UTILIZAÇÃO DE PAVIMENTOS DE CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND EM
RODOVIAS ESTADUAIS DE LIGAÇÃO DA REGIÃO METROPOLITANA DE BELO
HORIZONTE
Arthur Azevedo Kopit Moscovitch
Jisela Aparecida Santanna Greco
Universidade Federal de Minas Gerais
Departamento de Engenharia de Transportes e Geotecnia
RESUMO
Nas últimas décadas, o pavimento com revestimento asfáltico tem sido a principal técnica de pavimentação utilizada
nas rodovias brasileiras. O asfalto ganhou tanta força na segunda metade do século passado que as demais técnicas
de pavimentação praticamente desapareceram no país. Entretanto, na busca por pavimentos mais resistentes e
rodovias mais duráveis, o concreto de cimento Portland voltou a ser utilizado como material de pavimentação. Com a
perda da cultura do uso dos pavimentos rígidos instaurou-se a ideia de que tal técnica possui custo de execução muito
elevado e que só seria viável sua utilização para grandes rodovias, que recebem elevados volumes de veículos de
cargas. Assim, o asfalto continua sendo o principal material usado na pavimentação, sobretudo para rodovias
regionais ou de menor porte. Estas rodovias, além de muitas vezes não receberem a manutenção adequada, são
dimensionadas de forma equivocada. Isso faz com que em poucos anos, as rodovias estejam altamente deterioradas,
oferecendo diversos riscos aos usuários da via. Esse é um quadro amplamente encontrado na malha rodoviária
estadual de Minas Gerais, sobretudo nas estradas de ligação (LMGs) próximas à Belo Horizonte, que recebem um
volume de tráfego diário considerável. Contemplando esse cenário, esse trabalho visa estudar a viabilidade do uso de
concreto de cimento Portland em LMGs da Região Metropolitana de Belo Horizonte, proporcionando um pavimento
mais durável para as condições do local e que exija menor manutenção. Os resultados obtidos foram satisfatórios e,
de certa forma, quebram o paradigma de que os pavimentos rígidos são inviáveis para estradas regionais, com
volume de tráfego moderado, se comparado às grandes rodovias.
Palavras-chave: estradas de ligação; pavimentos asfálticos e pavimentos rígidos.
ABSTRACT
During the last decades, the asphalt pavements have been the main technique used to pave the Brazilian highways.
The asphalt has obtained such strength since the last half of twenty century and other paving techniques have
virtually disappeared in the country. However, aiming to search for more resistant and durable road pavements, the
Portland cement concrete came to be used as paving material. With the loss of the concrete pavements culture, it was
introduced the idea that this technique has very higher cost for implementation and its use is only feasible for
principal highways, that receive high amounts of load vehicles. Thus, the asphalt is still the main material used for
paving, especially in the case of smaller or regional roads. These roads do not receive appropriate maintenance and
they are designed wrongly. As consequence, within few years the roads are severely degraded, offering several risks
for the road users. This scenario is widely found at the Minas Gerais state highways on every connecting roads
(LMGs) close to Belo Horizonte city, which receive a considerable amount of daily traffic. Considering this scenario,
the present paper aims to study the feasibility of the use of Portland cement concrete for the LMGs in the
metropolitan region of Belo Horizonte, providing more durable pavements that demand less maintenance. The results
were satisfactory and, in some manner, break the paradigm that rigid pavements are not feasible for local roads with
___________________________________________________________
1
Av. Antonio Carlos, 6627, Bloco 01, sala 3612 - 31270901 – Belo Horizonte – MG, Belo Horizonte, MG, Brasil.
E-mail: [email protected] e [email protected] .
moderate amount of traffic, when compared to principal highways.
KEY WORDS: connecting roads; asphalt pavement; rigid pavement.
1. INTRODUÇÃO
As rodovias estaduais de ligação (LMGs) são rodovias construídas e conservadas pelo governo
do estado, não constante no plano rodoviário estadual e não coincidentes com a diretriz de uma
rodovia constante no plano rodoviário federal de 1973, ligando dois ou mais pontos notáveis
dentro do estado de Minas Gerais. (DER/MG)
No geral, são rodovias de pista simples, de traçado curto, em média 15 km. Quando pavimentadas
seguem padrão DNIT e utilizam-se, na maioria das vezes, de revestimentos em CBUQ ou
tratamentos superficiais. Na última década, dentro dos programas PROACESSO e Caminhos de
Minas, várias LMGs têm passado por processos de pavimentação, melhoramentos e restauração
visando recuperar pavimentos danificados ou inexistentes e fazer a adequação às condições de
tráfego.
