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i
RESUMO
Este trabalho teve como objetivo pesquisar a tipologia e as possíveis causas da ocorrência
das patologias em pavimentos de concreto armado, bem como verificar a aplicabilidade e
analisar criticamente os métodos de avaliação do estado funcional destes pavimentos.
São apresentados os tipos e os graus de severidade das patologias descritas no método do
United States Corps of Engineers (USACE), bem como os métodos de avaliação da
superfície dos pavimentos de concreto, dentre eles, o índice internacional de irregularidade
(International Roughness Index - IRI), o quociente de irregularidade (QI), o valor da serventia
atual (VSA) e a avaliação subjetiva e objetiva do índice de condição do pavimento (ICP).
A aplicação prática se concentrou nos estudos de caso de quatro pavimentos de concreto
armado, sendo um pavimento urbano e três pavimentos industriais, realizando a avaliação
detalhada das patologias existentes nos pavimentos em serviço, com posterior cálculo do
valor do ICP. Foi avaliada também a irregularidade longitudinal (IRI), com um perfilômetro
inercial, no estudo de caso do pavimento urbano, com o intuito de verificar se este método
apresenta correlação com o critério do ICP para o caso dos pavimentos de concreto armado
como indicador de desempenho.
Os levantamentos permitiram verificar valores intermediários de ICP para os pavimentos
analisados e que tal situação é decorrente principalmente de falhas construtivas. Os defeitos
catalogados no manual do ICP são suficientes para descrição das patologias encontradas
durante os levantamentos. Com o auxílio de uma maior quantidade de levantamentos seria
possível estabelecer relações entre ICP e IRI sendo que a relação encontrada com base no
universo estudado foi fraca, embora aponte uma tendência.
O trabalho enfatiza o estudo e a aplicabilidade do método de avaliação objetiva do USACE
que é amplamente empregado nos E.U.A.. Por fim discute possível relação entre os valores
do ICP e do IRI no caso estudado.
ii
ABSTRACT
This research aimed to verify types and possible causes for the occurrence of distresses in
reinforced concrete pavements as well as to verify the applicability and critically examine the
methods for assessment of the functional condition for such pavements.
It is presented the distresses types and its severity levels described by the method of the
United States Corps of Engineers (USACE), as well as the methods for surface evaluation of
concrete pavements, including the international roughness index (IRI), the quarter of car
index (QI), the present serviceability ratio (PSR) and subjective and objective evaluation of
the pavement condition index (PCI).
The practice study focused in four cases of reinforced concrete pavements, an urban
pavement and three industrials floors, consisting on detailed field evaluation of distresses
with subsequent determination of PCI for several pavement sections. It was carried out a
field measurement of IRI using an inertial profiler for the case of urban pavement, in order to
verify whether this method could reflect the actual the performance of reinforced pavement
concrete.
The performed surveys allowed understanding that most of cases with low PCI values are
due to constructive fails. The list of distresses suggested by PCI manual is suffice to identify
the distresses found out during the surveys. However it shall be required a large amount of
field surveys in order to define better correlation between PCI and IRI in view of the current
results.
iii
LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 Seção transversal e planta do pavimento de concreto com
armadura descontínua. 06
Figura 2.2 Seção transversal e planta do pavimento de concreto com
armadura contínua. 08
Figura 2.3 Seção transversal e planta do pavimento de concreto armado. 10
Figura 2.4 Porcentagem do preço total de cada material na análise da
seção do pavimento de concreto armado. 13
Figura 2.5 Porcentagem do preço total de cada material na análise da
seção do pavimento de concreto com armadura contínua. 14
Figura 2.6 Porcentagem do preço total de cada material na análise da
seção do pavimento de concreto com armadura descontínua. 15
Figura 2.7 Bates Test Road, Illinois. 17
Figura 2.8 Posições dos carregamentos analisadas por Westergaard. 18
Figura 2.9 Coeficientes para as tensões de empenamento referente ao
gradiente térmico, proposto por Bradbury (1938). 19
Figura 2.10 Seção tipo do pavimento do Aeroporto de Estocolmo. 21
Figura 2.11 Punchout. 25
Figura 2.12 Espaçador plástico para pavimentos de concreto armado. 34
Figura 2.13 Posicionamento da armadura inferior sobre espaçadores plásticos. 35
