Angélica Mean
Renata Ananias
Viviane Oliveira
PAVIMENTAÇÃO RÍGIDA
Itatiba - SP
Novembro de 2011
Angélica Mean
Renata Ananias
Viviane Oliveira
PAVIMENTAÇÃO RÍGIDA
Projeto de pesquisa visando o desenvolvimento
do trabalho de conclusão de curso para obtenção
do título de Engenheiro Civil sob orientação do
Professor André Bartholomeu.
Itatiba - SP
Novembro de 2011
Universidade São Francisco
Angélica Mean, Renata Ananias e Viviane Oliveira
Pavimentação Rígida
Orientação
__________________________________
Prof. Dr. André Bartholomeu
Professor
Banca Examinadora:
____________________________________
Prof. Ms. Cristina das Graças Fassina.
Coordenadora da Disciplina
___________________________________
Prof. Ms Ana Paula Vedoato
Professor Convidado
Itatiba - SP
Novembro de 2011
Agradecimentos
Agradecemos ao Professor André Bartholomeu, nosso orientador, pela sua
grandiosidade e generosidade como professor, que além de nos proporcionar
conhecimentos nos mostrou muito além do que é ser Engenheiro Civis.
Agradecemos também a todos os professores que contribuíram com
paciência e dedicação no decorrer desses logos anos em especial aos professores
Nelson Rossi, Flávia, Adão, André Penteado, Adilson Penteado Ana Paula Vedoato
e a nossa coordenadora Cristina Fassina.
Agradecemos aos funcionários da Renovias, da Prefeitura de Bragança
Paulista, que colaborou em muitos aspectos com nossa pesquisa, sendo solícitos a
todas as nossas necessidades.
Resumo
Este trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da
utilização de pavimentos em concreto rígido na restauração de estradas cuja
pavimentação atual é asfáltica (pavimento flexível).
Visando a aplicação do pavimento de concreto, este trabalho buscou destacar
pontos importantes das vantagens quanto à sua utilização, tais como, os
procedimentos de execução e os avanços tecnológicos em novas aplicações a partir
da utilização do concreto.
O Trânsito esta ficando cada vez mais caótico em trechos urbanos, devido ao
grande aumento no numero de veículos que trafegam pelas rodovias e ruas do
nosso país, e também pelas condições do pavimento em que elas se encontram.
Com o tráfego pesado e intenso nas ruas, os problemas surgem constantemente,
inúmeros buracos surgem dia após dias, e são sempre um transtorno as
intervenções para reparos no asfalto. Estradas e ruas esburacadas elevam em
quase 40% o custo operacional do veículo.
No mundo de hoje, é impossível aceitar os transtornos que as interrupções do
trafego causam, por conta das operações de manutenção e conservação nos
pavimentos flexíveis, tanto nas rodovias publicas ou concedidas à iniciativa privada e
no trecho urbano, pois o volume de veículos que por elas transitam teve um alto
crescimento.
Diante da realidade, revela-se a importância da utilização de uma nova solução
técnica para os pavimentos, a fim de atender todas as atuais exigências da
qualidade, e principalmente segurança.
Em toda malha viária brasileira, a aplicação do pavimento de concreto ainda é
muito pequena comparada com o pavimento flexível mais comum em todas as
rodovias do pais, mas sua utilização está crescendo cada vez mais.
Palavra chave: pavimentação rígida, pavimentação em concreto
Abstract
This study aimed to evaluate the technical and economic feasibility of the use of
hard concrete floors in the restoration of roads, the paving asphalt is current (flexible
pavement).
Aiming at the implementation of concrete pavement, this study aimed to highlight key
points of the advantages in its use, such as the implementation procedures and
technological advances in new applications from the use of concrete.
Traffic is becoming increasingly chaotic urban stretches due to the large increase
in the number of vehicles that travel the highways and streets of our country, and
also by the conditions of the pavement where they meet. With heavy traffic and
intense in the streets, problems arise constantly, numerous holes appear day after
day, and are always a disorder interventions to repair the asphalt. Potholed roads
and streets in almost 40% increase the operating cost of the vehicle.
In today's world, it is impossible to accept the disorders that cause disruptions to
traffic, due to the maintenance and conservation in flexible pavements, both on public
roads or granted to the private sector and the urban stretch, because the volume of
vehicles by it flows had high growth.
Faced with the reality, reveals the importance of using a new technical solution for
floors, to meet all current requirements of quality and especially safety.
Road network throughout Brazil, the implementation of concrete pavement is still
very small compared with the most common flexible pavement on all roads in the
country, but its use is growing more and more.
Keyword: rigid paving, concrete paving
1
Sumário
Lista de figuras ............................................................................................................ 3
Lista de tabelas ........................................................................................................... 4
1.
Introdução ........................................................................................................... 5
2.
Objetivos ............................................................................................................. 8
2.1 Objetivo Geral............................................................................................. 8
2.2 Objetivo Específico ..................................................................................... 8
3.
Revisão Bibliográfica .......................................................................................... 9
3.1 Tipologia dos pavimentos ......................................................................... 10
3.1.1
Pavimentação Flexível ou asfáltica ...................................................... 10
3.1.2
Pavimentação Rígida ou em concreto .................................................. 12
3.1.3
Materiais Utilizados .............................................................................. 13
3.2 Obras conhecidas de Pavimentação Rígida no Brasil. ............................. 14
3.2.1
Rodovia Itaipava – Teresópolis ............................................................ 14
3.2.2
Marginais da Rodovia Castello Branco ................................................ 15
3.2.3
Rodoanel Mário Covas – Trecho Oeste ............................................... 15
3.2.4
Pista Sul da Rodovia dos Imigrantes.................................................... 16
3.2.5
Rodovia MT 130 – Trecho Paranatinga ................................................ 16
3.2.6
Rodovia BR 232 – Recife – Caruaru (Pernambuco)............................. 17
3.3 Vantagens da Pavimentação Rígida ........................................................ 17
3.3.1
Durabilidade da pavimentação ............................................................. 17
3.3.2
Economia de energia elétrica em iluminação pública ........................... 18
2
3.3.3
Segurança nas estradas ...................................................................... 19
3.3.4
Economia de Combustível ................................................................... 21
3.3.5
Meio Ambiente ..................................................................................... 22
3.3.6
Custo Inicial e Final .............................................................................. 22
3.3.7
Custo Social ......................................................................................... 24
3.4 Método Construtivo .................................................................................. 26
3.4.1
Pavimentação em concreto armado ..................................................... 26
3.4.2
Base ..................................................................................................... 26
3.4.3
Forma do Pavimento ............................................................................ 26
3.4.4
Juntas de dilatação .............................................................................. 27
3.4.5
Armadura.............................................................................................. 28
3.4.6
Concretagem ........................................................................................ 29
3.4.7
Cura ..................................................................................................... 32
3.5 Metodologia .............................................................................................. 32
4.