Na Região Metropolitana de Belo Horizonte as LMGs são importantes vias de circulação entre
municípios e de escoamento da produção, visto que fazem a ligação entre as principais cidades e
rodovias federais que cortam a região. Esse tráfego intenso de automóveis e veículos de carga
gera grandes solicitações ao pavimento, que muitas vezes não foi projetado para suportar tal
volume de carga.
Somado ao subdimensionamento do pavimento das rodovias, constatou-se, entre 2002 e 2011, um
crescimento médio anual de 10,6% no tráfego de veículos entre os municípios da RMBH
(Monteiro, 2012). Tal crescimento é motivado pela necessidade de circulação diária da população
entre vários municípios seja devido ao trabalho, lazer ou obtenção de serviços. Ademais, nota-se
o crescente volume de automóveis em circulação oriundo da facilitação de crédito e crescimento
da renda.
A situação apresentada acima, somada à falta de manutenção adequada dos pavimentos resulta
em rodovias precárias, desconfortáveis e que oferecem grandes riscos aos usuários, apesar dos
grandes investimentos feitos em manutenções rodoviárias.
Atualmente, as intensas pesquisas nos pavimentos de concreto de cimento Portland têm mostrado
que a tecnologia vem ganhando espaço e tornando-se cada vez mais competitiva em relação aos
pavimentos asfálticos. Segundo BRITO e GRAEFF (2009) os pavimentos de concreto
apresentam vantagem quando utilizados em regiões de subleito deformável devido ao fato de este
manter a sua integridade. Tendo em vista a sua elevada rigidez combinada com a ampla área em
que as placas de concreto estão apoiadas, os esforços atuantes nos pavimentos rígidos são
geralmente absorvidos pela própria placa de concreto, o que garante que pequenas deformações
ou variações na resistência do subleito não afetem o desempenho global da estrutura. Desta
forma, esse tipo de pavimento pode oferecer durabilidade até cinco vezes maior que o pavimento
estruturado em concreto betuminoso.
Portanto, esse trabalho realizou um estudo comparativo entre a pavimentação em concreto
de cimento Portland e em concreto betuminoso. O estudo do custo e da durabilidade das duas
tecnologias visa propor uma alternativa construtiva para as principais LMGs da Região
Metropolitana de Belo Horizonte, buscando sempre melhorias na segurança e condições de
tráfego, bem como a obtenção de um pavimento durável e de custo viável.
2. CONSIDERAÇÕES SOBRE O PAVIMENTO EM CBUQ
O asfalto é um constituinte natural do petróleo, obtido através de refinação no qual as frações
leves (gasolina, querosene e diesel) são separadas do asfalto por vaporização, fracionamento e
condensação, sendo que o estágio final é a destilação a vácuo. O resíduo obtido, após a remoção
dos demais destilados de petróleo é o chamado cimento asfáltico de petróleo (CAP).
Mundialmente, a principal utilização do asfalto é na pavimentação. Os revestimentos à base de
CAP possibilitam a construção de pavimentos com baixo custo e de rápida execução.
Apesar do crescente investimento na pavimentação de rodovias no Brasil, ainda há um grande
atraso do país em relação aos investimentos em infraestrutura. Um exemplo disso é que, contra o
percentual de 10% de rodovias pavimentadas no Brasil, encontramos mais de 60% nos EUA e na
Europa, e uma média de 20% no restante da América do Sul.
3. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS
O método de dimensionamento de pavimento asfáltico aqui apresentado consiste no método do
CBR (DNER). Ele é descrito e normatizado através do Manual de Pavimentação (publicação
IPR-719) do Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes, cuja última revisão data de
2006. Além da IPR-719, o DNIT disponibiliza, através do Instituto de Pesquisas Rodoviárias,
uma série de normas e manuais que ditam a caracterização de materiais, ensaios de laboratório,
especificações e procedimentos de execução, dentre outros aspectos ligados à pavimentação.
O método do CBR é adotado na grande maioria das obras do DNIT e dos DERs. Tem caráter
normativo, e descreve todos os procedimentos de projeto e execução de obras de pavimentação
asfáltica. A base do método consiste no trabalho “Design of flexible pavements considering
mixed loads and traffic volume”, de Turnbull, Foster e Ahlvin, do Corpo de Engenheiros do
Exército dos EUA. Em relação aos materiais integrantes do pavimento, são adotados coeficientes
de equivalência estrutural a partir dos resultados obtidos nas pistas experimentais da AASHTO.