Figura 2.14 Posicionamento dos espaçadores treliçados sobre a armadura inferior. 35
Figura 2.15 Posicionamento da armadura superior sobre espaçadores treliçados. 36
Figura 2.16 Espaçador metálico tipo caranguejo. 36
Figura 2.17 Posicionamento de espaçadores metálicos tipo caranguejo. 36
Figura 2.18 Posicionamento das barras de transferência de carga. 38
Figura 2.19 Processo de concretagem em xadrez. 42
Figura 2.20 Processo de concretagem em faixas. 42
Figura 2.21 Laser screed. 44
Figura 3.1 Desgaste superficial da placa de concreto. 50
Figura 3.2 Esquema ilustrativo do escalonamento ou degrau nas juntas. 51
Figura 3.3 Escalonamento ou degrau nas juntas. 51
Figura 3.4 Esquema ilustrativo do arrancamento do material (popouts). 52
Figura 3.5 Esquema ilustrativo do desnível acostamento – pavimento. 53
Figura 3.6 Desnível acostamento – pavimento. 53
Figura 3.7 Pequeno reparo executado na placa de concreto. 54
iv
Figura 3.8 Grande reparo executado na placa de concreto. 54
Figura 3.9 Passagem de nível. 55
Figura 3.10 Esquema ilustrativo de uma fissura transversal. 57
Figura 3.11 Fissura transversal. 58
Figura 3.12 Esquema ilustrativo de uma fissura longitudinal. 59
Figura 3.13 Fissura longitudinal. 59
Figura 3.14 Esquema ilustrativo de uma fissura de canto. 60
Figura 3.15 Fissura de canto. 60
Figura 3.16 Consumo de água x retração hidráulica. 61
Figura 3.17 Esquema ilustrativo das fissuras de retração plástica. 62
Figura 3.18 Esquema ilustrativo das fissuras de retração térmica. 64
Figura 3.19 Microfissuras ou fissuras superficiais (rendilhado). 65
Figura 3.20 Esquema ilustrativo das Fissuras Tipo “D”. 66
Figura 3.21 Fissuras Tipo “D”. 66
Figura 3.22 Esquema ilustrativo do Punchout. 67
Figura 3.23 Punchout. 67
Figura 3.24 Etapas do desenvolvimento do Punchout. 68
Figura 3.25 Ocorrência do fenômeno do bombeamento na superfície do
pavimento de concreto. 69
Figura 3.26 Falha na selagem devido à expulsão do material que constitui
a junta e subseqüente depósito de objetos incompressíveis
nesta região. 70
Figura 3.27 Esquema ilustrativo do esborcinamento da junta longitudinal. 71
Figura 3.28 Esborcinamento da junta longitudinal. 71
Figura 3.29 Esquema ilustrativo do esborcinamento da junta transversal. 73
Figura 3.30 Esborcinamento da junta transversal. 73
Figura 3.31 Quebra de canto e falha na selagem da junta devido à expulsão
do material com subseqüente depósito de objetos
incompressíveis nesta região. 74
Figura 3.32 Polimento de agregados. 74
Figura 3.33 Alçamento das placas. 75
Figura 3.34 Placas Divididas. 76
Figura 4.1 Aparelho medidor de irregularidades IPR-USP. 83
Figura 4.2 Escala do IRI relacionando os diversos tipos de pavimento,
a velocidade do tráfego e suas condições típicas. 86
Figura 4.3 Determinação gráfica do número mínimo de amostras a
serem inspecionadas. 98
v
Figura 4.4 Exemplo ilustrativo do método da amostragem sistemática. 99
Figura 4.5 Modelo da ficha de inspeção proposto no método do USACE (1982). 101
Figura 4.6 Modelo da ficha de inspeção proposto no método do DNIT (2004). 102
Figura 4.7 Modelo de ficha complementar a ficha de inspeção proposto
no método do DNIT (2004). 103
Figura 4.8 Curva dos valores deduzidos corrigidos. 106
Figura 5.1 Modelo da ficha de inspeção adotada neste trabalho. 111
Figura 5.2 Modelo da ficha de informações complementares utilizada
neste trabalho. 112
Figura 5.3 Padronização dos desenhos que relacionam cada tipo de patologia
no croqui esquemático. 113
Figura 5.4 Mapa de localização da seção do pavimento inspecionada. 115
Figura 5.5 Croqui esquemático da seção com a numeração adotada. 115
Figura 5.6 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 01. 117
Figura 5.7 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 117
Figura 5.8 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 02. 118
Figura 5.9 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 118
Figura 5.10 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 03. 119
Figura 5.11 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 119
Figura 5.12 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 04. 120
Figura 5.13 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 120
Figura 5.14 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 05. 121
Figura 5.15 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 121
Figura 5.16 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 06. 122
Figura 5.17 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 122
vi
Figura 5.18 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 07. 124
Figura 5.19 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 125
Figura 5.20 Análise dos resultados obtidos por amostragem sistemática nas
