Pavimentos e Drenagem

Inovações flexíveis

Buracos traiçoeiros, ruas onduladas, pistas escorregadias e vias públicas que mais parecem rodovias de tanto tráfego. A situação de nossos pavimentos não é das mais agradáveis mas, definitivamente, a culpa não é do nosso tradicional asfalto. Tudo tem um tempo de duração, inclusive o composto obtido do processo de destilação do petróleo, o CAP (Cimento Asfáltico de Petróleo). A partir da década de 50, com a queda do preço do petróleo, algumas vias e rodovias passaram a ser construídas com revestimento asfáltico. Desde então, o material espalhou-se por todo o Brasil e hoje não há uma cidade, por menor que seja, que não tenha uma vibroacabadora e uma rua asfaltada. A Petrobras possui o monopólio de distribuição do produto, mas cada refinaria vende um CAP diferente porque a empresa importa diferentes tipos de petróleo. A falta de homogeneidade das características do CAP é um dos problemas da produção nacional que afetam a qualidade do asfalto. A maioria das normas de projeto de pavimentos asfálticos é antiga assim como a formulação do composto utilizado. Em geral, as misturas são constituídas por asfalto, pedras e agregados e podem ser aplicadas a quente ou a frio. As variações no tamanho e forma dos agregados e o grau de pureza do ligante asfáltico são determinantes na qualidade final. "Essa mistura típica é utilizada no Brasil há 50 anos", afirma José Tadeu Balbo, pesquisador do Laboratório de Mecânica de Pavimentos da Poli-USP. Empurrados, no entanto, pela concorrência de outros tipos de pavimento, sobretudo o de concreto, os produtores estão dando início a uma busca pela melhoria tecnológica dos pavimentos asfálticos. Testes estão sendo realizados para produção de asfaltos modificados com polímeros, mais resistentes e capazes de suportar melhor o tráfego intenso. Os asfaltos modificados unidos a agregados com forma e granulometria controlados produzem o SMA (Stone Matrix Asphaltic), mistura asfáltica de matriz pétrea de altíssima resistência e reduzida deformação elástica. O metro cúbico do composto é muito mais caro que a mistura asfáltica tradicional, o que condiciona seu uso a casos especiais. Além do SMA, o microconcreto asfáltico também já foi testado e aplicado com sucesso em várias obras, apesar do preço elevado. O composto, sem função estrutural, é elaborado com asfalto emulsionado, que pode ser modificado com polímeros, água e agregados muito finos. Em geral é aplicado uma fina camada a frio sobre pavimentos que apresentam microfissuras. "A mistura de altíssimo desempenho sela trincas superficiais e melhora a aderência do veículo na pista", explica Balbo. Inovações flexíveis Pavimentos Uma corrida tecnológica inédita no Brasil põe na pista os avanços em pavimentação de rodagem. Uma corrida tecnológica inédita no Brasil põe na pista os avanços em pavimentação de rodagem. Depois do crescimento dos pavimentos de concreto na onda das privatizações de rodovias, agora é a vez dos pavimentos asfálticos darem um salto de performance. TECNOLOGIA NA RIO-JUIZ DE FORA O microconcreto asfáltico obtido a partir de aditivos químicos vem sendo usado pelas principais concessionárias do Brasil como rejuvenescedor de rodovias Construção em camadas As condições de rolamento da pista não dependem apenas da qualidade do asfalto. O pavimento é uma estrutura complexa, e um bom projeto e a perfeita execução de todas as camadas são imprescindíveis. Dividido em dois grupos básicos, flexíveis e semi-rígidos, os pavimentos são dimensionados de acordo com as cargas e intensidade de tráfego que deverão suportar. Os semi-rígidos possuem uma camada de solo-cimento para estruturar o pavimento. Nesse caso, é recomendável que essa camada não esteja diretamente abaixo da capa para evitar a propagação de fissuras de retração ao asfalto. Como a oferta de agregados e asfalto varia de uma região para outra, a execução e o tipo de camadas diferem em todo o País. Em geral, os pavimentos são construídos sobre leito de fundação, que é o próprio solo da área. Se o subleito não é bom o suficiente, deve ser reforçado. Sobre o reforço executa-se a base, composta de rocha britada com granulometria aleatória (rachão ou bica corrida), pedra britada com granulometria definida (incluindo preenchimento da matriz de agregado graúdo com areia, pó-de-pedra ou mesmo solo) dependendo do projeto. Finalmente, acima da base, após imprimação com emulsão asfáltica, é lançado e compactado o concreto