A capacidade de suporto do subleito e dos materiais constituintes dos pavimentos é feita com
base no Índice de Suporte Califórnia (CBR). O pavimento é dimensionado em função do número
equivalente de operações de um eixo tomado como padrão (N), durante o horizonte do projeto
escolhido. O método apresenta fatores de equivalência de operação entre eixos simples e em
tandem, com cargas distintas e o eixo simples padrão com carga de 82 kN. Para determinar o
número N, considera-se um fator de eixo e um fator de carga, cuja função é homogeneizar a
composição do tráfego. Prevê-se, ainda, um fator climático regional, que considera as variações
de umidade dos materiais do pavimento ao longo do ano. O método ainda estabelece coeficientes
de equivalência estrutural para os diversos tipos de material.
Uma vez determinadas as espessuras total do pavimento necessária para proteger um material
com CBR ou IS igual a m (Hm), Hn: espessura do pavimento sobre a camada com IS = n (Hn),
espessura de pavimento sobre a sub-base (H20) e a espessura do revestimento (R), as espessuras
da base (B), sub-base (h20) e reforço do subleito (hn) são obtidas pela resolução sucessiva de
inequações.
Figura 1. Espessuras do pavimento.
4. CONSIDERAÇÃO SOBRE O PAVIMENTO EM CONCRETO DE CIMENTO
PORTLAND
De acordo com Vizzoni (2014), o pavimento rígido teve origem nos Estados Unidos, 1893,
quando o químico George Bartholomeu, em parceria com a prefeitura de Bellefontaine, Ohio,
pavimentou a rua em que trabalhava. O concreto foi escolhido pois tratava-se de um material de
fácil produção e de boa durabilidade.
Atualmente, no Brasil, apenas 4,45% da malha rodoviária brasileira faz uso de pavimentos
rígidos. Vizzoni (2014) afirma, ainda, que, entre as décadas 1970 e 2000, período em que houve
maior aumento na malha pavimentada brasileira, os pavimentos rígidos caíram no esquecimento
de tal forma que, ainda hoje, grande parte da população, dos engenheiros e empreiteiros associam
que “pavimentar é igual a asfaltar”.
Apesar das vantagens inerentes aos pavimentos flexíveis identificadas naquele período, na década
de 1990 foram retomados os estudos acerca dos pavimentos rígidos, motivados, sobretudo, pela
baixa durabilidade identificada nos pavimentos flexíveis.
Nos últimos 20 anos, devido as pesquisas envolvendo concreto de cimento Portland, além da
melhora do rendimento dos equipamentos de execução, o pavimento rígido reapareceu no
mercado brasileiro, tornando-se muitas vezes mais atrativo que o pavimento asfáltico. A busca
por estradas mais duráveis, mais seguras e com menor custo de manutenção fortalece a opção
pelo concreto de cimento Portland, sobretudo nas rodovias de tráfego de cargas intenso. Nota-se,
por exemplo, que na última década grande obras rodoviárias foram executadas com pavimento de
concreto em Minas Gerais, como a Linha Verde na MG-010, ligando a Avenida Cristiano
Machado, em Belo Horizonte ao Aeroporto de Confins (2005) e os novos corredores de ônibus
do BRT de Belo Horizonte nas Avenidas Cristiano Machado, Presidente Antônio Carlos e Pedro I
(2014).
5. MÉTODO DE DIMENSIONAMENTO DE PAVIMENTOS RÍGIDOS
Assim como no caso dos pavimentos flexíveis, existe uma normatização do DNIT para reger o
dimensionamento dos pavimentos rígidos. Consiste na publicação IPR-74 – Manual de
pavimentos rígidos publicado em 2005. O manual descreve todo o processo de projeto e execução
do pavimento e explicita os estudos dos materiais e os controles tecnológicos necessários.
Para o presente trabalho, será utilizado o método de dimensionamento da PCA, de 1984. Tal
metodologia foi escolhida por tratar-se uma forma simples de dimensionamento e de execução do
pavimento, não exigindo materiais e equipamentos pouco usuais. Além disso, não apresenta
nenhuma restrição quanto aos solos de fundação nem aos aspectos geométricos. Trata-se da
metodologia mais consagrada, e que o próprio DNIT recomenda para a maioria das rodovias.