faixas de rolamento da amostra 01. 126
Figura 5.21 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 127
Figura 5.22 Análise dos resultados obtidos por amostragem sistemática na
faixa adicional da parada de ônibus. 129
Figura 5.23 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas a
sua origem (funcional ou estrutural). 129
Figura 5.24 Croqui esquemático da seção do pavimento apresentando a
numeração adotada para cada placa e a localização dos furos
de sondagem a percussão a trado executados. 131
Figura 5.25 Seção transversal do pavimento. 131
Figura 5.26 Resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra 01 do
pavimento industrial da Cortag. 132
Figura 5.27 Análise dos resultados obtidos relacionando as patologias
observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 133
Figura 5.28 Resultados obtidos a partir da inspeção visual da amostra 02
do pavimento industrial da Cortag. 133
Figura 5.29 Análise dos resultados obtidos relacionando as patologias
observadas a sua origem (funcional ou estrutural). 134
Figura 5.30 Croqui esquemático da seção interna do pavimento industrial
da Repapel. 136
Figura 5.31 Croqui esquemático da seção externa do pavimento industrial
da Repapel. 136
Figura 5.32 Seção transversal do pavimento. 137
Figura 5.33 Detalhe do posicionamento das armaduras e das barras de
transferência de carga. 137
Figura 5.34 Concretagem da 4º etapa do pavimento industrial. 138
Figura 5.35 Detalhe da cura executada com a sobreposição de uma manta
úmida sobre o pavimento recém concretado e do acabamento
superficial. 138
Figura 5.36 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 01. 139
vii
Figura 5.37 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 140
Figura 5.38 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 02. 140
Figura 5.39 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 141
Figura 5.40 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 03. 141
Figura 5.41 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 142
Figura 5.42 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 04. 142
Figura 5.43 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 143
Figura 5.44 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 05. 143
Figura 5.45 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 144
Figura 5.46 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 06. 144
Figura 5.47 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 145
Figura 5.48 Croqui esquemático da seção total do pavimento industrial
inspecionado. 148
Figura 5.49 Seção transversal das placas de concreto com espessura de
120 mm. 148
Figura 5.50 Seção transversal das placas de concreto com espessura de
150 mm. 149
Figura 5.51 Seção transversal das placas de concreto com espessura de
300 mm. 149
Figura 5.52 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 01. 150
Figura 5.53 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 151
Figura 5.54 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 02. 151
Figura 5.55 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
viii
a sua origem (funcional ou estrutural). 152
Figura 5.56 Análise dos resultados obtidos a partir da inspeção visual da
amostra 03. 153
Figura 5.57 Análise dos resultados relacionando as patologias observadas
a sua origem (funcional ou estrutural). 154
Figura 5.58 Perfilômetro tipo CiberLaser. 155
Figura 5.59 Esquema de funcionamento dos medidores de distância a laser. 155
Figura 5.60 Divisão das faixas de rolamento por seção. 156
Figura 5.61 Divisão das faixas de rolamento para execução do levantamento. 157
Figura 5.62 Divisão das amostras na seção. 160
Figura 6.1 Divisão das faixas de rolamento por trecho analisado e os
resultados do IRI médio para este estudo de caso. 174
Figura 6.2 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para
a faixa 1 do pavimento. 181
Figura 6.3 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para
a faixa 2 do pavimento. 182
Figura 6.4 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para
a faixa 3 do pavimento. 182
Figura 6.5 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para
a faixa 4 do pavimento. 183
Figura 6.6 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI para
o pavimento da Rua Coronel Xavier de Toledo. 183
Figura 6.7 Compatibilidade entre os valores obtidos pelo ICP e pelo IRI
desconsiderando-se os valores discrepantes de cada faixa
de rolamento. 185
Figura B.1 Curvas dos valores deduzidos referente ao escalonamento
ou degrau nas juntas. 206
Figura B.2 Curvas dos valores deduzidos referente ao arrancamento do
material ou Popouts . 207
Figura B.3 Curvas dos valores deduzidos referente ao desnível entre o
pavimento e o acostamento. 207