Análise de Custos: Pavimento Rígido x Pavimento Flexível ............................. 33
4.1 Diferença de espessuras entre as duas pavimentações .......................... 33
4.2 Composição de Custo Pavimentação Asfáltica ........................................ 34
4.3 Composição de Custo Pavimentação Rígida ........................................... 35
5.
Resultados ........................................................................................................ 36
6.
Conclusão ......................................................................................................... 37
7.
Referências Bibliográficas................................................................................. 38
3
Lista de figuras
Figura 1 – Imprimação..........................................................................................11
Figura 2 – Lançamento de CBQU........................................................................11
Figura 3 – Compactação......................................................................................11
Figura 4 – Rodovia Itaipava – Teresópolis...........................................................14
Figura 5 – Marginais da Rodovia Castello Branco.......................................... ...15
Figura 6 – Rodoanel Mário Covas – Trecho Oeste..............................................15
Figura 7 – Pista Sul da Rodovia dos Imigrantes..................................................16
Figura 8 – Rodovia MT 130 – Trecho Paranatinga – Prim. do Leste (MG)..........16
Figura 9 – Rodovia BR 232 – Recife – Caruaru (Pernambuco)..........................17
Figura 10 – Exemplo da diferença de iluminação do pavimento..........................18
Figura 11 – exemplo de derrapagem por hidroplanagem....................................19
Figura 12 – Demonstração da diferença da distância de frenagem.....................20
Figura 13 - Maior resistência ao rolamento em pavimentação asfáltica..............21
Figura 14 – Modelo de forma...............................................................................27
Figura 15 – Detalhe da junta transversal de construção com forma....................28
Figura 16 – Detalhe da forma...............................................................................28
Figura 17 – Detalhe da forma...............................................................................29
Figura 18 – Detalhe da forma..............................................................................30
Figura 19 – Pavimentadora Terex-CMI (Mod. SF3004).......................................31
Figura 20 – Execução da texturização.................................................................31
Figura 21 – Aplicação do produto de cura química..............................................32
4
Lista de tabelas
Tabela 1 – Classificação das Rodovias..................................................................5
Tabela 2 – Espessuras da pavimentação rígida e flexível....................................33
Tabela 3 – Composição de preço unitário da pavimentação rígida......................34
Tabela 4 – Composição de preço unitário da pavimentação flexível....................35
Tabela 5 – Quadro de Resumo das vantagens e desvantagens .........................36
5
1. Introdução
Em 2010, foi realizada pela Confederação Nacional de Transportes (CNT) uma
pesquisa sobre as condições das rodovias brasileiras, onde foram avaliados 100%
da malha rodoviária federais pavimentadas e seus principais trechos sob gestão
estadual ou sob concessão. Foram analisados os 90.945 km (100% da malha
rodoviária) e puderam concluir que 58,8% das rodovias, o que correspondem a
53.475 km, apresentam imperfeições em geral, como problemas de pavimento,
sinalização ou geometria viária, faz-se necessário uma melhoria urgente no ramo
das rodovias brasileiras, tendo em vista que a rodovia é o meio de transporte mais
utilizado no país e sua conservação e manutenção são fundamentais para toda a
população.
Comparando com os dados obtidos na pesquisa de 2009, podemos observar que
houve uma melhora em toda a extensão da malha rodoviária no país, na variável de
pavimentos classificados como ótimo ou bom de 8.3% e na variável de Sinalização
classificados como ótimos ou bons de 5.7%. Ainda na variável de Sinalização houve
também um aumento dos trechos classificados como ruins e péssimos de 6.2%.
Tabela 1 – Classificação das Rodovias Fonte: CNT
Classificação
%
Km
Pavimento em estado satisfatório (Bom ou ótimo)
Pavimento em estado crítico (ruim ou péssimo)
Sinalização em estado satisfatório (Bom ou ótimo)
Sinalização em estado crítico (ruim ou péssimo)
54,10
13,10
41,8
30,2
49.209
11.926
38.033
27.504
(www.sistemacnt.org.br/pesquisacntrodovias/2010/arquivos/pdf/principais_dados.pdf )
6
A relação de custo/benefício é fundamental na questão da pavimentação das
rodovias.
O Pavimento de concreto é utilizado com sucesso em rodovias,
corredores de ônibus, portos e aeroportos, pois além de ser mais resistente e sua
vida útil ser superior comparada a outros pavimentos, o sistema proporciona maior
economia de combustível e qualidade, além de não sofrer deformações plásticas ou
buracos.
O Trânsito está ficando cada vez mais caótico em trechos urbanos, devido ao
grande aumento no numero de veículos que trafegam pelas rodovias e ruas do
nosso país, e também pelas condições do pavimento em que elas se encontram.
Com o tráfego pesado e intenso nas ruas, os problemas surgem constantemente,
inúmeros buracos surgem dia após dias, e são sempre um transtorno as
intervenções para reparos no asfalto. Estradas e ruas esburacadas elevam em
quase 40% o custo operacional do veículo.