Diferente dos pavimentos asfálticos, que demandam várias camadas, com formas distintas de
cálculo, o método da PCA de 1984 prevê o dimensionamento de apenas duas camadas: a subbase e a camada de rolamento. A sub-base é a camada entre o solo de fundação e a placa de
concreto. Sua espessura normalmente é mais delgada em relação à sub-base dos pavimentos
asfálticos e tem a função de uniformizar o suporte disponível ao longo da faixa de pavimento e
conter a expansão do subleito, evitando trincas nas placas de concreto.
O manual do DNIT prevê a utilização de dois tipos de sub-base, conforme a Tabela 1.
Tabela 1. tipos de sub-base para pavimentos de concreto
Fonte: DNIT, 2005.
A seguir são apresentadas apenas as sub-bases estabilizadas com cimento Portland, pois pretendese obter estruturas mais delgadas de pavimento, decorrentes desse tipo de material. A Tabela 2
demonstra os diferentes tipos de materiais usados.
Tabela 2. Características usuais de sub-bases estabilizadas com cimento
Fonte: DNIT, 2005.
Definidas as características da sub-base, com o PCA/84 pode-se calcular a espessura de quatro
tipos de pavimento: pavimentos de concreto simples, pavimentos de concreto simples com barras
de transferência, pavimentos de concreto com armadura distribuída descontínua e pavimentos de
concreto com armadura distribuída contínua. Neste trabalho adotou-se o pavimento com barras de
transferência, pois a utilização das mesmas pode proporcionar a economia de até 5 cm na
espessura da placa de concreto.
Para o dimensionamento da espessura do pavimento, inicialmente, calcula-se o número total de
eixos por classe de cargas, que irá atuar durante a vida útil do pavimento. Os dados são obtidos
através de pesquisas volumétricas de tráfego, e o manual recomenda utilizar a vida útil de 20 a 40
anos.
A seguir, existem nove passos para o dimensionamento:
1- Definição dos parâmetros de dimensionamento;
2- Adoção de uma espessura tentativa de concreto e preenchimento da folha tipo de trabalho;
3- Determinação da tensão equivalente para eixos simples, tandem duplo e tandem triplo;
4- Determinação dos fatores de erosão;
5- Calculo do fator de fadiga para os eixos simples, tandem duplo e tandem triplo;
6- Com o fator de fadiga e as cargas por eixos simples e tandem duplos, determinar as tensões
admissíveis. Os tandens triplos são considerados como 3 eixos simples para efeito de
simplificação de cálculos;
7- Com o fator de erosão e as cargas por eixo simples e tandem duplos, determinar as tensões
admissíveis. Os tandens triplos seguem os mesmos critérios anteriores.
8- Dividem-se as repetições esperadas pelas respectivas repetições admissíveis e determinam-se
as porcentagens de resistência à fadiga consumida e o dano por erosão;
9- Verificar se a espessura estimada cumpre os requisitos solicitados, caso contrário, aumenta-se
a espessura e repete-se o procedimento. Se a porcentagem de resistência à fadiga consumida ou a
porcentagem de dano por erosão ficarem próximas de zero, as condições estão satisfeitas, porem
a placa está superdimensionada. Assim, executa-se novamente o procedimento para uma
espessura menor, buscando obter porcentagens próximas a 100%.
6. METODOLOGIA
Inicialmente foi realizado o estudo das etapas de projeto e de construção dos pavimentos. Os
projetos aqui desenvolvidos seguiram toda a normatização do DNIT, portanto, o embasamento
normativo foi feito sobre as publicações IPR-714 (Manual de Pavimentos Rígidos) e IPR-719
(Manual de Pavimentação). Como esse trabalho visa analisar, sobretudo, o custo de implantação
das duas tecnologias construtivas, foi necessário ainda o estudo do Manual de Custos
Rodoviários, também do DNIT.
O estudo de caso realizado refere-se à obra de implantação de uma LMG na RMBH. Este estudo
divide-se em duas partes.
