Manutenção de pavimentos rígidos

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1 UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS UNIVERSITÁRIO DE SINOP FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DISCIPLINA: MANUTENÇÃO DE PAVIMENTOS Manutenção de pavimentos rígidos Prof. Letícia R. Batista Rosas

2 Podem sofrer deformações, dentro de certos limites, sem se romperem Pavimentos Flexíveis Construídos em camadas de materiais granulares, sem resistência acentuada à tração e por revestimentos betuminosos delgados As camadas devem trabalhar em conjunto, cada uma delas absorvendo parte das solicitações impostas e transmitindo o restante às camadas localizadas em níveis inferiores Distribuição de pressões num pavimento flexível

3 Têm sensível rigidez à flexão e não podem sofrer deformações sem se romper, trabalhando, assim, à tração Pavimentos Rígidos Têm na resistência à tração o fator preponderante para o seu dimensio-namento Constituídos basicamente por uma placa de concreto que praticamente absorve toda a solicitação, distribuindo-a em uma grande área Distribuição de pressões num pavimento rígido

4 Distribuição de camadas em pavimentos rígidos e flexíveis Sub-base em pavimentos rígidos: Não possui função estrutural específica de resistir e distribuir esforços oriundos do tráfego. Tem função de garantir uniformidade ao apoio da placa no solo de fundação.

5 Concreto Simples Concreto Simples com Barras de Transferência Tipos de Pavimentos Rígidos Com Armadura Distribuída Descontínua sem Função Estrutural Com Armadura Contínua sem Função Estrutural Concreto Estruturalmente Armado

6 Concreto Protendido Tipos de Pavimentos Rígidos Whitetopping Placas de Concreto Pré-Moldadas

7 Pavimento de concreto simples h 3 a 4 metros 4 a 6 metros 4 a 6 metros Os PCS são constituídos de placas de concreto moldadas in loco

8 Pavimento de Concreto Simples com Barras de Transferência h 3 a 4 metros 4 a 7 metros 4 a 7 metros A transmissão de carga é feita por barras curtas de aço liso, dispostas nas juntas transversais As cargas aplicadas sobre a placa, próximas à junta transversal, têm seus efeitos aliviados pela presença das BT, que deslocam parte dos esforços para a placa subsequente.

9 Pavimento de Concreto Simples com Barras de Transferência

10 Pavimento com Armadura Distribuída Descontínua sem Função Estrutural h 3 a 5 metros Até 30 metros Até 30 metros Controle das fissuras Presença de juntas

11 Pavimento com Armadura Contínua sem função estrutural h 3 a 5 metros Não há juntas transversais de retração. A armadura faz com que se tenha boa transmissão de carga nas fissuras O comprimento das placas é igual à extensão diária construída

12 Pavimento de Concreto Estruturalmente Armado h 3 a 5 metros 4 a 6 metros 4 a 6 metros Armadura superior: função de combater os esforços de retração e empenamento Armadura inferior: suportar as tensões oriundas do tráfego

13 Causas dos defeitos

14 O levantamento de defeitos nas placas e nos demais elementos de pavimentos de concreto é o primeiro passo para a determinação das atividades de manutenção, comumente corretiva, podendo chamá-la simplesmente de restauração. O entendimento da feição ou morfologia do defeito é importante para o conhecimento de suas causas (gênese). DNIT 061/2004-TER

15 Principais defeitos Alçamento de placas Desnivelamento das placas nas juntas ou nas fissuras transversais e eventualmente, na proxi-midade de canaletas de drenagens ou de inter-venções feitas no pavi-mento.

16 Principais defeitos Fissura de canto É a fissura que intercepta as juntas a uma distância menor ou igual à metade do comprimento das juntas do pavimento (longitudinal e transversal), medindo-se a partir do seu canto. Esta fissura geralmente atinge toda a espessura da placa.

17 Principais defeitos Placa dividida É a placa que apresenta fissuras dividindo-a em quatro ou mais partes.

18 Principais defeitos Falha na selagem das juntas É qualquer avaria no material selante que possibilite o acúmulo de material incompressível na junta ou que permita a infiltração de água.

19 Principais defeitos Degrau nas juntas Caracteriza-se pela ocorrência de deslocamentos verticais diferenciados e permanentes entre uma placa e outra adjacente, na região da junta.

20 Principais defeitos Fissuras transversais Ocorrem na direção da largura da placa, perpendicularmente ao eixo longitudinal do pavimento.

21 Principais defeitos Fissuras longitudinais Ocorrem na direção do comprimento da placa, paralelamente ao eixo longitudinal do pavimento.

22 Principais defeitos Fissuras diagonais São fissuras inclinadas que interceptam as juntas do pavimento a uma distância maior que a metade do comprimento dessas juntas ou bordas.