No mundo de hoje, é difícil aceitar os transtornos que as interrupções do trafego
causam, por conta das operações de manutenção e conservação nos pavimentos
flexíveis, tanto nas rodovias publicas ou concedidas à iniciativa privada e no trecho
urbano, pois o volume de veículos que por elas transitam teve um alto crescimento.
Em toda a malha rodoviária brasileira a aplicação do pavimento de concreto
ainda é muito pequena comparada com o pavimento flexível mais comum em todas
as rodovias do país, mas sua utilização está crescendo cada vez mais, o que irá
proporcionar a população os benefícios que a utilização do pavimento de concreto
proporciona.
7
Apesar da pavimentação em concreto não ser novidade no Brasil, sendo a
primeira aqui executada da década de 20, muitos setores ainda relutam pelo seu
uso, alegando o alto custo inicial e demora na execução, principalmente em locais
onde o tráfego é intenso.
Talvez a reluta para a utilização da pavimentação de concreto esteja no fato de
que em algumas áreas exista um desconhecimento técnico de sua utilização.
Alguns estados do Brasil, como Paraná e Rio Grande do Sul, estão começando a
reinserir a utilização do concreto em sua malha viária, principalmente em vias de
tráfego intenso como corredores de ônibus, marginais de rios, entre outros,
conforme mostra o artigo publicado na revista “O Empreiteiro”, contendo as
declarações do Engº Saburo Ito, então superintendente da Secretaria Municipal de
Obras Públicas da Prefeitura de Curitiba,
[“Ao invés dos 1,80m de escavação, o pavimento rígido
permitiu uma profundidade de 0,70 m. O tempo de
pavimentação também foi singularmente reduzido. Cálculos da
secretaria de obras Públicas estimavam em 5 meses a
pavimentação do trecho de 780 m, enquanto a concretagem
assumiu exatos 38 dias. Alem de rápido. O concreto
acrescentou outro ingrediente na obra: o custo. Enquanto que
as escavações e a pavimentação asfáltica exigiram
investimento de R$ 1,3 milhões a de concreto acabou sendo
executada por R$ 800 mil, ou seja, uma redução de 40%.
Segundo o Engº Ito Saburo, cerca de 2000 viagens de
caminhões deixaram de circular dentro da cidade, numero que
as escavações inicialmente sugerida demandada”]
Hoje em dia com o alto preço do petróleo, matéria prima de compostos
betuminos, utilizados na execução do asfalto, torna-se cada vez mais inviável a
pavimentação flexível.
Sem contar o alto custo das escavações, que para
pavimentos flexíveis necessitam de grande profundidade.
8
2. Objetivos
2.1 Objetivo Geral
Este trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da
utilização de pavimentos em concreto rígido na construção de novas rodovias e na
restauração de estradas cuja pavimentação atual é asfáltica.
2.2 Objetivo Específico
Visando a aplicação do pavimento de concreto, este trabalho buscou destacar
pontos importantes das vantagens e desvantagens quanto à sua utilização, fazendo
um comparativo entre a pavimentação rígida e pavimentação asfáltica.
9
3. Revisão Bibliográfica
Ambientalmente mais correto, durável e seguro, o pavimento de concreto
economiza combustível e iluminação pública, diminui o custo operacional dos
veículos e o índice de acidentes nas rodovias e vias urbanas, reduzindo também o
custo social.
Abaixo, uma matéria publicada pela ABCP em janeiro de 2011, demonstra o
quanto tem crescido o investimento em pavimentação de concreto.
“O intenso crescimento das grandes cidades leva os
administradores públicos de encontro ao problema da
mobilidade urbana, que não pode mais ser resolvida
individualmente pelo próprio usuário, tornando assim
indispensável à adoção de sistemas de transporte coletivo,
adequados técnica, e economicamente, às necessidades das
cidades e dos usuários. Nesse quadro, os corredores de ônibus
têm papel preponderante pela sua economicidade e ajuste ao
traçado urbano.
A separação de veículos coletivos dos particulares joga para a
faixa onde os ônibus trafegam uma enorme carga destrutiva,
originada tanto no peso dos veículos, quanto pelo volume de
viagens, além das operações de aceleração e frenagem a que
estão submetidos. Altas temperaturas, curvas acentuadas e
subidas íngremes e intempéries, também são fatores
fundamentais para a destruição dos pavimentos urbanos.
Estas condições destrutivas de trabalho a que estão
submetidos os corredores urbanos de transporte coletivo,
exigem pavimentos que apresentem custo competitivo, longa
vida, e necessidade mínima de manutenção, pois não será
possível interromper a pista com frequência para ficar “tapando
buracos”.
Desse modo, o Pavimento de Concreto se apresenta como a
alternativa mais adequada para este fim porque proporciona
melhores condições de segurança, reduzindo as distâncias de
frenagem, não cria condições de aquaplanagem por ser
texturizado na própria execução, além de reduzir a temperatura
do ambiente onde ele está aplicado e reduzir iluminação
pública e consequentemente o consumo de energia devido sua
cor clara.
10
O Pavimento de Concreto tem antiga história no Brasil, com
durabilidade superior a 50 anos, como se pode ver em Brasília
, por exemplo, no “Buraco do Tatu, e na Avenida L2, sob Eixo
Monumental. Os pavimentos hoje em execução usam
equipamentos de grande produtividade, e com juntas de
dilatação serradas, que garantem uma condição de conforto de
rolamento excelente.
Também se apresenta muito adequado para rodovias, portos e
aeroportos, onde o tráfego de veículos pesados é intenso. O
custo de construção chega a ser mais barato que o asfalto em
muitas situações, principalmente por exigir menor número de
camadas de base e sub-base. Uma obra dessa natureza faz
uso de insumos de origem nacional, protege o meio-ambiente
e, vale mencionar, apresenta enormes vantagens na
manutenção e operação das vias, que chegam a dobrar os
custos ao longo de sua vida útil, considerada em projeto de 20
anos para o concreto e 10 anos para o asfalto.