A primeira parte consiste na análise do Projeto de engenharia rodoviária de duplicação,
melhoramento, pavimentação e restauração da LMG-806; Trecho: Entrº BR-040 – Ribeirão
das neves – Avenida Vilarinho; Subtrecho: Entrº BR-040 – Ribeirão das Neves (CIRIN); Lote:
1; Extensão 4,47km. Tal projeto consiste em uma série de estudos de tráfego, de traçado e de
caracterização regional, conduzido pela CONSOL – Engenheiros Consultores, à pedido do DERMG em março de 2008. A partir desses estudos, foi possível produzir um projeto de
pavimentação e calcular o custo da implantação do trecho em questão. É importante ressaltar que
esse trabalho foca-se apenas na etapa de pavimentação, portanto o estudo de caso contemplará
exclusivamente o projeto e a planilha de preços de pavimentação. Nesta etapa será adotada uma
visão mais conservadora, executando-se o projeto de pavimentos flexíveis para o trecho.
A segunda parte do estudo de caso foi o dimensionamento de um projeto alternativo ao descrito
na etapa um. Para isso, foram utilizados os mesmo estudos de tráfego e capacidade, estudos
geológicos, geotécnicos e topográficos do projeto da etapa anterior, descritos no Projeto de
engenharia rodoviária de duplicação, melhoramento, pavimentação e restauração da
LMG/806 – VOLUME 1 (CONSOL, 2008).
O projeto da segunda etapa foi realizado visando implementar um revestimento em concreto de
cimento Portland no trecho de pista nova da rodovia. A partir do projeto, montou-se a planilha de
preços da etapa de pavimentação e calculou-se o preço médio por km para pavimentação do novo
trecho da rodovia utilizando-se concreto de cimento Portland.
A última etapa do trabalho contempla a comparação entre os dois projetos explicitados no estudo
de caso. Pode-se comparar o preço por implantação de pavimento para as duas técnicas de
pavimentação, bem como a durabilidade de cada tipo de revestimento. Assim, é possível definir
se é viável o uso de pavimentos rígidos na LMG, bem como se o estudo aqui realizado poderá ser
aplicado para projetos de LMGs semelhantes na RMBH.
7. ESTUDO DE CASO
A LMG-806 é uma rodovia de ligação da malha viária do DER/MG, com extensão total de 14,40
km, iniciando-se em Justinópolis, passando pelo Entroncamento com o Acesso para a
Penitenciária Dutra Ladeira, Ribeirão das Neves e terminando no entroncamento com a BR-040.
A interseção existente no final do trecho não contempla o giro à esquerda, para atendimento ao
fluxo de tráfego que tem origem em Ribeirão das Neves e destino em Belo Horizonte.
A LMG-806 apresenta atualmente um padrão técnico acanhado, em pista simples com duas
faixas de tráfego de 3,50 m de largura cada uma, sem acostamentos externos, operando em
condições precárias nas horas de pico no Nível de Serviço “E”. Constantemente constata-se
congestionamento, com formação de longas filas e baixa velocidade.
No projeto em elaboração prevê-se a duplicação de todo o segmento até o início da pista dupla da
Av. Vilarinho em Venda Nova, adotando-se as características geométricas da Classe I-A (pista
dupla), com restrições, de acordo com a classificação atual do “Manual de Projeto de Rodovias
Rurais” do DNER/1.999. A seção transversal em pista dupla será composta por duas faixas de
tráfego com 3,50 m de largura, por sentido, acostamentos pavimentados com 2,50 m de largura e
divisão física dos sentidos de tráfego opostos.
A primeira parte do projeto em questão já foi executada. Em 2013, houve a execução do lote 2 da
obra, que consistiu na duplicação do trecho já pavimentado da LMG-806, de Justinópolis ao
Centro Industrial de Ribeirão das Neves (CIRIN). O trecho aqui em estudo, consiste no lote 1 da
obra, a pavimentação do trecho CIRIN – BR-040. A obra está em processo de licitação, prevendo
a pavimentação de 4,47 km em pavimento com revestimento em CBUQ.
Os estudos e projetos de ambos os lotes da obra foram executados pela CONSOL em 2006. Para
este trabalho serão utilizados os estudos de tráfego e geotécnicos realizados para os projetos da
CONSOL. Como o objetivo do estudo de caso é a comparação do custo apenas da etapa de
pavimentação da obra, serão utilizados os parâmetros e estudos referentes somente a essa etapa
do lote 01 da obra.
Os demais estudos, e processos como terraplenagem, drenagem, sinalização, bem como planilhas
de preço referentes a tais etapas não serão consideradas. Portanto, serão analisados e comparados
os preços para a pavimentação do projeto original, com pavimentação em CBUQ e para um
projeto alternativo, no qual será dimensionado um pavimento em concreto de cimento Portland.
Figura 2. Mapa de situação. Fonte: CONSOL,2008.
