ESTRADAS RURAIS E FLORESTAIS

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1 ESTRADAS RURAIS E FLORESTAIS

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3 Carlos Cardoso Machado Editor ESTRADAS RURAIS E FLORESTAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA Viçosa 2013

4 2012 by Carlos Cardoso Machado Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta publicação pode ser reproduzida sem a autorização escrita e prévia do detentor do copyright. Impresso no Brasil Ficha catalográfica preparada pela Seção de Catalogação e Classificação da Biblioteca Central da Universidade Federal de Viçosa E Estradas rurais e florestais / Carlos Cardoso Machado editor. Viçosa, MG : O Editor, p. : il. (algumas col.) ; 22cm. ISBN Inclui bibliografia. 1. Estradas florestais. 2. Planejamento rodoviário. 3. Pavimentos. 4. Drenagem de rodovias. 5. Estradas - Manutenção e reparo. 6. Estradas florestais - Sinalização. 7. Estradas florestais - Administração. 8. Estradas rurais. I. Machado, Carlos Cardoso, CDO adapt. CDD Capa: Layout: José Roberto da Silva Lana Foto: Carlos Cardoso Machado Diagramação: José Roberto da Silva Lana Revisão linguística: Williene Heleno de Miranda (Graduada em Letras pela UFV) Impressão e acabamento: Suprema Grafica e Editora Ltda.

5 Apresentação Lá no interior elas são chamadas de estradas de chão ou estradas de terra. São elas que nos permitem as primeiras fugas para além da roça, ampliando nossos horizontes, despertando nossos sonhos. Via de regra vivem no abandono, esquecidas, como se fossem menos importantes que as irmãs asfaltadas. As estradas rurais, ou vicinais, não ligam apenas distritos, vilas ou pequenas comunidades. Por exemplo, é por meio delas que toda a produção agrícola inicia a viagem até a nossa mesa, que, às vezes, está a centenas de quilômetros de distância. Importantes, social e economicamente, nunca receberam a atenção e os cuidados devidos. Mas esta situação começa a mudar. Acabo de ler um trabalho escrito pelo professor Carlos Cardoso Machado, do Departamento de Engenharia florestal da Universidade de Viçosa, especialista em estradas rurais e florestais, que sem dúvida irá alterar positivamente a relação que temos com esses pequenos, bucólicos e esquecidos caminhos. Trata-se do livro Construção e Conservação de Estradas Rurais e Florestais. A obra destina-se a auxiliar na capacitação de pessoal de Prefeituras e demais órgãos ligados ao setor de Transportes, ajudando aqueles que têm interesse em reduzir os custos do transporte e melhorar a qualidade de vida das comunidades interioranas.

6 Com preciosas informações técnicas, Carlos Machado mostra que cuidados com o planejamento, o traçado, a pavimentação e a drenagem facilitam e reduzem custos com a manutenção. Mostra também que o Brasil com seus mais de um milhão e setecentos mil quilômetros de estradas, a maioria não pavimentada está se adequando às novas tecnologias do transporte rodoviário e que Minas Gerais, o Estado com a maior malha rodoviária do País, tem deixado de lado as soluções mais simples em favor de uma política que privilegia e garante o funcionamento adequado destas infraestruturas, estabelecendo procedimentos que levam em conta o respeito ambiental, o manejo florestal, o controle da erosão e a redução dos custos de manutenção. Sem esquecer, claro, a melhoria da qualidade de vida das pessoas que moram nas inúmeras comunidades rurais deste Estado tão grande e bonito. Afinal, de que serve uma estrada, seja de chão ou não, se ela não servir adequadamente à comunidade? Parabéns ao professor Carlos Machado pela oportunidade dos ensinamentos e que estudantes, engenheiros, prefeituras e pessoal técnico façam bom proveito desta obra. Carlos Melles Secretário de Estado de Transportes e Obras Públicas de Minas Gerais.

7 Sumário CAPÍTULO Introdução Generalidades Conceito Histórico Importância e finalidade Classificação Glossário Bibliografias CAPÍTULO Planejamento de Estradas Florestais Introdução Fatores ambientais relevantes Negativos Positivos O processo de planejamento Parâmetros de Influência Fatores técnicos Fatores econômicos Fatores ambientais Fatores sociais Fases do planejamento Métodos de planejamento... 31

8 O Planejamento Integrado Modelos de malha rodoviária florestal Modelo para terreno plano Modelos para terreno montanhoso Densidade ótima de estradas florestais Generalidades Estimativa da densidade ótima Estimativa do espaçamento ótimo Estudo de caso Bibliografias CAPÍTULO Traçado Geométrico Introdução Elementos de projeto Velocidade diretriz Tipo de composição veicular de carga Perfil Horizontal Curvas de concordância simples Elementos de uma curva circular simples Grau de curva horizontal Deflexão Tangentes externas Desenvolvimento Afastamento Curvas de concordância composta sem transição Curvas de concordância composta com transição Perfil longitudinal Perfil transversal Cubação Métodos de cubação Método das seções transversais médias... 63

9 Método da pirâmide Volume integração Seleção do método de cubação Taludes Taludes de cortes Taludes de aterro Banquetas Locação Método clássico Método digital Controle da inclinação dos taludes Sobrelargura em curvas horizontais Uso do Software Topograph Planta topográfica e modelo digital do terreno MDT Traçado horizontal da estrada Perfil longitudinal do eixo da estrada Seções transversais Curvas de níveis alteradas conforme o projeto Determinação de elementos para locação e acompanhamento dos serviços de terraplanagem Bibliografias CAPÍTULO Pavimentação Introdução Pavimentos Tipos de pavimentos Definições Estudos geotécnicos Conceitos e definições Ensaios geotécnicos Granulometria... 92