Este sistema construtivo pode ser visto hoje na obra da Linha
Verde – EPTG em Brasília, nos principais corredores de ônibus
de São Paulo, Curitiba, Porto Alegre e Recife, alem das
grandes obras da BR101-NE e Rodoanel de São Paulo entre
outras. Nas obras estruturantes do transporte coletivo para a
Copa de 2014, o Pavimento de Concreto certamente será a
melhor solução.”
3.1 Tipologia dos pavimentos
3.1.1 Pavimentação Flexível ou asfáltica
A pavimentação flexível é pavimentação cuja as camadas sofrem algum tipo de
deformação elástica quando recebem algum tipo de carregamento aplicado, sendo
que a carga se distribui parcialmente equivalente entre as camadas. (DNIT, 2006).
Nas pavimentações flexíveis os materiais utilizados são: materiais asfáltico
(Aglutinates), agregados graúdos (pedras ou seixos rolados) e agregado miúdo
(areia ou pó de pedra).
11
O processo executivo do pavimento flexível consiste em três etapas, sendo elas:
imprimação, lançamento do CBUQ e compressão e compactação, conforme pode
ser observado nas figuras 1,2 e 3 a seguir:
Figura 1 – Imprimação – Fonte: disponível em http://180graus.com/luis-correia/asfalto-da-orla-deatalaia-comeca-a-ser-executado-352108.html
Figura 2 – Lançamento de CBQU – Fonte: disponível em http://180graus.com/luis-correia/asfalto-daorla-de-atalaia-comeca-a-ser-executado-352108.html
Figura 3 – Compactação – Fonte: disponível em http://180graus.com/luis-correia/asfalto-da-
orla-de-atalaia-comeca-a-ser-executado-352108.html
12
3.1.2 Pavimentação Rígida ou em concreto
A pavimentação rígida é toda pavimentação cuja rigidez é muito elevada em
relação às camadas inferiores, absorvendo assim todas as tensões que advém do
carregamento nela aplacada. (DNIT, 2006)
Existe vários tipo de pavimentos rígido, dentre elas estão:
3.1.2.1
Pavimentação de concreto simples
Pavimento de concreto simples é o pavimento de concreto Portland em que as
tensões solicitantes são combatidas somente pelo próprio concreto, não contendo
nenhum tipo de armadura distribuída (não são consideradas armaduras eventuais
sistemas de ligação de transferência de carga entre as placas formadas pelas juntas
longitudinais e transversais).
3.1.2.2
Pavimentação do tipo whitetopping
Whitetopping é um pavimento de concreto sobreposto a um pavimento flexível já
existente. Normalmente é usado para a recuperação de estradas que estejam em
más condições. O pavimento flexível serve como sub-base para o concreto. Nesse
tipo de pavimentação não são usadas armaduras distribuídas para suportar tensões
solicitantes. As tensões são suportadas pelo próprio concreto e no máximo são
usadas armaduras para eventuais sistemas de transmissão entre placas.
3.1.2.3
Pavimentação estruturalmente armada
A pavimentação estruturalmente armada tem armadura com a finalidade
estrutural e tem a função de combater tensões de tração na flexão gerada na placa.
Nesse tipo de pavimento normalmente a armação é colocada na parte inferior das
placas, pois é nesta região a maior solicitação de esforços.
13
3.1.2.4
Pavimentação em concreto rolado
O concreto rolado ou compactado com rolo é indicado para locais onde há
circulação de veículos em baixa velocidade, independentemente de seu peso. Por
exemplo, em estacionamentos, pátios de manobras, rodovias vicinais. O uso desse
concreto com baixa quantidade de água também é utilizado para a execução de subbases de pavimentos como no caso do Rodoanel Mário Covas, em São Paulo.
Segundo Carvalho, da ABCP (Associação Brasileira de Concreto Portland), a
aplicação do concreto rolado evita deformações excessivas e uniformiza o suporte.
3.1.2.5
Pavimentação com peças em concreto pré-moldados
As pavimentações constituídas por peças pré-moldadas são feitas em diversos
formatos, junta postos com ou sem articulações e rejuntadas com asfalto. Essa
pavimentação é adequada para estacionamentos, vias de acesso e desvio de
trafego leve.
3.1.3 Materiais Utilizados
Os principais materiais utilizados na execução da pavimentação em concreto são:
cimento Portland (comum), agregados graúdos (britas), agregados miúdos (areia),
água, aditivos químicos (tipo plastificantes), aço, fibras, selantes, materiais para
juntas que podem ser de fibra ou de borracha.
14
3.2 Obras conhecidas de Pavimentação Rígida no
Brasil.
3.2.1 Rodovia Itaipava – Teresópolis
O pavimento de concreto da Rodovia Itaipava – Teresópolis, construído em 1928,
ou seja, há mais de 80 anos, encontra-se em operação até hoje, sem nenhum tipo
de recapeamento. Conforme mostra a figura 4.
Figura 4 – Rodovia Itaipava – Teresópolis (mais de 70 anos em serviço) - Fonte:
http://www.estradas.com.br/materia_108_teresopolis.htm
15
3.2.2 Marginais da Rodovia Castello Branco
Figuras 5 – Marginais da Rodovia Castello Branco - Fonte: http://cidadesdobrasil.com.br/cgi-
cn/news.cgi
3.2.3 Rodoanel Mário Covas – Trecho Oeste
Figura 6 – Rodoanel Mário Covas –
<http://www.abcp.org.br/downloads/index.shtml>.
Trecho
Oeste
–
Fonte:
Disponível
em:
16
3.2.4 Pista Sul da Rodovia dos Imigrantes
Figura 7 – Pista Sul da Rodovia dos Imigrantes
3.2.5 Rodovia MT 130 – Trecho Paranatinga
Figura 8 – Rodovia MT 130 – Trecho Paranatinga – Primavera do Leste (Mato Grosso) - Fonte:
DUTRA, Marcos de Carvalho. Pavimento de concreto: reduzindo o custo social, São Paulo, 2007.
17
3.2.6 Rodovia BR 232 – Recife – Caruaru (Pernambuco)
Figura 9 – Rodovia BR 232 – Recife – Caruaru (Pernambuco) - Fonte; DUTRA, Marcos de Carvalho.