betuminoso, normalmente uma primeira camada com granulometria mais aberta (Binder) e uma camada final com granulometria mais fechada (capa de rolamento), que além da contribuição estrutural tem a função impermeabilizante e de conferir conforto e segurança. De acordo com a engenheira Andrea Severi Arantes, da empresa de projetos de pavimentação Vetec, o serviço começa a partir da publicação de um edital por um órgão público. Para participar, as empresas devem entregar habilitação e propostas técnica e comercial. A vencedora recebe um manual com as especificações de projeto das vias urbanas ou rodovias, dependendo do contrato. "Cada órgão tem um manual próprio", afirma Andrea. O primeiro passo do projetista de pavimentação é requerer ensaios do tipo e resistência do solo da região a ser pavimentada. O solos recebem uma classificação quanto à resistência chamada ISC (Índice de Suporte Califórnia), que mostra a necessidade ou não de reforço. "Solo bom possui ISC acima de 15%", explica Andrea. É então estimado o tráfego futuro da via, que pode ser leve, médio-pesado ou pesado. O tráfego é transformado em eixos-padrões, e o projetista deve determinar quantos eixos-padrões a via irá receber em um tempo predeterminado. Em geral, os pavimentos flexíveis são projetados para durar até 12 anos com manutenções periódicas. A espessura, o material e a quantidade das camadas são determinados pelo projetista de posse do resultado dos cálculos, mas o projeto deve seguir ao máximo as especificações do órgão responsável. Depois de dimensionados, os valores do projeto sofrem verificações de segurança que garantem a verdadeira eficiência do pavimento. É feita uma análise dinâmica da estrutura (impactos, força centrípeta) verificando-se os esforços solicitantes por meio de métodos específicos. Muitas vezes os resultados podem mostrar que o dimensionamento está na faixa limite de segurança, então é necessário redimensionar o pavimento. ASFALTO NA RUA A mistura asfáltica elaborada na usina é transportada por caminhão até a acabadora, que espalha a massa no local (acima). Em seguida, um rolo de pneus e um rolo liso compactam a camada (abaixo) Drenagem  Os sistemas de drenagem têm a função de evitar que a ação da água altere o volume e a capacidade de suporte das camadas. A drenagem eficiente evita também o bombeamento dos finos do subleito para a superfície e o arrastamento de partículas do solo devido ao fluxo da água. A drenagem superficial encaminha a água de escoamento do pavimento e de taludes, enquanto a drenagem profunda, subdrenagem ou drenagem subterrânea encaminham a água de infiltração, ou seja, a água que penetrou pelo revestimento. Em projetos de vias urbanas e rodovias existem dispositivos de drenagem comuns como sarjetas, meios-fios, drenos profundos e camadas drenantes. As rodovias dispõem de mais elementos com função drenante ou estabilizante, como valetas de proteção de pé-de-aterro, caixas coletoras, descidas de águas, bueiros de grade e de fundo de grota, bermas, proteção de taludes e linhas de tubo. As sarjetas de corte localizam-se junto ao pé dos taludes e coletam as águas de chuva para saídas de água para impedir a erosão da plataforma da rodovia e dos taludes de aterros. Os meios-fios ou banquetas de aterros são construídos junto ao bordo da plataforma dos aterros e às vias públicas para encaminhar a água da chuva para as saídas de água ou bocas-de-lobo. Os drenos profundos são dispositivos escavados e enterrados nos leitos e coletam as águas de infiltrações superiores ou de lençóis subterrâneos e as conduzem para fora do pavimento. Em alguns projetos, os drenos são construídos em conjugação com uma camada drenante do próprio pavimento ou de regularização dos cortes em rocha, que pode ser a camada de base ou a camada de ligação (Binder) do pavimento. Os drenos são construídos com uma camada superficial de material filtrante ou, mais recentemente, com manta geotêxtil sobre material drenante. Já os pavimentos drenantes devem ser executados com material com granulometria mais aberta e com estabilidade garantida pelo intertravamento dos grãos. Em alguns projetos é utilizado um pré-misturado betuminoso a frio ou a quente, com baixa taxa de ligante que melhora substancialmente a qualidade estrutural da camada. Os manuais fornecidos por órgãos públicos descrevem os métodos de execução e cálculo necessários ao dimensionamento das áreas drenadas e dos dispositivos de drenagem, bem como