Figura B.4 Curvas dos valores deduzidos referente aos pequenos reparos. 208
Figura B.5 Curvas dos valores deduzidos referente aos grandes reparos. 208
Figura B.6 Curvas dos valores deduzidos referente ao grupo das fissuras
lineares. 209
Figura B.7 Curvas dos valores deduzidos referente as fissuras de canto. 209
Figura B.8 Curva do valor deduzido referente as fissuras de retração plástica. 210
ix
Figura B.9 Curvas dos valores deduzidos referente as microfissuras. 210
Figura B.10 Curvas dos valores deduzidos referente as fissuras tipo “D”. 211
Figura B.11 Curvas dos valores deduzidos referente ao Punchout. 211
Figura B.12 Curva do valor deduzido referente ao bombeamento de solos
finos. 212
Figura B.13 Curvas dos valores deduzidos referente ao esborcinamento
das juntas 212
Figura B.14 Curvas dos valores deduzidos referente ao esborcinamento ou
quebras de canto. 213
Figura B.15 Curva do valor deduzido referente ao polimento dos agregados. 213
Figura B.16 Curvas dos valores deduzidos referente ao alçamento das placas. 214
Figura B.17 Curvas dos valores deduzidos referente as placas divididas. 214
Figura C.1 Placa 02 apresentando uma fissura de canto com grau médio de
severidade,acompanhada do arrancamento do material em
duas regiões. 248
Figura C.2 Placa 02 apresentando o esborcinamento da junta transversal com
baixo grau de severidade. 248
Figura C.3 Placa 04 apresentando uma fissura linear iniciando na junta
longitudinal e terminando no encontro com um grande reparo
feito na placa de concreto. 249
Figura C.4 Detalhe do grande reparo com baixo grau de severidade executado
na placa 04. 249
Figura C.5 Placa 06 - Detalhe de uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 250
Figura C.6 Placa 07 - Fissuras Lineares com baixo grau de severidade. 250
Figura C.7 Placa 08 apresentando o desgaste superficial da camada de
revestimento acompanhada da corrosão da armadura exposta. 251
Figura C.8 Placa 08 apresentando á quebra de uma fissura linear com
posterior arrancamento do material, um grande reparo
com grau de severidade médio executado ao longo do eixo
transversal da placa e a presença do esborcinamento da junta
transversal com baixo grau de severidade. 251
Figura C.9 Placa 12 apresentando uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 252
Figura C.10 Placa 14 apresentando uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 252
Figura C.11 Placa 18 apresentando fissuras lineares com baixo grau de
x
severidade. 253
Figura C.12 Placa 24 apresentando fissura linear que corta transversalmente a
placa de junta a junta com baixo grau de severidade. 253
Figura C.13 Placa 27 apresentando o corte mal posicionado da junta transversal
e como conseqüência o aparecimento do fenômeno do Punchout
com baixo grau de severidade nesta região. 254
Figura C.14 Placa 28 apresentando fissura linear com baixo grau de severidade
cortando transversalmente a placa de junta a junta. 254
Figura C.15 Placa 35 – Fissura de canto apresentando alto grau de severidade. 255
Figura C.16 Placa 45 apresentando fissuras lineares e um grande reparo
executado paralelamente ao eixo transversal da placa
com grau de severidade médio. 255
Figura C.17 Placa 46 apresentando fissura de canto apresentando grau de
severidade médio e o esborcinamento da junta transversal com
baixo grau de severidade. 256
Figura C.18 Placa 23 FA apresentando o desgaste superficial da camada
de revestimento acompanhada da corrosão da armadura exposta. 256
Figura D.1 Placa 01 apresentando fissuras lineares com baixo grau de
severidade. 275
Figura D.2 Placa 01 apresentando uma fissura linear com grau de severidade
médio. 275
Figura D.3 Placa 02 apresentando uma fissura linear com grau de severidade
alto. 276
Figura D.4 Placa 02 apresentando o desgaste superficial da camada de
revestimento acompanhada da exposição da armadura. 276
Figura D.5 Placa 02 apresentando o esborcinamento da junta transversal com
baixo grau de severidade acompanhado de fissuras lineares com
grau de severidade baixo. 277
Figura D.6 Placa 02 apresentando microfissuras. 277
Figura D.7 Placa 04 apresentando uma fissura de canto com grau de severidade
médio. 278
Figura D.8 Placa 05 apresentando um pequeno reparo com grau de severidade
alto acompanhado por fissuras lineares com baixo grau de severidade. 278
Figura D.9 Placa 05 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 279
Figura D.10 Placa 06 apresentando um remendo com grau de deterioração
elevado executado sobre a viga baldrame devido a mudanças
no projeto original ocorridas durante a execução da obra. 279
xi
Figura D.11 Placa 06 apresentando um pequeno reparo com grau de severidade
médio. 280
Figura D.12 Placa 07 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 280