Pavimento de concreto: reduzindo o custo social, São Paulo, 2007.
3.3 Vantagens da Pavimentação Rígida
3.3.1 Durabilidade da pavimentação
O pavimento de concreto possui uma elevada resistência mecânica e ao
desgaste, não oxida, não deforma plasticamente, não forma buracos nem trilha de
rodas, garantindo assim, elevada durabilidade da estrutura.
Hoje em dia com o custo de construção competitivo, a pavimentação de concreto
tem grande durabilidade, requerendo baixíssima manutenção e diminuindo
significativamente o risco de acidentes relacionados à condição da rodovia.
Estudos de viabilidade demonstram que a pavimentação em concreto é a solução
ideal para vias públicas e rodovias submetidas a tráfego intenso e pesado de
18
veículos comerciais. Alguns exemplos como: BR 101 NE, Rodoanel, Imigrantes, BR–
232, BR–290 e MT–130, sem contar a Rodovia Itaipava – Teresópolis, construída
em 1928, ou seja, há mais de 70 anos, a qual encontra-se em operação até hoje,
sem nenhum tipo de recapeamento.
3.3.2 Economia de energia elétrica em iluminação pública
A vantagem da coloração clara do concreto está no fato da maior capacidade de
reflexão de luz, consequentemente uma grande melhora na visibilidade dos
motoristas, principalmente em dias chuvosos e a noite.
A grande capacidade de reflexão de luz de pavimentos em concreto transformase em economia de iluminação pública. Conforme pesquisa feita na Argentina
verifica-se uma redução de consumo energético de 5,35 kWh/m2 para 3,35 kWh/m2,
como podemos ver na figura 10.
Figura 10 – Exemplo da diferença de iluminação do pavimento de concreto para o asfáltico – Fonte:
disponível em http://www.abcp.org.br/conteudo/wpcontent/uploads/2010/07/folder_estrada_concreto.pdf
19
3.3.3 Segurança nas estradas
Uma questão muito importante em relação ao uso da pavimentação em concreto
vem do fato de que este tem uma resistência à derrapagem muito maior do que do
pavimento asfáltico. Isso se deve a inclinação da secção transversal que é de 2 a 3
vezes menor do que o pavimento flexível, o que resulta em menor possibilidade de
derrapagem e tombamento do veículo.
Na pavimentação em concreto a velocidade de escoamento da água também é
muito superior a da pavimentação asfáltica, resultando numa melhor resistência à
derrapagem causada por hidroplanagem. Conforme mostra a figura 11
Figura 11 – exemplo de derrapagem por hidroplanagem - Fonte: disponível
http://www.abcp.org.br/conteudo/wp-content/uploads/2010/07/folder_estrada_concreto.pdf
em
20
Ainda, como benefício do pavimento de concreto, a aderência dos pneus à
superfície de rolamento é bastante elevada, permitindo considerável redução na
distância de frenagem.
Um estudo realizado nos EUA, pelo americano Ruhl, R.L, mostrou que a
distância de frenagem de um veículo, a 95 km por hora, em condição de pista
molhada, foi reduzida de 134 m, na pista de asfalto com trilha de roda, para 96 m, na
pista de concreto, correspondendo a significativos 40%. Essa diferença na frenagem
pode causar uma grande diferença em uma situação de emergência, talvez até
mesmo evitar ou diminuir o número de acidentes. Conforme ilustração abaixo, figura
12.
Figura 12 – Demonstração da diferença da distância de frenagem – Fonte: disponível em
http://www.abcp.org.br/conteudo/wp-content/uploads/2010/07/folder_estrada_concreto.pdf
21
3.3.4 Economia de Combustível
Quanto à economia de combustível, um estudo feito pelo Conselho Nacional de
Pesquisa do Canadá afirma que caminhões chegam a economizar cerca 11% de
combustível trafegando em rodovias de concreto. A razão para essa economia, que
pode chegar até 17%, está no fato da superfície em concreto ser rígida e não
deformar. Isso cria menor resistência ao rolamento, exigindo menor esforço da parte
mecânica dos veículos. Portanto, como é possível economizar combustível, a
pavimentação de concreto também contribui para o meio ambiente, diminuindo a
emissão de gases poluentes na atmosfera, como por exemplo, o monóxido de
carbono.
Outro estudo realizado nos EUA, pelo Prof. Zaniewski, J. P., da Arizona State
University, mostra em seu trabalho “Effect of pavement surface type on fuel
consumption”, a significativa redução no consumo de combustível de caminhões
quando trafegando sobre pavimentos de concreto, podendo essa redução chegar a
20%, para o caso de veículos pesados. Conforme figura 13
Figura 13 - Exemplo de maior resistência ao rolamento em pavimentação asfáltica – Fonte:
disponível em http://www.abcp.org.br/conteudo/wpcontent/uploads/2010/07/folder_estrada_concreto.pdf
22
3.3.5 Meio Ambiente
Com a superfície clara do concreto a temperatura do ambiente torna-se mais
baixa do que a temperatura no asfalto, minimizando os gastos com ar condicionado
e reduzindo a poluição ambiental nas cidades, conforme demonstram os estudos
desenvolvidos e publicados pelo “Heat Island Group”, dos EUA, relacionados às
“Cool Communities”.
O beneficio do concreto é relatado ainda no artigo “Concrete roads may help
cities reduce the heat”, publicado pelo “The Salt Lake Tribune”, dos EUA, em que
mostra uma redução de até 14ºC na temperatura medida na superfície do pavimento
de concreto em relação àquelas medidas na superfície de pavimentos de cor mais
escura, valor esse parecido aos resultados obtidos aqui no Brasil.
Enfim, a inexistência do fenômeno de lixiviação no concreto aumenta a sua
condição de ambientalmente amigável, pois não promove a ocorrência de águas
percoladas capazes de contaminar o lençol freático ou de águas superficiais
capazes de contaminar cursos d’água.