23 Principais defeitos Grandes reparos Entende-se como "grande reparo" uma área do pavimento original maior que 0,45 m², que foi removida e posteriormente preenchida com um material de enchimento.

24 Principais defeitos Pequenos reparos Entende-se como "pequeno reparo" uma área do pavimento original menor ou igual a 0,45 m², que foi removida e posteriormente preenchida com um material de enchimento.

25 Principais defeitos Desgaste superficial Caracteriza-se pelo descolamento da argamassa superficial, fazendo com que os agregados aflorem na superfície do pavimento, e com o tempo fiquem com a sua superfície polida.

26 Principais defeitos Quebras localizadas São áreas das placas que se mostram trincadas e partidas em pequenos pedaços, tendo formas variadas, situando-se geralmente entre uma trinca e uma junta ou entre duas trincas próximas entre si (em torno de 1,5m).

27 Principais defeitos Fissuras superficiais As fissuras superficiais (rendilhado) são fissuras capilares que ocorrem apenas na superfície da placa, tendo profundidade entre 6 mm e 13 mm, que apresentam a tendência de se interceptarem, formando ângulos de 120.

28 Principais defeitos Fissura de retração plástica São fissuras pouco profundas (superficiais), de pequena abertura (inferior a 0,5 mm) e de comprimento limitado. Sua incidência costuma ser aleatória e elas se desenvolvem formando ângulo de 45 a 60 com o eixo longitudinal da placa.

29 Principais defeitos Quebra de canto São quebras que aparecem nos cantos das placas, tendo forma de cunha, que ocorrem em uma distância não superior a 60 cm do canto.

30 Principais defeitos Esborcinamento de Juntas Se caracteriza pela quebra das bordas da placa de concreto (quebra em cunha) nas juntas, com o comprimento máximo de 60 cm, não atingindo toda a espessura da placa.

31 Principais defeitos Placa bailarina É a placa cuja movimentação vertical é visível sob a ação do tráfego, principalmente na região das juntas.

32 Principais defeitos Animação da Placa Bailarina

33 Principais defeitos Assentamento Caracteriza-se pelo afundamento do pavimento, criando ondulações superficiais de grande extensão, podendo ocorrer que o pavimento permaneça íntegro.

34 Principais defeitos Buracos São reentrâncias côncavas observadas na superfície da placa, provocadas pela perda de concreto no local, apresentando área e profundidade bem definidas.

35 Manutenção de pavimentos rígidos Alguns procedimentos de manutenção dos pavimentos de concreto merecem atenção especial, tendo em vista alguns aspectos que não devem ser negligenciados. Os principais procedimentos de manutenção de placas de concreto para pavimentação são:

36 Manutenção de pavimentos rígidos Fases de execução de remendo

37 Manutenção de pavimentos rígidos A placa deve ser cortada em várias faces. Esses cortes deverão ser verticais e as faces, evidentemente, devem estar limpas antes da nova concretagem. Barras de transferência de carga devem ser instaladas em quaisquer faces transversais de corte, e barras de ligação, nas faces longitudinais. Essas barras são instaladas por meio da furação prévia na face remanescente da placa original, sendo encaixadas antes da concretagem.

38 Manutenção de pavimentos rígidos Telas de aço poderão ser empregadas, para resistir esforços, no topo e no fundo do remendo, apoiadas sobre espaçadores adequados. Após o lançamento do concreto, sua superfície é desempenada e ranhurada. Após a cura, as bordas dos remendos devem ser avaliadas para decisões quanto ao tipo de selagem de juntas a ser utilizado para evitar a infiltração de água nessas posições.

39 Manutenção de pavimentos rígidos Substituição de placa de concreto na estrada Rio-Teresópolis (RJ)

40 Manutenção de pavimentos rígidos É necessário fazer o tratamento da base do pavimento existente, quando se tratar de material granular ou solo, para a correção do seu nivelamento, remoção de áreas contaminadas, etc. A compactação da base é essencial, bem como sua imprimação, a fim de se prover proteção contra as intempéries enquanto a nova placa não é concretada no local.

41 Manutenção de pavimentos rígidos Colocação de barras de transferência em fissuras

42 Manutenção de pavimentos rígidos Retrofit: colocação de barras de transferência de cargas ou de ligação em uma posição não prevista originalmente, em geral nas fissuras descontroladas, decorrentes da retração por secagem do concreto. Trata-se de um serviço de manutenção preventiva, pois a placa não é substituída. Com as barras instaladas, cria-se a condição de transferência de cargas entre as duas partes separadas da placa de concreto, evitando-se assim o escalonamento precoce entre ambas.