Figura D.13 Placa 08 apresentando falha na selagem da junta longitudinal. 281
Figura D.14 Placa 09 apresentando um grande reparo com baixo grau de
severidade. 281
Figura D.15 Placa 09 apresentando uma região com o desgaste superficial da
placa de concreto. 282
Figura D.16 Placa 10 apresentando pequenos e grandes reparos executados
na placa com baixo grau de severidade. 282
Figura D.17 Placa 10 apresentando um grande reparo com baixo grau de
severidade. 283
Figura D.18 Placa 13 apresentando uma fissura de canto com grau de
severidade médio. 283
Figura D.19 Placa 14 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal
com baixo grau de severidade. 284
Figura D.20 Placa 17 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal
com baixo grau de severidade. 284
Figura D.21 Placa 17 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal
com baixo grau de severidade. 285
Figura D.22 Placa 17 apresentando pequeno reparo com grau de severidade
baixo. 285
Figura D.23 Placa 17 apresentando uma região com o desgaste superficial
da placa de concreto. 286
Figura D.24 Placa 18 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal
com baixo grau de severidade. 286
Figura D.25 Placa 21 apresentando uma fissura linear tratada em boa condição. 287
Figura D.26 Placa 21 apresentando uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 287
Figura D.27 Placa 21 apresentando o esborcinamento da junta longitudinal
com baixo grau de severidade. 288
Figura D.28 Placa 22 apresentando uma região com o desgaste superficial
da placa de concreto. 288
Figura D.29 Placa 27 apresentando uma região com o desgaste superficial
da placa de concreto. 289
Figura D.30 Placa 27 apresentando um pequeno reparo com baixo grau
de severidade. 289
xii
Figura D.31 Placa 35 apresentando fissuras de retração plástica. 290
Figura E.1 Placa 06 apresentando uma fissura de canto com baixo grau
de severidade. 328
Figura E.2 Placa 10 apresentando falha na selagem da junta longitudinal
com grau de severidade médio. 328
Figura E.3 Placa 11 apresentando fissuras lineares com baixo grau de
severidade. 329
Figura E.4 Placa 11 apresentando uma quebra de canto (desprezada no
cálculo do índice de condição do pavimento por ter dimensões
inferiores a 130 mm x 130 mm). 329
Figura E.5 Placa 13 apresentando uma fissura de canto com baixo grau de
severidade. 330
Figura E.6 Placa 13 apresentando fissuras de canto com baixo grau de
severidade. 330
Figura E.7 Placa 18 apresentando quebras de canto (desprezadas no cálculo
do índice de condição do pavimento) e falha na selagem da junta
longitudinal com grau de severidade médio. 331
Figura E.8 Placa 19 apresentando fissuras lineares com baixo grau de
severidade. 331
Figura E.9 Placa 23 apresentando microfissuras com baixo grau de severidade. 332
Figura E.10 Placa 36 apresentando quebra de canto (desprezada no cálculo do
índice de condição do pavimento) e falha na selagem da junta
longitudinal com grau de severidade médio. 332
Figura E.11 Placa 43 apresentando o desgaste superficial de uma região da
placa de concreto. 333
Figura E.12 Placa 43 apresentando o desgaste superficial de uma região da
placa de concreto. 333
Figura E.13 Placa 75 apresentando uma fissura linear com grau de severidade
alto. 334
Figura E.14 Placa 75 apresentando o desgaste superficial de uma região da
placa de concreto. 334
Figura E.15 Placa 80 apresentando uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 335
Figura E.16 Placa 80 apresentando fissuras lineares com baixo grau de
severidade. 335
Figura F.1 Placa 02 apresentando uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 355
xiii
Figura F.2 Placa 03 apresentando uma fissura linear com grau de severidade
baixo. 355
Figura F.3 Placa 04 apresentando falha na selagem da junta transversal
com grau de severidade médio. 356
Figura F.4 Placa 07 apresentando falha na selagem da junta transversal
com grau de severidade médio. 356
Figura F.5 Placa 08 apresentando o desgaste superficial da placa de
concreto em algumas regiões. 357
Figura F.6 Placa 09 apresentando uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 357
Figura F.7 Placa 09 apresentando fissuras lineares com grau de severidade
baixo. 358
Figura F.8 Placa 09 apresentando uma fissura linear com baixo grau de
severidade. 358
Figura F.9 Placa 29 apresentando o desgaste superficial da placa de
concreto em algumas regiões e a falha na selagem da junta
longitudinal com grau de severidade baixo. 359
Figura F.10 Placa 43 apresentando fissuras lineares com grau de severidade
médio. 359
xiv
LISTA DE TABELAS
Tabela 2.1 Pisos Industriais construídos no Brasil. 07
Tabela 2.2 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto
