PAVIMENTOS RÍGIDOS E SUAS PATOLOGIAS

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INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA - ICET

ENGENHARIA CIVIL – 9º SEMESTRE

PAVIMENTOS RÍGIDOS E SUAS PATOLOGIAS

São Paulo

Março de 2017

1. Introdução

Conhecidos por sua excelente qualidade e durabilidade, os pavimentos rígidos, de concreto de cimento Portland, vem apresentando em recentes obras manifestações patológicas que reduzem a qualidade da pista e diminuem a vida útil dessas estruturas. Erros de projeto, execução ou falta de manutenção podem ocasionar essas manifestações.

1. Pavimentos de concreto no Brasil

No Brasil um exemplo de pavimento rígido com mais de 20 anos de uso é a rodovia dos Imigrantes. Recentemente algumas obras importantes como o rodoanel Mário Covas e a Via Dutra, ambos em São Paulo, e a Avenida Iguaçu, em Curitiba, também utilizaram essa tecnologia.

Recentemente os pavimentos rígidos brasileiros têm sido construídos em:

▪ Concreto simples, geralmente com barras de transferência, nas juntas

transversais: as tensões de tração são resistidas apenas pelo concreto. Portanto, a espessura do pavimento deve ser determinada de forma a garantir que a resistência à tração do concreto são seja ultrapassada. As barras de transferência não são obrigatórias, mas melhoram consideravelmente o comportamento estrutural do pavimento.

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▪ Concreto com armadura distribuída descontínua, sem função estrutural: possuem tela de aço próxima à face superior das placas. Essa armadura tem função de costurar as fissuras causadas pela restrição da retração das placas. Desta forma as juntas transversais podem ser mais espaçadas. A redução do número de juntas tem apresentado grandes vantagens pela redução dos custos de manutenção e pelo ganho de qualidade.

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▪ Concreto estruturalmente armado: são compostos de placas com espessura reduzida, pois os esforços de tração devido ao momento fletor positivo são resistidos pela malha de aço posicionada próxima à face inferior. Essa malha

de aço pode ser dimensionada segundo a NBR-6118 (2003).

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▪ Concreto com fibras: obtém-se maior resistência à tração e maior ductilidade do material pela introdução de fibras de aço, de vidro ou outros materiais. Têm sido bastante empregadas em pisos industriais, mas ainda são raros em

pavimentos rodoviários.

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1. Pavimentos rígidos rodoviários

Os pavimentos rígidos rodoviários apresentam dois tipos de juntas:

▪Juntas longitudinais de construção: geralmente são consequência do método construtivo, que possui limitação de largura. Para que não haja afastamento entre as pistas são usadas barras de ligação nessas juntas. São usados seguimentos de barras para concreto armado.

▪ Juntas transversais de retração: têm a finalidade de reduzir as tensões devidas à retração do concreto. Podem ser serradas ou moldadas, sendo as primeiras mais usuais. Normalmente, essas juntas apresentam barras de transferência que devem ser posicionadas com rigor.

1. Patologia

A origem de uma manifestação patológica em pavimentos pode ser no projeto,

no planejamento, na produção dos materiais, na execução ou no uso. Identificar a origem significa encontrar em que fase do processo executivo ocorreu o erro que ocasionou o defeito.

As causas são os agentes que provocam os problemas podendo ser: carregamento, variações de umidade, variações volumétricas, variações de temperatura, agentes biológicos, agentes atmosféricos.

As consequências podem ser: comprometimento da segurança das estruturas ou redução das condições de serviço e perda de funcionalidade.

A seguir será apresentado alguns exemplos de manifestações patológicas.

1. Sintoma: Abertura de buraco com presença de água.

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• Causa: pressão de água.
• Origem: provável ruptura de tubulação sob a rodovia.
• Mecanismo: a pressão da água, de baixo para cima, provoca levantamento do pavimento e consequência ruptura.
• Consequência: perda de servicibilidade e de segurança no rolamento.

1. Sintoma: Fissuras superficiais

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• Causa: retração plástica do concreto.
• Origens: as fissuras de retração plástica normalmente têm origem na fase de execução do pavimento, mais especificamente durante a cura.
• Mecanismo: a perda de água do concreto, ainda na fase plástica, ocasiona o que se chama retração plástica. Como a perda de água é maior na superfície, aparecem pequenas fissuras superficiais.
• Consequência: as fissuras de retração plástica não apresentam grandes problemas em pavimentos rígidos a não ser a estética.

1. Sintoma: Fissuras em cruz no centro de placa sem armadura estrutural.

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• Causa: tração na flexão causada por momento fletor positivo na passagem do carregamento no centro da placa.
• Origem: as fissuras podem ter origem no projeto ou na execução do pavimento. No projeto dos pavimentos de concreto simples deve-se garantir que a espessura das placas seja adequada ao nível de carregamento e à intensidade de tráfego. Como os pavimentos são submetidos a cargas móveis, que se repetem um grande número de vezes, pode haver ruptura por fadiga. Durante a execução, deve haver um rígido controle da espessura do pavimento, pois uma variação de apenas 5 mm pode ser determinante para o insucesso do mesmo.
• Mecanismo: Ensaios em laboratório mostram que placas de concreto, sem armadura estrutural, submetidas a carregamento centralizado apresentam ruptura em cruz, quando a tensão atinge o limite de resistência do concreto. Para esse tipo de solicitação os maiores esforços de tração ocorrem na face inferior da placa onde se iniciam as primeiras fissuras. Sem encontrar obstáculo as fissuras de desenvolvem até atingir a superfície.

• Consequência: A placa fica dividida em quatro partes e não há transferência de deslocamentos entre essas partes. Com a passagem dos veículos pode chegar a provocar movimentações verticais visíveis na estrutura. O pavimento não apresenta mais a função de distribuição de esforços reduzidos à fundação e esta começa a apresentar deformações permanentes. O processo de ruptura evolui até a deterioração completa da placa.