43 Manutenção de pavimentos rígidos O emprego de resina epóxica antes do preenchimento por concreto auxilia a aderência entre as faces do concreto antigo e do concreto fresco. Após a conclusão, recomenda-se sempre a selagem em toda a extensão da fissura de retração, para evitar infiltração de água no local.

44 Manutenção de pavimentos rígidos Resselagem de junta com elemento pré-moldado, fixado com resina epóxica

45 Manutenção de pavimentos rígidos A resselagem nada mais é do que uma nova selagem de juntas ou fissuras para reposição do elemento que sofreu degradação ao longo do uso do pavimento. A resselagem requer a remoção completa de resquícios do antigo selante, o que é feito com o uso de serra de disco (utilizada no corte de juntas) e posterior limpeza com jato de ar comprimido.

46 Manutenção de pavimentos rígidos (A) Superfícies retexturizadas de pavimento de concreto em aeroporto (B) área de galpão

47 Manutenção de pavimentos rígidos Quando a superfície do pavimento perde a texturização adequada para garantia de aderência pneu-pavimento, é necessária a criação de novas ranhuras em sua superfície, realizado com equipamento com serras diamantadas e afastadas entre si, capazes de criar um sulco na superfície do concreto.

48 Manutenção de pavimentos rígidos (A) Disco abrasivo para desgaste do concreto; (B) equipamento para desgaste e polimento

49 Manutenção de pavimentos rígidos O desgaste da superfície do concreto, quando necessário, é realizado com discos especiais que oferecem a possibilidade de correção, entre outros, dos seguintes defeitos: Nivelamento em juntas e fissuras Irregularidades de construção Macrotextura inadequada devido a polimento de agregados Inclinação transversal inadequada para drenagem.

50 (A) Abertura da área com defeito; (B) Colocação da placa pré-moldada (C) Finalização do fechamento; (D) Colocação de sequência de placas pré-moldadas

51 Manutenção de pavimentos rígidos Colocação de placas pré-moldadas: (I) Requadramento (com gabarito e com precisão) (II) Corte (com serra de disco profunda) da área afetada (III) Remoção do concreto comprometido (IV) Execução de furos nas faces verticais que receberão as barras de transferência, as quais são afixadas dentro dos furos com resina epóxica (V) Acerto da base com precisão, em geral, inferior a 5 mm, com nivelamento adequado para permitir que a placa pré-moldada se apóie por completo

52 Manutenção de pavimentos rígidos (VI) Moldagem e cura industrial da placa nas dimensões corretas para cada local de substituição (os cortes poderão ser padronizados com os tamanhos das placas) (VII) Transporte e colocação da placa prémoldada no local a ser reparado (VIII) Selagem de juntas

53 Manutenção de pavimentos rígidos Britagem in situ do pavimento de concreto: (A) com o material recolhido; (B) aproveitado no local

54 Manutenção de pavimentos rígidos Na prática, trata-se da reconstrução do pavimento de concreto, sendo o concreto britado (com equipamentos móveis que possuem martelos de impacto de 5 a 9 t, capazes de britar placas de concreto com mais de 250 mm de espessura) e compactado, servindo como material reciclado ou seja, é aproveitado por completo. Camadas asfálticas e remendos asfálticos devem ser removidos antes da britagem.

55 Manutenção de pavimentos rígidos O Manual de Pavimentos Rígidos (DNIT, 2005), propõe que quando as placas são constituídas de fissuras com aberturas maiores que 1,5 mm e se houver buracos ou outros tipos de defeito que comprometem a capacidade da carga do pavimento, há necessidade de remoção parcial ou total da placa em toda espessura.

56 Avaliação de pavimentos rígidos DNIT 060/2004-PRO Índice de condição do pavimento (ICP) DNIT 062/2004-PRO Medida da condição estrutural do pavimento, capaz de fornecer ao engenheiro de pavimentação informações para a verificação das condições da rodovia e para o estabelecimento de políticas de manutenção, prevenção e de recuperação. ICP 70: não necessitam de um programa imediato de recuperação 40 ICP < 70: devem ser recuperados os defeitos mais graves observados em alguns trechos ou em todo o pavimento, recuperação esta que seja suficiente para elevar-se o ICP do pavimento para um valor igual ou superior a 70. ICP < 40: são considerados deficientes ou praticamente já destruídos.

57 Avaliação de pavimentos rígidos Preparação do trecho para a inspeção Um trecho escolhido para a inspeção deverá ser dividido em partes denominadas amostras. Cada amostra será composta de 20 placas com, no máximo, 9 m de comprimento. No caso de placas com mais de 9 m de comprimento, deve-se considerá-las, imaginariamente, subdivididas por juntas em perfeitas condições, de tal modo que cada subdivisão não tenha mais do que 9 m de comprimento. Quanto à extensão, existem dois tipos de inspeção: a) inspeção em todo o trecho; b) inspeção por amostragem.

