual DNIT) h) Cálculo de H n : Para o pavimento mais econômico utiliza-se jazida B (ISC n =13% e k n =1,0) H 7 0,0482 0,598 ( 4 10 ) ( 13) H 39, cm n = 77,67 n 0 i) Cálculo de h 20 R k + B k h 20 R B + h 20 k 8,5cm< 10cm h H n = 10,0cm j) Cálculo da espessura (h n ) do reforço R k + B k h 21,5cm n R B + h 20 k k) Perfil do Parimento: 20 + h n k n ,5 1+ h H m , , h CBUQ Base de BG SUb-Base de Material Granular Reforço do Subleito com solo estabilizado n

44 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Definição: Pavimentos de Concreto de cimento Portland ou 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 subbase intermediária e com rigidez à flexão. 44

45 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland HISTÓRICO 45

46 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland 1º PAVIMENTO DE CONCRETO COURTHOUSE SQUARE, EM de 100 anos - Court Avenue - Main Street - Columbus Avenne - Opera Street Cidade de Bellefontaine - EUA Construtor: Willian T. G. Snyder 46

47 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland HISTÓRICO, LOCAIS DE APLICAÇÃO NO BRASIL,CURITIBA E RMC 47

48 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Av. Edson Passos - Rio de Janeiro (RJ) Mais de 1 / 2 século 48

49 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Praia de Boa Viagem - Recife (PE) Mais de 50 anos 49

50 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Rod. Itaipava-Teresópolis Mais de 70 anos 50

51 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Rodovia dos Imigrantes (SP) 25 anos 51

52 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland Marginais Rodovia Castello Branco (SP)

53 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland CANALETA LESTE-OESTE Lote 2 Rua Fernando Moreira 53

54 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland CANALETA LESTE-OESTE Lote 4 Av Affonso Camargo 54

55 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland PAVIMENTO RÍGIDO COMPANHIA DE CIMENTO ITAMBÉ- CAMPO LARGO ACESSO A FÁBRICA DA ITAMBÉ Concreto Simples - 24 cm

56 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland COMPARAÇÃO DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA ENTRE PAVIMENTOS EQUIVALENTES RÍGIDOS FLEXÍVEIS H R H F GRANDE ÁREA DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA PEQUENA ÁREA DE DISTRIBUIÇÃO DE CARGA PEQUENA PRESSÃO NA FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO GRANDE PRESSÃO NA FUNDAÇÃO DO PAVIMENTO 56

57 2ª Parte Pavimentos de concreto de cimento Portland TIPOS DE PAVIMENTOS RÍGIDOS: Os pavimentos de concreto podem ser classificados em vários tipos, diferenciando-se entre si no processo construtivo, no projeto e principalmente, na concepção funcional. 57

58 Tipos principais de pavimentos rígidos P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (S.B.T.) Corte h Planta 3 a 4 metros 4 a 6 metros 4 a 6 metros 58

59 Tipos principais de pavimentos rígidos P.C.S. = Pavimentos de Concreto Simples (C.B.T.) Corte Barras de transferência h Planta 3 a 4 metros 4 a 7 metros 4 a 7 metros 59

60 Tipos principais de pavimentos rígidos P.C.R. = Pavimentos de Concreto Reforçados com Armadura Distribuída Contínua (A.D.C.) 5 cm Barras de transferência Armadura 60

61 Tipos principais de pavimentos rígidos P.C.R. = Pavimentos de Concreto Estruturalmente armados (P.C.E.A.) Corte Planta 61

62 Tipos principais de pavimentos rígidos Pavimentos de Concreto Protendido (P.C.P.) 62

63 Dimensionamento de pavimentos rígidos DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( Portland Cement Association) : Ensaio de placa 63

64 Dimensionamento de pavimentos rígidos DETERMINAÇÃO DE k pelo método da PCA ( Portland Cement Association) : Ensaios relativamente caros e que demandam muito tempo Utilizam-se correlações entre CBR e k 64

65 Dimensionamento de pavimentos rígidos CORRELAÇÃO K X CBR Correlações entre CBR e k : Ou ainda: Valores tabelados pela PCA 1 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 CBR k = 2,0791Ln(CBR) + 0,6138 R2 = 0,9971 k (kgf/cm 2/cm) 65