PROJETO 1 – PAVIMENTO COM REVESTIMENTO EM CBUQ
O pavimento será dimensionado em função do número equivalente de operações do eixo padrão
(número “N”). Para a obtenção do número “N”, a CONSOL realizou estudo de contagens
volumétricas e classificatórias, segundo recomendações do DNIT. A pesquisa foi realizada na
própria LMG ao longo do mês de março de 2006.
Será adotado como critério de projeto o maior N obtido no final do horizonte de projeto, dentre as
duas metodologias apresentadas. Ou seja, o acumulado no 10º ano, pelo método da USACE:
As características do solo de suporte do pavimento também foram retiradas dos estudos da
CONSOL. Os solos encontrados no subleito são predominantemente argilosos, ocorrendo em
cerca de 91% da extensão. Para o restante do trecho ocorrem solos siltosos.
Foi considerado para projeto, mediante os critérios da IPR-719, os limites de CBR mínimo 8%
para o subleito e expansão máxima 2%. Assim, nos locais onde o CBR médio não alcançou o
mínimo de projeto, a CONSOL sugeriu a substituição do material, por material argiloso que
atenda as especificações acima.
Em relação às seções transversais do pavimento, serão utilizadas aquelas definidas no projeto
geométrico da CONSOL. Foram consideradas duas seções distintas. A seção tipo I, utilizada para
as estacas 0 à 190, está detalhada na Figura 3. A seção tipo II, conforme Figura 4, foi designada
para o trecho entre as estacas 190 e 223 +9,55.
Figura 3. Seção transversal tipo I, estacas 0 a 190. Fonte: acervo do autor, 2014.
Figura 4. Seção transversal tipo I, estacas 190 a 223+9,55. Fonte: acervo do autor, 2014.
Para efeito de simplificação e de gerar uma análise que considere apenas com consumo de
materiais e execução de serviços, foram desconsiderados os transportes de materiais para a
formação do preço do pavimento. Portanto foram calculados os quantitativos dos seguintes
serviços:
1- Compactação de aterros a 100% do proctor normal (subleito);
2- Regularização do subleito;
3- Sub-base de saibra, argila e bica corrida, compactada com energia do proctor
intermodificado com mistura em usina, espessura 20 cm, densidade 2,02 t/m3;
4- Base de argila e bica corrida, compactada com energia do proctor modificado, com
mistura em usina, espessura 20cm, densidade 2,23 t/m3;
5- Imprimação com CM-30, taxa 1,2 l/m2;
6- Pintura de ligação com RR-2C, taxa 0,5 l/m2;
7- CBUQ faixa “B”, teor de CAP-50/70 5,3%, espessura 6,5 cm, densidade 2,4 t/m3;
8- CBUQ faixa “C”, teor de CAP-50/70 5,7%, espessura 3,5 cm, densidade 2,4 t/m3.
A partir dos cálculos de quantitativos no item anterior, foi possível montar a planilha de
custos da obra. Os preços utilizados constam no SICRO 2 do DNIT, banco de dados de Minas
Gerais, data base maio/2014.
Tabela 3. Planilha de custos do projeto 1
ITEM
CÓDIGO
1
DESCRIÇÃO
UNID
QUANT
UNIT
TOTAL
Serviços
1.1 2 S 02 100 00
Reforço do subleito
m3
17.009,42
R$
11,50
R$
195.608,33
1.2 2 S 02 110 00
Regularização do subleito
m2
109.350,10
R$
0,82
R$
89.667,08
1.3 2 S 02 210 01
Sub-base
m3
21.870,02
R$
13,88
R$
303.555,88
Base
m3
21.870,02
R$
73,00
R$ 1.596.511,46
1.5 2 S 02 300 00
Imprimação com CM-30
m2
109.350,10
R$
0,29
R$
31.711,53
1.6 2 S 02 400 00
Pintura de ligação com RR-2C
m2
163.146,40
R$
0,20
R$
32.629,28
1.7 2 S 02 540 02
CBUQ faixa B
ton
12.725,40
R$ 179,22
R$ 2.280.646,19
CBUQ faixa C
ton
6.852,10
R$ 187,12
R$ 1.282.164,95
1.4 2 S 02 230 00
1.8 2 S 02 540 21
2
Materiais
CM-30
l
131.220,12
R$
3,14
R$
412.031,18
2.2 PETROBRAS
RR-2C
l
130.517,92
R$
1,66
R$
216.659,75
2.3 PETROBRAS
CAP 50/70
R$ 937,29
R$
998.213,85
2.1 PETROBRAS
ton
TOTAL
1.065,00
R$ 7.439.399,48
PROJETO 2 – PAVIMENTO EM CONCRETO DE CIMENTO PORTLAND
Assim, utilizando-se dos dados da CONSOL, e assim como no projeto 1, estipulando-se um
crescimento anual do tráfego de 3%, montou-se a tabela com os dados de eixos simples, tandem
duplo e triplo por faixa de carga que vão solicitar a rodovia.