recomendam materiais e cuidados especiais. Em qualquer situação, o projeto de drenagem deve prevenir a ocorrência de danos ambientais às áreas vizinhas, incluindo alagamentos, inundações, erosões e assoreamento de córregos, por exemplo. Patologias e manutenção A vida útil do pavimento é determinada de acordo com o tráfego e carga estimados, espessuras e materiais das camadas. No entanto, a efetiva durabilidade da via depende da perfeita execução da estrutura, do desempenho dos dispositivos de drenagem e, principalmente, de manutenções. Em geral, os pavimentos asfálticos apresentam problemas relativos às propriedades do material e devido ao dimensionamento incorreto agravados pela falta de manutenção. O asfalto perde flexibilidade com a evaporação de voláteis e a oxidação por agentes químicos e intempéries, e a microestrutura começa a sofrer um processo mecânico de fadiga e rompimento. Um dos defeitos mais comuns derivados desse processo são as fissuras chamadas de pele de jacaré, que revelam uma perda da capacidade estrutural. Uma boa parte das patologias em pavimentação aparece pela ação da água. Quando atravessa a camada de rolamento, acumula-se no subleito e responde à ação das cargas verticais na mesma intensidade, diminuindo a capacidade de suporte do solo. Pressionada pela carga transmitida pelos veículos, a água então sobe em direção ao revestimento e leva consigo materiais granulares mais finos que lubrificam a base de brita. Sem manutenção, as fissuras evoluem para os buracos chamados panelas, tão comuns em vias urbanas. Para evitar o aparecimento de buracos, as fissuras podem ser seladas com lama ou microconcreto asfálticos, materiais que evitam a penetração de água e contaminação da base. "Dessa maneira posso manter o pavimento por mais três ou quatro anos", afirma Balbo. E quanto aos buracos? Quando o pavimento chega a formar panelas, a estrutura já está bem comprometida, mas poderia ter sua vida útil prolongada com intervenções corretas. Tapar buracos é uma atividade comum nas grandes cidades mas, em geral, muito contraprodutiva. Os funcionários municipais jogam material em temperaturas inadequadas dentro do buraco, socam e consideram o trabalho finalizado. Depois de uma semana de mau tempo, o buraco abre de novo. Para evitar reincidências, deve-se recortar o asfalto em torno do buraco, com cortes perpendiculares e profundos, abrindo-se uma caixa no pavimento. Em seguida as camadas devem ser reconstituídas para que o material asfáltico possa ser despejado e compactado, tomando-se o cuidado de observar a temperatura. As trilhas de rodas, afundamentos plásticos causados pela passagem dos pneus, e os escorregamentos laterais, ambos derivados de tráfego intenso em faixas de rolamento reduzidas são também comuns nas vias urbanas. Os afundamentos plásticos são inerentes às propriedades visco-elásticas do asfalto, mas podem ser minimizados com a dosagem correta do concreto asfáltico e com a execução de uma sub-base capaz de absorver deformações e proporcionar maior rigidez. Quanto maior for a deformabilidade elástica do pavimento, maior será sua deformação plástica. Uma das soluções de projeto para minimizar essa característica é a execução de uma sub-base cimentada que absorve deformações e confere maior rigidez ao pavimento. Já os pavimentos prontos podem receber um reforço sobre o revestimento, ou seja, o recapeamento da camada de rolamento. O procedimento consiste na retirada de faixas de asfalto para posterior cobertura com uma nova camada. Uma pintura de ligação garante a aderência entre as camadas velha e nova. A decisão de recuperar os pavimentos depende de uma série de avaliações. Existem métodos estruturais e funcionais de análise. A avaliação estrutural é feita com equipamentos que medem deflexões, e a funcional pode ser feita pela análise visual do técnico que anota os defeitos existentes enquanto caminha ou por meio de um veículo equipado com filmadora que percorre a pista e envia as imagens para uma central. De acordo com a engenheira Marcia Aps, doutoranda do Laboratório de Tecnologia de Pavimentação da Poli-USP, não é a tecnologia do equipamento que garante uma boa avaliação. "Manutenção bem feita não exige alto custo", afirma. A engenheira considera primordial o técnico conhecer as características da malha viária em questão, pois cada região apresenta um conjunto de defeitos específicos relativos ao clima, materiais disponíveis e grau de manutenção. Fonte: Pini