10 Limites de Atterberg Equivalente de areia Compactação Índice de suporte Califórnia Compressão não confinada Sistemas geotécnicos de classificação de solos Classificação genética Classificação TRB Sistema unificado de classificação Classificação MCT Prospecção de solos do subleito e de jazidas Caracterização geotécnica do subleito Caracterização geotécnica de jazidas Melhorias de solos para pavimentos de estradas rurais e florestais Estabilização de solos Estabilização mecânica (correção granulométrica) Estabilização química Emprego de produtos tradicionais Emprego de produtos não-tradicionais Produtos comerciais Co-produtos industriais Experiências de estabilização química de solos Solos e misturas Dimensionamento de pavimentos Características tecnológicas dos materiais de construção 201 Fator climático regional Coeficientes de equivalência estrutural Tráfego Dimensionamento de pavimento pelo Método empírico Dimensionamento de pavimentos de estradas rurais e florestais...210

11 Estrutura do pavimento e exigências para os materiais de construção Coeficientes de equivalência estrutural Fator climático regional Tráfego Dimensionamento de pavimentos de estradas rurais e florestais Estudo de caso em uma estrada florestal Análise de tráfego e determinação de N Determinação da espessura das camadas do pavimento Processos construtivos Melhoria ou regularização do subleito Reforço do subleito Revestimento primário Controle de compactação Trechos experimentais Execução dos trechos experimentais em uma empresa florestal Execução de um trecho experimental em Viçosa-MG Bibliografias CAPÍTULO Drenagem Introdução Definições Importância Tipos Drenagem superficial Dispositivos de drenagem superficial Drenagem de transposição de talvegues Bueiros Objetivos e características...264

12 Elementos do projeto Dimensionamento hidráulico Fórmula de Manning Equação da continuidade Dimensionamento no regime crítico Roteiro para dimensionamento Erosão em estradas rurais e florestais Controle de erosão em estradas rurais e florestais Drenagem superficial Sarjetas Elementos de projeto Dimensionamento hidráulico Modelagem do sistema de drenagem Critério de estabilidade com base na tensão crítica de cisalhamento Modelagem hidrológica associada às estradas rurais e rlorestais Escoamento superficial Modelagem do escoamento superficial proveniente do leito estradal Modelagem do escoamento superficial da sarjeta Período de retorno do hidrograma de escoamento superficial Perda de solos Aprofundamento máximo tolerável na sarjeta Perda tolerável de solo na sarjeta Perda de solo provocada pelo escoamento superficial Cálculo da capacidade de vazão da sarjeta Pluviometria Hidrograma Bigodes (saídas d água) Práticas mecânicas de controle de erosão em estradas rurais e florestais Dissipadores de energia cinética da água...303

13 Caixas de acumulação Valetas de drenagem de caixa de acumulação Controle de erosão Drenagems subterrânea Introdução Dreno profundo Considerações iniciais Elementos constituintes do dreno Dimensionamento do dreno de rebaixamento Cálculo da descarga de projeto Bibliografias CAPÍTULO Manutenção Introdução Conceitos e definições Defeitos corriqueiros em estradas rurais e florestais Serviços de manutenção Correção de defeitos pontuais Regularização da plataforma de terraplanagem Recomposição do revestimento primário Recuperação do sistema de drenagem superficial Sistema de gestão de manutenção de estrada rural e florestal Sistema tradicional Avaliação econômica de estrada florestal Definição e caracterização dos defeitos e dos níveis de severidade Procedimentos de inspeção Diretrizes de manutenção Programa de manutenção Cálculo do ICEF da estrada florestal Definição de prioridades...355

14 Estabelecimento de alternativas Sistema inteligente de gestão da manutenção de estradas rurais e florestais Danos causados pela ação do tráfego Sobrecarga Impacto sobre as obras de arte Comprimento Estabilidade Danos causados aos pavimentos Estudo de caso O Software Elastic Layered System (ELSYM 5) Pavimento-teste Configurações de eixos Profundidades analisadas Bibliografias CAPÍTULO Sinalização Introdução Sinalização vertical Sinais de regulamentação Posicionamento dos sinais de regulamentação Posicionamento transversal Posicionamento longitudinal Sinais de regulamentação de obrigação Sinais de regulamentação de restrição Sinais de regulamentação de proibição Sinais de advertência Posicionamento dos sinais de advertência Posicionamento transversal Posicionamento longitudinal Sinais de curvas perigosas Sinais de interseções...387

15 Sinais de mudança das condições de pista Travessias Sinalização horizontal Bibliografias CAPÍTULO Gestão Ambiental e Impactos em Estradas Rurais e Florestais O plano de gestão ambiental Organização do Sistema de Gestão Ambiental (SGA) Procedimentos previstos Supervisores ambientais Controle dos compromissos ambientais Monitoramento ambiental Procedimentos Execução dos serviços preliminares Drenagem superficial Geotecnia e terraplanagem Recuperação de áreas degradadas por estradas rurais e florestais Avaliação de impactos ambientais significativos Bibliografias CAPÍTULO Avaliação Econômica de Estradas Florestais Introdução Classificação de estradas florestais Padrão da rede rodoviária florestal Qualidade da rodovia e desempenho dos veículos de transporte Binômio estrada - transporte florestal Critérios de avaliação econômica Estudo de caso...426

16 Padrão subjetivo das estradas florestais Simulação de custos de transporte rodoviário de entrada Premissas básicas de custos de construção de estradas florestais Fluxo de caixa Critérios de avaliação econômica utilizados Estimativas dos custos médios do transporte florestal Redução de custos dada a mudança de padrão de estrada florestal Tempo de Recuperação do Capital (TRC) Bibliografias...441