Tabela 4. Número de eixos para o período de projeto
TOTAL
60 kN
7.147.520
Simples
100 kN
786.765
120 kN
63.844
170 kN
264.404
Tandem duplo
180 kN
190 kN
32.244
32.244
Tandem triplo
250 kN
260 kN
25.796
38.693
Assim como no projeto 1, será definido um CBR mínimo de 8%, e uma máxima expansividade
de 2% para o subleito do pavimento. Esses limites garantem o funcionamento do pavimento e não
causam problemas às camadas subsequentes. Além disso, os locais e espessuras de reforço do
subleito que foram apresentados no projeto 1 serão mantidos. Dessa forma, os critérios
geotécnicos mínimos exigidos pelo projeto estão atendidos.
Foi obtido o coeficiente de recalque do subleito k = 50 MPa/m.
Para a sub-base, optou-se por utilizar uma camada de concreto compactado a rolo. O CCR foi
escolhido pois com ele é possível obter camadas menores em relação ao uso de sub-base com
material granular. Além disso, o CCR apresenta menor expansividade e garante ao pavimento
melhor estabilidade.
Buscando atender a condição de um coeficiente de recalque menor que 150 MPa/m, estabeleceuse uma camada de 10 cm de espessura de concreto rolado. Assim, o coeficiente de recalque no
topo da sub-base será 145 MPa/m. Essas condições garantirão o bom funcionamento do
pavimento.
A partir disso, será seguida a metodologia descrita anteriormente para o dimensionamento da
espessura do pavimento de concreto.
Considerações iniciais:






Será adotado acostamento de concreto para o trecho das estacas 0 a 190;
Não será adotado acostamento para o trecho das estacas 190 a 223 + 9,55;
Serão usadas barras de transferência nas juntas;
A resistência à tração na flexão aos 28 dias será 5,0 MPa;
Fator de segurança para as cargas FSC = 1,1 (conforme manual);
Vida de projeto de 20 anos.
As mesmas simplificações do projeto 1 foram adotadas para o cálculo do custo do projeto 2.
Portanto, serão calculados os quantitativos dos seguintes serviços:






Compactação de aterros a 100% do proctor normal (subleito);
Regularização do subleito;
Imprimação com CM-30, taxa 1,2 l/m2;
Sub-base em CCR, espessura 10 cm, relação cimento agregado 1:20;
Revestimento em concreto de cimento Portland, com forma deslizante;
Limpeza e enchimento de juntas de pavimento de concreto.
A partir dos cálculos de quantitativos, foi possível montar a planilha de custos da obra. Os preços
utilizados constam no SICRO 2 do DNIT, banco de dados de Minas Gerais, data base maio/2014.
Tabela 5. Planilha de custos do projeto 2
ITEM
CÓDIGO
DESCRIÇÃO
UNID
QUANT
UNIT
TOTAL
Serviços
1
1.1 2 S 02 100 00 Reforço do subleito
1.2 2 S 02 110 00 Regularização do subleito
m3
17.009,42
R$
11,50
R$
195.608,33
m2
109.350,10
R$
0,82
R$
89.667,08
1.3 2 S 02 300 00 Imprimação com CM-30
1.4 2 S 02 604 50 Sub-base de concreto rolado
m2
109.350,10
R$
0,29
R$
31.711,53
m3
10.935,01
R$ 232,42
R$ 2.541.565,82
R$ 413,46
R$ 4.939.784,42
1.5
1.6
2
2.1
2 S 02 606 00
Concreto de cimento portland com
fôrma deslizante
m3
11.947,30
2 s 02 702 00
Limpeza e enchimento de junta de pav.