58 Avaliação de pavimentos rígidos Inspeção em todo o trecho É a inspeção realizada em todas as amostras de um trecho. Por ser muito dispendiosa em termos de pessoal e de tempo, esse tipo de inspeção só deverá ser executado no caso de rodovias de pequena extensão ou quando se tratar de estabelecimento de contratos de manutenção ou de reparos Inspeção por amostragem É a inspeção em que apenas um determinado número de amostras de um trecho; apresenta maior economia de meios e maior rapidez.

59 Avaliação de pavimentos rígidos Determinação do número mínimo de amostras (n) Estatisticamente, chega-se a esse número (n) por meio de uma equação, que é função do número (N) total de amostras do trecho, do erro admissível (±e) e do desvio padrão (S) da média dos resultados individuais do índice de Condição do Pavimento: Essa equação garante 95% de confiança de que o erro na avaliação, baseado nos dados coletados na inspeção, estará dentro da faixa admissível (± e).

60 Avaliação de pavimentos rígidos

61 Avaliação de pavimentos rígidos Determinação do número mínimo de amostras (n) Recomenda-se adotar, inicialmente, valores de (S) entre 8 e 14, considerando-se S = 10 uma boa estimativa. É aconselhável, também, que seja efetuado o cálculo do desvio (S) para as primeiras amostras inspecionadas, com o objetivo de verificar o valor inicialmente adotado. O número mínimo de amostras (n) a serem inspecionadas em um trecho nunca deverá ser menor do que 5. A seleção das amostras para inspeção deve ser aleatória.

62 Avaliação de pavimentos rígidos Levantamento dos defeitos visíveis Tipos de defeitos: Cada defeito deve ser identificado e descrito, conforme a norma DNIT 061/2004-TER Graus de severidade: Cada defeito deve ser classificado de acordo com o seu grau de severidade Número de placas afetadas por um determinado tipo de defeito na amostra

63 Avaliação de pavimentos rígidos Defeitos definidos pela norma DNIT 061/2004-TER

64 Avaliação de pavimentos rígidos Grau de severidade DNIT 060/2004-PRO Cada tipo de defeito pode apresentar um determinado grau de severidade, sendo estes graus classificados conforme a dimensão do defeito, a sua condição ou conforme a maneira como ele afeta o conforto, segurança e escoamento do tráfego. Estes graus de severidade são classificados em: Baixo (B): o defeito causa um baixo desconforto de rolamento; Médio (M): o defeito causa um médio desconforto de rolamento, sem causar prejuízo ao tráfego; Alto (A): o defeito compromete a segurança de rolamento e provoca interrupções no escoamento do tráfego, devendo ser imediatamente reparado.

65 Avaliação de pavimentos rígidos Cálculo do ICP Disposições iniciais: Quando uma amostra de pavimento não possui nenhum defeito visível, ela tem um ICP igual a 100. Um determinado tipo de defeito e seu respectivo grau de severidade podem afetar uma ou várias placas da amostra, reduzindo desta forma o seu ICP, que se tornará menor que 100. O número de placas afetadas por este tipo de defeito e respectivo grau de severidade, quando relacionado com o total de placas da amostra, indica um porcentual, que é designado como densidade de defeitos da placa.

66 Avaliação de pavimentos rígidos Cálculo do ICP Para calcular o ICP deve: Obter os valores deduzíveis (DNIT 062: PRO) Somar os valores deduzíveis obtidos nas curvas (CVD) Corrigir o somatório dos valores deduzíveis obtendo o VDC (DNIT 062: PRO) Determinar o valor do ICP, por meio da subtração: 100-VDC O valor do ICP do trecho será a média aritmética dos valores obtidos dos ICP obtidos para as amostras (exceto quando há amostras adicionais).

67 Exemplo

68 Exemplo

69 Exemplo Defeito tipo 1 Alçamento de placas

70 Exemplo Defeito tipo 2 Fissura de canto

71 Exemplo Defeito tipo 10 Desgaste superficial

72 Exemplo Defeito tipo 11 Bombeamento

73 Exemplo Defeito tipo 13 Passagem de nível

74 Exemplo Defeito tipo 15 Fissuras de retração plástica

75 Exemplo Defeito tipo 18 Placa bailarina

76 Exemplo

77 Exemplo

78 Exemplo Valor Deduzível Corrigido (VDC)

79 Exemplo Valor Deduzível Corrigido (VDC)

80 Exemplo Valor Deduzível Corrigido (VDC)

81 Exemplo

82 Exemplo