armado. 12
Tabela 2.3 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto
com armadura contínua. 14
Tabela 2.4 Custos referentes à análise da seção do pavimento de concreto
com armadura descontínua. 15
Tabela 2.5 Pavimentos de concreto armado executados no Brasil. 30
Tabela 2.6 Pavimentos industriais de concreto armado executados no Brasil. 31
Tabela 3.1 Sumário das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto
armado. 77
Tabela 4.1 Correlação entre o IRI e outras medidas de irregularidade empregadas
a partir de diferentes aparelhos medidores do tipo resposta. 84
Tabela 4.2 Faixas de classificação da irregularidade longitudinal dos pavimentos,
em IRI. 85
Tabela 4.3 Escala padrão do VSA utilizada na avaliação subjetiva dos pavimentos. 89
Tabela 4.4 Classificação das patologias associadas as suas possíveis causas. 93
Tabela 4.5 Escala padrão do ICP utilizada na avaliação subjetiva dos
pavimentos de concreto. 95
Tabela 5.1 Pavimentos de concreto armado selecionados. 109
Tabela 5.2 Resultados do ICP obtidos para cada amostra das faixas de
rolamento do pavimento da Rua Coronel Xavier de Toledo. 123
Tabela 5.3 Amostras selecionadas para o cálculo do ICP da faixa de rolamento. 126
Tabela 5.4 Amostras selecionadas para o cálculo do ICP da faixa adicional. 128
Tabela 5.5 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento
industrial da Cortag. 134
Tabela 5.6 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento
industrial da Repapel. 145
Tabela 5.7 Resultados do ICP obtidos para cada amostra do pavimento
industrial da Alston. 152
Tabela 5.8 Resultados obtidos no levantamento da faixa 1. 158
Tabela 5.9 Resultados obtidos no levantamento da faixa 2. 158
Tabela 5.10 Resultados obtidos no levantamento da faixa 3. 159
Tabela 5.11 Resultados obtidos no levantamento da faixa 4. 159
xv
Tabela 5.12 Valores e conceito do ICP para as amostras 01, 02, 03, 04, 05, 06 e 07. 161
Tabela 5.13 Valores e conceito do ICP para as amostras 08, 09, 10, 11, 12, 13 e 14. 162
Tabela 6.1 Patologias presentes nos quatro pavimentos analisados associando
as gêneses possíveis ao dano causado as suas condições
(funcional ou estrutural). 165
Tabela 6.2 Porcentagem de patologias encontradas nos pavimentos estudados. 166
Tabela 6.3 Materiais empregados nos pavimentos avaliados 174
Tabela 6.4 Resultados obtidos no levantamento da faixa 1 e sua classificação. 176
Tabela 6.5 Resultados obtidos no levantamento da faixa 2 e sua classificação. 177
Tabela 6.6 Resultados obtidos no levantamento da faixa 3 e sua classificação. 177
Tabela 6.7 Resultados obtidos no levantamento da faixa 4 e sua classificação. 178
Tabela A1 Classificação para o escalonamento ou degrau nas juntas. 195
Tabela A2 Classificação para o desnível pavimento – acostamento. 196
Tabela A3 Classificação para os pequenos reparos. 196
Tabela A4 Classificação para os grandes reparos. 197
Tabela A5 Grau de severidade para as fissuras lineares que ocorrem nos
pavimentos de concreto simples, proposto no método da USACE
(1982) e na norma DNIT 060/2004 – PRO. 198
Tabela A6 Grau de severidade para as fissuras lineares que ocorrem nos
pavimentos de concreto armado (armadura sem função estrutural),
proposto no método da USACE (1982). 198
Tabela A7 Classificação para as fissuras de canto. 199
Tabela A8 Classificação para as microfissuras ou fissuras em forma de mapa. 200
Tabela A9 Classificação para as fissuras tipo “D” proposta no método da USACE
(1982). 201
Tabela A10 Classificação para o Punchout. 201
Tabela A11 Classificação para a falha na selagem das juntas. 202
Tabela A12 Classificação para o esborcinamento das juntas. 203
Tabela A13 Classificação para o esborcinamento ou quebra de canto. 204
Tabela A14 Classificação para o alçamento das placas. 204
Tabela A15 Classificação para as placas divididas. 205
Tabela B1 Medida do grau de severidade para a falha na selagem das juntas. 215
xvi
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AASHO American Association of State Highway Officials.
AASHTO American Association of State Highway and Transportation Officials.
ACI American Concrete Institute.
ASTM American Society for Testing and Materials.
BGS Brita graduada simples.
BGTC Brita graduada tratada com cimento.
CCR Concreto compactado com rolo.
CGRA Canadian Good Roads Association.
CPCA Conservative Political Action Conference.
DNER Departamento Nacional de Estradas de Rodagem.
DNIT Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes.
EUA Estados Unidos da América.
FHWA Federal Highway Administration.
FWD Falling Weight Deflectometer.
IBTS Instituto Brasileiro de Telas Soldadas.
ICP Índice de Condição do Pavimento.
IRI Índice de Irregularidade Internacional.