3.3.6 Custo Inicial e Final
O custo inicial de construção da pavimentação de concreto está cada vez mais
competitivo fazendo com que custo final da pavimentação em concreto seja muito
inferior ao custo da pavimentação asfáltica com introdução de novas tecnologias,
equipamentos de ponta. Por exemplo, as vibro acabadoras de formas deslizantes de
alta produtividade e usinas dosadoras e misturadoras transportáveis de concreto. A
produção é capaz de executar 1,5 km de estrada por dia. Essa tecnologia está cada
vez mais avançada, sendo que ainda pode melhorar muito. Vale lembrar que cada
23
tipo de material tem sua aplicação específica na pavimentação, de acordo com a
comprovação técnica.
O custo do pavimento não inclui apenas sua colocação no leito da estrada, mas
também o que se gastará no futuro para mantê-lo, conservá-lo e, eventualmente,
reconstruí-lo.
Calculando-se o valor do investimento, considerando o custo de construção e o
de manutenção, vê-se que o custo final do pavimento de concreto é 61% inferior ao
de alternativa.
No caso da aplicação do pavimento de concreto no trecho de Assis a Presidente
Prudente da Raposo Tavares (SP-270), no interior paulista, o custo de construção
com pavimento de concreto mostrou também ser 3,98% menor do que se o mesmo
serviço tivesse sido feito com asfalto convencional, afirma o engenheiro especialista
em pavimentação Abdo Hallack, da Associação Brasileira de Cimento Portland
(ABCP).
Observamos ainda algumas obras onde o custo inicial na construção do
pavimento de concreto mostrou-se ser menor em relação ao pavimento asfáltico.
No caso de vias urbanas, a competitividade do pavimento rígido em custo inicial
ou de construção é uma realidade já há algum tempo, conforme mostra a obra da
Av. Presidente Faria, em Curitiba, executada em 1995. Naquela época, o custo de
construção do pavimento de concreto ficou 40% mais barato do que a alternativa
inicialmente prevista.
24
3.3.7 Custo Social
É importante salientar o valor total investido na malha rodoviária, ou seja, o custo
não é somente o custo de construção, manutenção e operação da rodovia, mas
também o custo social, aqueles que correspondem aos custos do usuário,
relacionados a acidentes, tempo de viagem, poluição e custo operacional dos
veículos.
A condição das rodovias influi muito no custo operacional dos veículos, ou seja,
no custo de manutenção. O índice de irregularidade promoverá o aumento de
manutenções nos veículos que circularem nela.
A pavimentação rígida tem uma variação muito pequena no decorrer de sua
utilização, portanto o custo para manutenções dos veículos cairiam bastante se só
trafegassem em rodovias executadas em concreto. Essa redução no custo
operacional dos veículos é claramente mostrada pelo Prof. Elippe A. A. Domingues,
da USP, em seu trabalho “O pavimento de concreto na redução do Custo Brasil”.
Segundo Domingues, “o Custo Operacional dos Veículos (COV) pode atingir até 8 a
10 vezes o custo suportado pela Agência (Órgãos Públicos e Concessionários)”.
O Brasil é um país rodoviário, pois o transporte rodoviário compreende a
movimentação de 95% dos passageiros e 60% das cargas transportadas. É
importante se atentar para redução desse custo.
A nossa malha viária tem aproximadamente 1.700.000 km de extensão, sendo
que somente cerca de 165.000 km são pavimentados, isso significa, menos de 10%.
Do total pavimentado, o pavimento de concreto corresponde a 2,4% (DNIT, 2011)
25
De acordo com Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada, IPEA, as más
condições das nossas vias geram grade custo social, o que pode ser visto pelos
seguintes números:
a) Elevam em até 38% os custos dos fretes.
b) Para cada R$ 1,00 investido em rodovias há uma redução de R$ 3,00 no
custo operacional dos veículos;
c) Elevação de 38% nos custos operacionais dos veículos;
d) Aumento de até 58% no consumo de combustíveis;
e) Incremento de até 50% no índice de acidentes;
f) Aumento de até 100% nos tempos de viagem.
Ainda segundo a ABRAMET (Associação Brasileira de Medicina de Tráfego) os
acidentes de trânsito no Brasil geram as seguintes estatísticas:
a) Causam 45 mil mortes por ano, aproximadamente, com cerca de 500.000
feridos, dos quais se estima que 100.000 fiquem com lesões permanentes;
b) É o 2º maior problema de saúde pública do país, só perdendo para os
homicídios
c) Representam a 6ª causa de internações hospitalares (ocupam cerca de 70%
dos leitos de traumatologia dos hospitais, segundo o NHTRANS), sendo
que o tratamento dos feridos consome cerca de 13% do orçamento do
Sistema Único de Saúde;
26
d) O Custo Brasil estimado dos acidentes de trânsito é de cerca de US$ 15
bilhões por ano.
3.4 Método Construtivo
3.4.1 Pavimentação em concreto armado
O processo executivo da pavimentação rígida basicamente compreende quatro
etapas: lançamento do concreto, distribuição e adensamento; nivelamento e
acabamento; corte das juntas e cura e secagens como podem ver nas ilustrações a
seguir:
3.4.2 Base
A pavimentação em concreto armado deverá ser executado após uma sub-base
dimensionada para suportar o carregamento transferidos pelas placas de concreto
do pavimento.
3.4.3 Forma do Pavimento
Sob a sub base será executada a forma do pavimento, em forma de quadros, tipo
xadrez, as dimensões podem variar de acordo com cada projeto. Conforme figura
14.
27
Figura 14 – Modelo de forma – Fonte disponível em:
http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao/pdf
3.4.4 Juntas de dilatação
Um fator muito importante na execução da pavimentação em concreto é a
execução de juntas de dilatação, essas juntas servem para permitir dilatação ou
retração do concreto, tanto em relação à variação de temperatura quanto em relação
à incidência de cargas.