De concreto
m
7.778,00
R$
3,43
R$
26.678,54
l
131.220,10
R$
3,14
R$
412.031,11
Materiais
CM-30
TOTAL
R$ 8.237.046,84
8. RESULTADOS
Para uma análise do custo total de cada investimento, deve-se considerar no custo global, a
manutenção do pavimento. Para essa análise foram usados os dados publicados pela ABCP
(2014), referentes a uma pesquisa de custos de manutenção rodoviária.
Mesmo com horizontes de projetos diferentes para dimensionamento, foi realizada a suposição de
que ambos os projetos receberão a devida manutenção para durar 30 anos. Para o projeto 1, o
custo total acumulado de manutenção de pavimento será R$ 397.922,00 por km e para o projeto
2, o custo será R$ 24.207,00 por km. Assim os custos totais dos projetos serão:
 Projeto 1: R$7.439.399,48 + R$397.922,00 x 4,47km = R$ 9.218.110,82;
 Projeto 2: R$8.237.046,84 + R$24.207,00 x 4,47km = R$ 8.345.251,29.
Analisando esses dados, percebe-se que o custo inicial para implantação do pavimento de
concreto, de fato, é maior. No estudo em questão, o custo do pavimento de concreto de cimento
Portland é 10,72% maior que o custo do pavimento em CBUQ. Entretanto, analisando o custo
total do projeto, para todo o horizonte de utilização do pavimento, o custo do pavimento rígido se
torna 10,46% mais barato. Ou seja, analisando a longo prazo, o projeto que utiliza o pavimento
em concreto é mais viável que o projeto de pavimento em CBUQ.
9. CONCLUSÃO
Após a análise dos dois projetos de pavimentação apresentados para a pavimentação da LMG806 percebe-se que, de fato, o custo de implantação da rodovia em concreto de cimento Portland
é 10% mais elevado que o custo da rodovia em revestimento asfáltico. Entretanto, fazendo a
análise do custo do projeto para toda a vida útil do mesmo, ou seja, seu custo de implantação
somado ao custo total de manutenção do trecho pelo período de projeto, o pavimento rígido se
torna 90% do valor do pavimento asfáltico.
Esse estudo mostra que a ideia que prevalece em grande parte dos engenheiros e projetistas, de
que o pavimento rígido só é economicamente viável para rodovias de grande volume de tráfego
de veículos de carga é equivocada.
O uso do pavimento em concreto, além de ser mais vantajoso a longo prazo, proporciona um
pavimento mais durável, que requer menor manutenção.
Entretanto, não é possível generalizar as conclusões deste trabalho para as demais estradas. O
dimensionamento do pavimento é diretamente influenciado pelas características geotécnicas do
trecho. Portanto, solos diferentes podem levar a soluções e técnicas de pavimentação diferentes.
Todavia, este trabalho mostra que não se deve generalizar a ideia de que a pavimentação asfáltica
seja sempre a melhor e mais econômica solução. Mesmo para rodovias de solicitação moderada e
traçados curtos que atendem apenas a demandas regionais, o uso do pavimento de concreto de
cimento Portland, bem como outras técnicas de pavimentação, pode ser mais viável que a
tradicional pavimentação asfáltica.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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PETROBRAS; ABEDA, 2008. 501 p. Il.
BRITO, L.; GRAEFF, A. Métodos de dimensionamento de pavimentos: metodologias e seus impactos nos projetos
de pavimentos novos e restaurações. Porto Alegre: PRIME Engenharia, 2009. 93 p. Relatório
CNT. Pesquisa CNT de rodovias 2005: relatório gerencial. Brasília, 2005.
CONSOL, Projeto de engenharia rodoviária de duplicação, melhoramento, pavimentação e restauração da LMG806; Trecho: Entrº BR-040 – Ribeirão das neves – Avenida Vilarinho; Subtrecho: Entrº BR-040 – Ribeirão das
Neves (CIRIN); Lote: 1; Extensão 4,47km. Belo Horizonte: CONSOL, 2008.
DNIT. Manual de pavimentação. 2006. 274 p. (Publicação IPR – 719).
DNIT. Manual de pavimentos rígidos. 2005. 234 p. (Publicação IPR – 714).
DNIT. SICRO 2 – Sistema de custos rodoviários: Minas Gerais – Maio/2014. 2014. 2792 p
GRECO, Jisela Aparecida Santanna. Dimensionamento de pavimentos flexíveis: Método empírico do DNIT. Belo
Horizonte: UFMG, 2013.
VIZZONI, Ronaldo. Pavimento de concreto: solução sustentável. Rio de Janeiro: ABCP, 2014.