Escavações em solos

Luiz Roberto Batista Chagas Escavações em solos Figura 10. Trator de lâmina. As escavações em solos podem ser feitas manualmente, com uso de ferramentas apropriadas, ou mecanizadas. Trataremos aqui apenas das escavações mecanizadas. Em geral, as escavações mecanizadas podem ser feitas por meio de cortes com lâminas, como acontece com os tratores (Figuara 10) e motoscrapers, ou por meio da penetração de caçambas no solo, como acontece com as escavadeiras e draglines. Se o material for resistente à lâmina, ele deverá ser escarificado com rippers (Figura 11), que são dentes especiais colocados nas traseiras dos tratores. Uma maneira de verificar se o trator comripper será capaz de desagregar o material a ser escavado consiste em proceder a testes geofísicos na jazida, fazendo com que o corpo seja atravessado por uma onda sísmica, provocada por detonações de explosivos, e medindo a velocidade desta onda por meio de geofones. A cada explosão a onda se propagará no interior do solo por percursos radiais deformados devido às variações de densidades e à composição do corpo do substrato atravessado por elas. Em um granito são, por exemplo, uma onda pode atingir velocidade em torno de 5.000m/s. Os fabricantes dos rippers costumam disponibilizar em seus catálogos gráficos correlacionando, para cada tipo de equipamento, as velocidades sísmicas com os diversos tipos de material atravessado por essas ondas. Esses gráficos indicam as faixas de velocidades em que um determinado material é "escarificável", onde a situação é marginal e onde não será possível realizar a escarificação. Veja um exemplo do gráfico na Figura 12. Figura 11. Esquema de um ripper (desenho de catálogo Caterpillar - pp. 1-67.). Figura 12. Exemplar de um gráfico de materiais ripáveis para trator D8R. Existe no mercado uma variedade de tipos conhecidos de equipamentos de escavação em solos, cada um deles apropriado para uma determinada finalidade. Quanto à configuração dos equipamentos de escavação, eles podem ser classificados em simplesmente escavadores, como é o caso dos tratores de lâminas e das escavadeiras (Figura 13), ou escavotransportadores, como é o caso dos motoscrapers (Figura 14), que normalmente trabalham auxiliados por tratores, dando-lhes pushers no momento do corte por não terem potência suficiente para efetuarem o corte produtivo do material com a ação dos seus próprios motores. Figura 13. Retroescavadeira sobre esteiras. Figura 14. Motoscraper (superior) e com trator dando pusher (inferior). Cálculo da produtividade Em geral, a base de cálculo da produtividade será a divisão do volume mobilizado em cada ciclo de operação do equipamento pelo respectivo tempo gasto neste ciclo. O volume mobilizado em cada ciclo depende da capacidade volumétrica da caçamba do equipamento. A capacidade volumétrica da caçamba poderá ser de V1 coroada ou V2 rasa (Figura 15). Figura 15. Esquema de caçamba coroada/rasa. Normalmente, os catálogos dos equipamentos trazem essas duas informações. Deve-se considerar sempre um fator de eficiência a ser aplicado sobre o dado da caçamba do equipamento, porque este volume está sujeito às características do material escavado. É fácil compreender que uma argila coesiva tem comportamento diferente do de uma areia seca sem coesão e que, por isso, numa escavação em argila, a caçamba pode vir mais cheia em cada ciclo. Outro fato a considerar é o fator de conversão de volume, que deve ser aplicado em conformidade com as referências de medição da produtividade e dos serviços. Sendo assim, se a medição da escavação for feita no corte, como acontece na maior parte das