De todo sistema construtivo, certamente, os maiores problemas ocorrem nessas
juntas, onde quase sempre aparecem patologias. Portanto, é uma etapa que merece
muita atenção na hora da execução.
Essas juntas deverão ser previstas na execução da forma, que poderão ser de
dois tipos: juntas de retração ou dilatação, que ocorrem nas ligações entre as placas
ou juntas de encontro, que ocorrem sempre que uma placa encontra pilares ou
paredes. Podemos observar o detalhe da execução das juntas na figura 15.
28
Figura 15 - Detalhe da junta transversal de construção com forma http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao/pdf/Revista%20Concreto%205
8.pdf
3.4.5 Armadura
Armação do pavimento poderá ser feita com malha de aço ou barras soltas, caso
necessite de barras de transferência a formas deverão ter furos previstos para a
passagem das barras, conforme mostra a figura 16 abaixo:
Figura 16 – Detalhe da forma – Fonte: disponível em
http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao/pdf/Revista%20Concreto%205
8.pdf
29
3.4.6 Concretagem
Na concretagem deverão ser previstas mestras em pontos intermediários para
orientação do espalhamento do concreto e deverá ser executada em quadros
alternados, conforme figura 17 e 18.
Figura 17 – Detalhe da forma - Fonte: disponível em
http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao/pdf
30
Figura 18 – Detalhe da forma - Fonte: disponível em
http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao
A distribuição do concreto é feito com rolos de alumínio ou enxadas, dependendo
da espessura do concreto. O espalhamento é feito com réguas vibratórias
deslizantes apoiadas nas mestras ou nas formas laterais. O adensamento e feito
com as próprias réguas ou se necessário com vibradores de imersão.
O acamamento final é feito com uma acabadora de superfície em madeira ou
alumino em movimento de vai e vem para ser removidos excessos de água e
argamassa da superfície. Conforme figuras 19 e 20.
31
Figura 19 - Pavimentadora Terex-CMI (Mod. SF3004) - Fonte: disponível em
http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao/pdf/Revista%20Concreto%205
8.pdf
Figura 20- Execução da texturização - Fonte: disponível em
http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao/pdf/Revista%20Concreto%205
8.pdf
32
3.4.7 Cura
A cura se inicia em poucas horas após a concretagem, após aplicação de produto
químico especifico, deve-se proteger o pavimento contra ação do tempo por no
mínimo sete dias.
Figura 21 - Aplicação do produto de cura química com equipamento autopropelido e bomba
espargidora costal - Fonte: disponível em
http://www.ibracon.org.br/publicacoes/revistas_ibracon/rev_construcao/pdf/Revista%20Concreto%205
8.pdf
3.5 Metodologia
A metodologia utilizada para a elaboração desse trabalho consiste em estudo de
caso, em parceria com a Renovias na área orçamentária e na área de execução,
além de contar com bibliografias, artigos acadêmicos, pesquisas em sites, normas
técnicas (ABNT), dados estatísticos de diversos órgãos como ABCP, PINI, DNIT,
entre outros.
33
4. Análise
de
Custos:
Pavimento
Rígido
x
Pavimento Flexível
A análise de custo entre o pavimento rígido e flexível será feito mediante as
planilhas orçamentárias dos preços unitários.
4.1 Diferença
de
espessuras
entre
as
duas
pavimentações
Método Utilizado
Revestimento
Pavimento Rígido
Pavimento Flexível
PCA / 1984
DNIT
concreto
simples
e= 21 cm
Base
Sub-base
solo
cimento
e= 10 cm
Reforço de
Subleito
Subleito
Espessura Total
terreno
natural
concreto
betuminoso
usinado a
quente
brita graduada
Tabela 2 – Espessuras da pavimentação rígida e flexível
e= 14 cm
solo brita
e= 18 cm
pó de pedra
e= 7 cm
CBR = 10 % terreno natural
H = 31 cm
e= 12 cm
CBR = 10 %
H = 51 cm
34
4.2 Composição de Custo Pavimentação Asfáltica
PLANILHA ORÇAMENTÁRIA PARA FORNECIMENTO DE MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E MÃO DE OBRA
ÍTEM
2.0
DESCRIMINAÇÃO
QUANT.
UNID.
VALOR UNIT
(r$)
R$ TOTAL
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
2315.8.21.1 escarificação do solo
1,0
m²
R$ 14,69
R$ 14,69
2315.8.6.1 compactação mecanizada do solo
1,0
m²
R$ 2,29
R$ 2,29
Abertura e preparo de caixa de
até 40 cm para pavimentação
1,0
m²
R$ 3,68
R$ 3,68
2335.8.7.1
Sub-total do item
2.0
2720.8.3.1
VALOR TOTAL (R$)
ITEM
R$ 20,66
PAVIMENTAÇÃO
base de brita graduada, esp. 20
cm
1,0
m²
R$ 20,05
R$ 20,05
DER
23.06.04
vedação com lama asfáltica e
polímeros
1,0
m²
R$ 9,64
R$ 9,64
DER
23.08.02
camada intermediária (BINDER)
asfáltica usinada a quente para
pavimentação
1,0
m²
R$ 20,56
R$ 20,56
2710.8.5.2
Imprimação
impermeabilizante
betuminosa para pavimentação
1,5l/m²
1,0
m²
R$ 4,29
R$ 4,29
2710.8.5.1
Imprimação ligante betuminosa
para pavimentação 1,2l/m²
1,0
m²
R$ 2,69
R$ 2,69
2740.8.1.1
Capa Asfáltica
compactado.
1,0
m²
R$ 27,75
R$ 27,75
CBUQ
4
cm
Sub-total do item
TOTAL GERAL DO ORÇAMENTO:
TABELA DE CUSTOS ANALÍTICA PINI/SP - Novembro/2010 - L.S.: 129,34%; BDI=30,00%
DER - Setembro/2010 - L.S.: 125,58%; BDI=35,00%
BOLETIM Nº 154 CPOS, Setembro/2010, com BDI 30%
Tabela 3 – Composição de preço unitário da pavimentação flexível
R$ 84,98
R$ 105,64 / m²
35
4.3 Composição de Custo Pavimentação Rígida
PLANILHA ORÇAMENTÁRIA PARA FORNECIMENTO DE MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E MÃO DE OBRA
ÍTEM
2.0
DESCRIMINAÇÃO
QUANT.