ISA Índice de Serventia Atual.
PCA Portland Cement Association.
PCR Pavement Condition Rating.
PDEC Pavement Design and Evaluation Committee.
PEA Pavimento de concreto estruturalmente armado.
PPR Present Performance Rating.
PRO Procedimento.
PSR Individual Present Serviceability Rating.
QI Coeficiente de irregularidade.
RCI Riding Confort Index.
SI Sistema internacional.
SIURB Secretária de Infra-Estrutura Urbana e Obras do Município de São Paulo.
SPT Sondagem a percussão a trado.
TER Terminologia.
USACE United States Army Corps of Engineers.
USP Universidade de São Paulo.
VSA Valor de Serventia Atual.
xvii
LISTA DE SIMBOLOS
a Valor deduzido relacionado ao tipo de patologia, seu grau de severidade e
sua densidade.
A Número de amostras adicionais inspecionadas.
BI Bump integrator.
CF Fator de classes funcionais.
CP2,5 Coeficiente planar.
D Densidade.
e Erro admissível.
fck Resistência característica à compressão do concreto.
fct,f Resistência à tração na flexão.
fctm,k Resistência característica do concreto à tração.
F(t,q) Função de ajuste para múltiplas patologias que varia em função da soma dos
valores deduzidos (t) e do número de deduções (q).
Fr Fator de roda de veículo.
FT Fator de tráfego.
i Intervalo de amostragem.
i Contador de patologias.
ICP1 Média do ICP das amostras aleatórias.
ICP2 Média do ICP das amostras adicionais.
ICPi ICP da amostra unitária i.
ICPs ICP da seção do pavimento.
ICP Média do ICP de todas as amostras unitárias.
IP Índice de prioridade.
j Contador dos graus de severidade.
mi Número de graus de severidade para o i-ésimo tipo de patologia.
n Número mínimo de amostras.
N Número total de amostras.
q Quantidade de valores deduzidos individuais maiores que 5.
R Número de amostras unitárias da seção do pavimento.
s Início aleatório.
VDC Valor deduzido corrigido.
VDT Valor deduzido total.
WSW Energia de baixo comprimento de onda.
xviii
x Número total de amostras que compõem a seção de um pavimento.
y Quantidade de placas que um tipo específico de defeito é observado.
Y Número total de placas que constituem a amostra.
σ Desvio padrão da média dos resultados individuais do índice de condição do
pavimento.
xix
SUMÁRIO
Resumo i
Abstract ii
Lista de Figuras iii
Lista de Tabelas xiv
Lista de Abreviaturas e Siglas xvi
Lista de Símbolos xvii
1. Introdução 01
1.1 Justificativa 01
1.2 Objetivo 02
1.3 Estrutura 03
2. Tecnologias para pavimentação em concreto com emprego de armaduras
2.1 Pavimentos de concreto com armadura descontínua 05
2.2 Pavimentos de concreto com armadura contínua 07
2.3 Pavimentos de concreto armado 09
2.4 Análise comparativa de custos 12
2.5 Histórico e desenvolvimento dos pavimentos de concreto 16
2.5.1 Breve histórico sobre pavimentos de concreto 16
2.5.2 Aplicações e estudos referentes aos pavimentos de
concreto com armadura contínua 22
2.5.3 Aplicações dos pavimentos de concreto armado no
Brasil 27
2.6 Aspectos executivos dos pavimentos de concreto armado 31
2.6.1 Concreto 31
2.6.2 Posicionamento das armaduras 34
2.6.3 Barras de transferência 37
2.6.4 Fôrmas 39
2.6.5 Concretagem 40
2.6.5.1 Ação do clima 40
2.6.5.2 Sequência de concretagem 42
2.6.6 Lançamento e espalhamento do concreto 42
2.6.7 Adensamento e nivelamento 43
2.6.8 Corte das juntas 45
xx
2.6.9 Liberação ao tráfego 46
3. Classificação das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto
3.1 Introdução 48
3.2 Patologias funcionais 49
3.2.1 Desgaste superficial da placa de concreto 49
3.2.2 Escalonamento ou degrau nas juntas 50
3.2.3 Arrancamento do material (Popouts) 51
3.2.4 Desnível pavimento – acostamento 52
3.2.5 Pequenos reparos 53
3.2.6 Grandes reparos 54
3.2.7 Passagem de nível 55
3.3 Patologias estruturais 55
3.3.1 Fissuras 55
3.3.1.1 Fissuras transversais 57
3.3.1.2 Fissuras longitudinais 58
3.3.1.3 Fissuras de canto 59
3.3.1.4 Fissuras de retração hidráulica ou por secagem 60
3.3.1.5 Fissuras de retração plástica 62
3.3.1.6 Fissuras de retração térmica 63