66 Análise de tensões nos pavimentos de concreto (rígidos) ASPECTO SUPERFICIAL DE PAVIMENTO DE CONCRETO SEM JUNTAS Planta Fissuras transversais de contração Fissura longitudinal devida ao empenamento restringido Fissuras transversais adicionais devidas ao empenamento restringido 66

67 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) TIPOS DE JUNTAS LONGITUDINAIS: Junta de Articulação ;e Junta de Construção. 67

68 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE LIGAÇÃO: 0,6 Selante 1,2 h/4 + 1,5 h OBS: cotas em cm 68

69 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LONGITUDINAL DE ARTICULAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE LIGAÇÃO: 0,6 Selante 1,2 h/4 +1,5 h/2 h/2 Barra de ligação OBS: cotas em cm 69

70 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA COM BARRAS DE LIGAÇÃO: 0,6 Selante 1,2 0,4h 0,05h 0,1h 0,05h hh 0,4h Barra de ligação 0,1h OBS: cotas em cm 70

71 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LONGITUDINAL DE CONSTRUÇÃO DE ENCAIXE MACHO E FÊMEA SEM BARRAS DE LIGAÇÃO: 0,6 Selante 1,2 0,4h 0,2h h 0,4h 0,1h OBS: cotas em cm 71

72 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. 72

73 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) TIPOS DE JUNTAS TRANSVERSAIS: Junta de retração; Junta de retração com barras de transferência;e Juntas de construção. 73

74 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA SEM BARRA DE TRANSFERÊNCIA: Detalhe A h/4 h OBS: cotas em cm 74

75 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE RETRAÇÃO DE SEÇÃO ENFRAQUECIDA COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA: Detalhe A h/4 0,5h 0,5h h 0,5lb 0,5lb Barra de transferência (com sua metade mais 2 cm pintada e engraxada) OBS: cotas em cm 75

76 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: 76

77 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) 2d ' Ε= x d + d ' 100 ( ) % d = deslocamento vertical do lado carregado da junta;e d = idem, do lado descarregado da junta 77

78 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) EFICIÊNCIA (EjA) DA JUNTA TRANSVERSAL - Critério da AASHTO: EjA=(Du/Dl)x100 Du=Deflexão próxima a junta no lado descarregado;e Dl=Deflexão próxima a junta no lado carregado. 78

79 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) CRITÉRIOS PARA ANÁLISE DA EFICIÊNCIA OU TRANSFERÊNCIA (TC) DE CARGA: Transferência de Carga (TC) Completa Parcial Nula E ou EjA(%)

80 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 PCA e 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 17,0 17,5 a 22,0 22,5 a 30,0 > 30,0 Bitola (Φ) Comprimento (mm) Espaçamento (mm)

81 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO PLANEJADA DE TOPO COM BARRA DE TRANSFERÊNCIA: Detalhe A h/2 h/2 Barra de transferência 81

82 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE CONSTRUÇÃO DE EMERGÊNCIA: 0,6 Selante 1,2 0,4h 0,05h 0,1h 0,05h 0,4h h Barra de ligação OBS: cotas em cm 2 82

83 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA TRANSVERSAL DE EXPANSÃO: Material compreensível h/2 h/2 h Capuz de material duro Barra de transferência OBS: cotas em cm 83

84 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) JUNTA LATERAL DE EXPANSÃO: 1 a 2,5 Selante Estrutura 1 a 2,5 h isopor ou similar OBS: cotas em cm 84

85 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) SISTEMAS DE TRANSFERÊNCIA DE CARGA: 1. DIMINUEM Tensões e deformações nas placas de concreto; Pressões e consolidação na fundação;e Manutenção. 2. AUMENTAM Durabilidade;e Conforto e segurança de rolamento. 85

86 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) SISTEMAS ARTIFICIAIS DE MELHORIA DA EFICIÊNCIA DE JUNTAS: Placas curtas; Barras de transferência;e Sub-base estabilizada com cimento. 86

87 Análise de juntas nos pavimentos de concreto (rígidos) 5 Selante 10 FF=5/10=0,5 Corpo de apoio 0,25h OBS: cotas em mm 87

88 Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos) MÉTODOS DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS Portland Cement Association PCA 1984 American Association of State Highway and Transportation Officials AASHTO 1993 AASHTO (suplemento 1998) 88

89 Análise de métodos de dimensionamento nos pavimentos de concreto (rígidos) FIM! Muito obrigado pela paciência! 89