UNID.
VALOR UNIT
(r$)
R$ TOTAL
VALOR TOTAL (R$)
ITEM
PREPARAÇÃO DA SUPERFÍCIE
2315.8.21.1 escarificação do solo
1,00
m²
R$ 14,69
R$ 14,69
2315.8.6.1
compactação mecanizada do solo
1,00
m²
R$ 2,29
R$ 2,29
2335.8.7.1
Abertura e preparo de caixa de
até 40 cm para pavimentação
1,00
m²
R$ 3,68
R$ 3,68
Sub-total do item
PAVIMENTAÇÃO
base de brita graduada, esp. 10
02720.8.3.1
cm
R$ 20,66
2.0
02700.8.2.4
02752.8.7.1
LASTRO DE CONCRETO
magro com seixo, e=8 cm,
incluindo preparo e
lançamento
PLACA DE CONCRETO , fck
= 20 MPa, controle tipo "B", e
= 20 cm, com juntas de
dilatação
1,00
m³
R$ 7,71
R$ 7,71
1,00
m²
R$ 31,79
R$ 31,79
1,00
m²
R$ 88,93
R$ 88,93
Sub-total do item
TOTAL GERAL DO ORÇAMENTO:
Fonte: TABELA DE CUSTOS ANALÍTICA PINI/SP - Novembro/2010 - L.S.: 129,34%; BDI=30,00%
DER - Setembro/2010 - L.S.: 125,58%; BDI=35,00%
BOLETIM Nº 154 CPOS, Setembro/2010, com BDI 30%
Tabela 4 – Composição de preço unitário da pavimentação rígida
R$ 128,43
R$ 149,09/ m²
36
5. Resultados
Apesar de inicialmente a pavimentação flexível se mostrar mais econômica, a
mesma acaba sendo mais cara que a rígida, pois a durabilidade do asfalto é de no
máximo 10 anos, enquanto a de concreto é de no mínimo 20 anos.
PAVIMENTAÇÃO RÍGIDA
PAVIMENTAÇÃO FLEXIVEL
Mais resistência quanto à derrapagem
quando a pista esta molhada
A superfície molhada é muito
escorregadia
Tem coloração clara, melhorando a
visibilidade noturna, principalmente com
chuva, economia de energia elétrica
para iluminação pública
Tem coloração escura dificultando a
visibilidade noturna, principalmente em
dias chuvosos, maior gasto com energia
elétrica para iluminação publica.
O concreto é feito com materiais locais,
a mistura é feita a frio e a energia
consumida é a elétrica, ambientalmente
mais favorável.
Melhor escoamento da água, diminuindo
o risco de derrapamento por
aquaplanagem.
O asfalto é derivado de petróleo
importado, misturado normalmente a
quente, consome óleo combustível e
divisas, ambientalmente desfavorável
Absorve a umidade com rapidez e, por
sua textura superficial, retém a água, o
que requer maiores caimentos.
Não se degrada com as intempéries.
Degrada facilmente com variações de
temperatura e chuvas constantes.
Dificuldade para sinalização, as tintas
aplicadas ao concreto para sinalização
se destacam menos e se desgastam
mais fácil.
Melhor sinalização, além de se destacar
melhor na cor escura a durabilidade da
tinta é maior.
Requer execução de juntas de dilatação,
e manutenção das mesmas a cada 10
ou 15 anos.
Não necessita de juntas de dilatação
Preço unitário por m² de pavimento em
concreto R$ 149,09
Preço unitário por m² de pavimento em
asfalto R$ 105,64
Durabilidade: 20 anos
Durabilidade: 10 anos
Tabela 5 – Quadro de Resumo das vantagens e desvantagens da pavimentação rígida e flexível.
37
6. Conclusão
Frente às constatações verificadas nesse trabalho notamos quão grandes são as
vantagens trazidas pelas pavimentações em concreto, principalmente como
beneficio de toda a sociedade, tanto na questão financeira, quanto na questão de
qualidade de vida e segurança.
De longe a pavimentação de concreto é muito superior a alternativa, sendo sua
durabilidade muitíssimo superior, manutenção baixa, custo competitivo, rapidez em
sua execução, colaboração com o meio ambiente em vários aspectos.
Por falta de conhecimento e receio em tentar o novo muitos setores se intimidam
em usar essa tecnologia, este trabalho tentou levar um pouco de conhecimento aos
que desconhecem as vantagens da pavimentação rígida, mostrando que a economia
é de cerca de 30 % em relação ao asfalto, levando em consideração a durabilidade
de cada um.
38
7. Referências Bibliográficas
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15/04/11.
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Setembro de 2005.
______. Pavimento de concreto: reduzindo o custo social. São Paulo, 2007.
______. Recomendações de execução de pavimentos rodoviários de concreto
com vibro acabadoras de fôrmas deslizantes – Parte 1 e 2, São Paulo. Disponível
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dia 26/10/11.
Santana, Ederley Nunes. Pavimento de Concreto: a Evolução das Rodovias
Brasileiras. São Cristóvão, 2008. 58 p.: il.
Norma Rodoviária DNER-ES 324/97, Pavimentação – concreto de cimento Portland
com equipamento de fôrmas deslizantes.
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RODRIGUES, Público Penna Firme; PITTA, Márcio Rocha. Instituto Brasileiro do
Concreto. Revista do IBRACON Nº 19, 1997.
VIEIRA, Glécia; TÉCHNE, Ronaldo Vizzoni. Revista - Como Construir. Engenharia
Civil. Disponível em: <http://www.cspublisher.com/admin/produtos/PTE/index.asp>.
Acessado no dia 26/10/11.
www.abcp.com.br (Associação Brasileira de Cimento Portland) em janeiro de 2011.