3.3.1.7 Microfissuras ou fissuras superficiais (rendilhado) 64
3.3.1.8 Fissuras tipo “D” 65
3.3.1.9 Desagregação 66
3.3.2 Punchout 67
3.3.3 Bombeamento 69
3.3.4 Falha na selagem das juntas 70
3.3.5 Esborcinamento das juntas longitudinais 71
3.3.6 Esborcinamento das juntas transversais 72
3.3.7 Esborcinamento ou quebras de canto 73
3.3.8 Polimento dos agregados 74
3.3.9 Alçamento das Placas 75
3.3.10 Placas Divididas 76
3.4 Sumário das patologias que ocorrem nos pavimentos de concreto armado 76
4. Métodos de avaliação do estado funcional e estrutural dos pavimentos de concreto
4.1 Introdução 80
4.2 Irregularidade longitudinal dos pavimentos 81
xxi
4.2.1 Quociente de irregularidade (QI) 83
4.2.2 Índice internacional de irregularidade (IRI) 84
4.3 Serventia 87
4.3.1 Avaliação subjetiva do valor de serventia atual 88
4.4 Índice de condição do pavimento (ICP) 91
4.4.1 Avaliação subjetiva do índice de condição do pavimento 94
4.4.2 Avaliação objetiva do índice de condição do pavimento 95
4.4.2.1 Definição das seções a serem inspecionadas 96
4.4.2.2 Determinação do tipo de inspeção 97
4.4.2.3 Seleção das amostras 99
4.4.2.4 Cálculo do ICP de uma amostra 100
4.4.2.5 Cálculo do ICP da seção 107
5. Determinação do índice de condição dos pavimentos de concreto armado – estudos de
caso
5.1 Metodologia 109
5.2 Seleção e análise dos projetos 109
5.3 Determinação do tipo de inspeção visual 110
5.4 Inspeção visual e catalogação das patologias 110
5.5 Cálculo e análise do índice de condição do pavimento (ICP) 113
5.6 Inspeção visual dos pavimentos selecionados 114
5.6.1 Rua Coronel Xavier de Toledo 114
5.6.1.1 Inspeção da seção total 116
5.6.1.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção da
faixa de rolamento 116
5.6.1.1.2 Resultados obtidos a partir da inspeção da
faixa adicional 124
5.6.1.2 Inspeção por amostragem 125
5.6.1.2.1 Resultados obtidos a partir da inspeção por
amostragem das faixas de rolamento 125
5.6.1.2.2 Resultados obtidos a partir da inspeção por
amostragem da faixa adicional 127
5.6.2 Pavimento industrial – Cortag 130
5.6.2.1 Inspeção da seção total 132
5.6.2.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção
visual das amostras 132
5.6.3 Pavimento industrial – Repapel 135
xxii
5.6.3.1 Inspeção da seção total 138
5.6.3.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção
visual das amostras 139
5.6.3.2 Estudo complementar da seção mais solicitada por
veículos pesados 146
5.6.4 Pavimento industrial – Alstom do Brasil 147
5.6.4.1 Inspeção da seção total 149
5.6.4.1.1 Resultados obtidos a partir da inspeção
visual das amostras 150
5.7 Determinação da irregularidade longitudinal em pavimento urbano 154
5.7.1 Resultados obtidos no levantamento 156
5.8 Compatibilidade dos resultados do ICP com os do IRI para o
pavimento urbano 160
5.8.1 Resultados obtidos a partir da inspeção das faixas de
rolamento 1 e 2 161
6. Análise crítica da metodologia adotada e dos resultados
6.1 Aplicabilidade do método do USACE / DNIT 163
6.1.1 Padrões das patologias 164
6.1.2 Comprimento das placas 167
6.2 Condições dos pavimentos de concreto armado em serviço 168
6.2.1 Problemas gerais e suas soluções 168
6.2.2 Índice de condição dos pavimentos avalliados 169
6.2.3 Durabilidade observada 172
6.2.4 Índice internacional de irregularidade 174
6.3 Análise da compatibilidade entre o ICP e o IRI 179
Conclusões e recomendações 186
Referências Bibliográficas 190
Anexo A – Grau de Severidade das Patologias 195
Anexo B – Curva dos valores deduzidos 206
Anexo C – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Rua
Coronel Xavier de Toledo 216
xxiii
Anexo D – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Pavimento
Industrial da Cortag 257
Anexo E – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Pavimento
Industrial da Repapel 291
Anexo F – Fichas Complementares de Inspeção e Documentário Fotográfico – Pavimento
Industrial da Alstom 336
VITA 360
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