situações, deve-se converter o volume solto da caçamba para o volume no corte. Os cálculos dos ciclos dependem do tipo de equipamento e de suas condições de trabalho. O ciclo de um motoscraper, por exemplo, caracteriza-se pelos tempos de: escavação, viagem de ida, descarga e retorno. Cada um desses tempos tem sua relação com o serviço do local escavado. Assim, o tempo de escavação com motoscraper pode ser influenciado pelas propriedades do material escavado, pelos espaços disponíveis para o trabalho, pelo desempenho dopusher, etc (Figura 16). Os tempos de transporte de ida e de retorno dependerão das considerações de distâncias, características superficiais dos acessos, rampas, potências dos motores, etc. O tempo de descarga dependerá do local de bota-fora e das manobras necessárias, entre outros fatores. Figura 16. Ciclo esquemático do motoscraper com o trator dando pusher. Em todos os casos, a habilidade dos operadores é ponto fundamental na produtividade. Exemplo: três motoscrapers executam um corte de 15.000m3 a uma distância média de transporte L = 900m. Calcule o ciclo teórico, a produtividade de uma unidade em m3/h no corte e a duração total do serviço. Defina, também, quantos motoscrapers poderiam ser acionados pelo trator dando pusher. Dados do motoscraper: Q = 15,00m3 (volume coroado) - dado pode ser extraído do catálogo da máquina. Velocidade ida - Vi = 12,00km/h - dado a ser calculado pelo local. Velocidade volta - Vv = 15,00km/h - dado a ser calculado pelo local. Tempo de manobras - tm = 2min (dado de outras obras) . Tempo de descarga - td = 1min (dado de outras obras). Eo = 0,80 (fator de eficiência operacional). Fator de eficiência da caçamba - k = 1,10. Nota: As velocidades de ida e volta do motoscraper podem ser obtidas dos gráficos do fabricante, que são preparados para cada tipo de máquina. Deve- se entrar no gráfico com o peso total da máquina mais carga, com a soma percentual da resistência de rolamento acrescida do percentual da rampa de trabalho a vencer, obtendo-se assim o Rimpull, que é a força disponível entre o pneu e o solo para propelir o veículo, e com a máxima velocidade possível para o caso. Dados do pusher: Tempo de ciclo Tp = 1,5min. Dados do solo: Densidade solta s = 1,40t/m3. Densidade no corte c = 1,60t/m3. Solução: Ciclo teórico de um motoscraper - Tc = Tp + L ⁄ Vi + L ⁄ Vv + td + tm: Tc = 1,50 + (0,90 ⁄ 12,0) × 60 + (0,90 ⁄ 15,0) × 60 + 1,00 + 2,00 = 12,60min. Fonte: Pini

Asfalto-borracha

A adição de pó de borracha extraído de pneus velhos ao ligante asfáltico aumenta a durabilidade do pavimento em até 40% e começa a se popularizar entre as concessionárias de rodovias brasileiras

Por Caroline Mazzonetto

O asfalto-borracha ou asfalto-ecológico pode até parecer uma novidade em pavimentação, mas não é. Usado nos Estados Unidos há mais de 40 anos, ele só começou a ser visto no Brasil por volta do ano 2000, depois que a patente que protegia a tecnologia venceu. Foi o start para que a adição do pó extraído de pneus usados ao ligante asfáltico se tornasse praticável. Os números são incertos, mas pesquisadores chegam a dizer que há atualmente mais de 8 mil km de estradas pavimentadas com asfalto-borracha no Brasil. O número é pequeno diante de uma malha asfáltica de 170 mil km, mas a popularização é crescente entre as grandes concessionárias de rodovias: 22% das estradas administradas pelo Grupo EcoRodovias já possuem pavimentação com asfalto-borracha (o equivalente a 1,5 mil km) e o grupo CCR, outro gigante do setor, possui pavimentação do tipo em 15% de suas rodovias.

O material é caracterizado por mistura descontínua com ligante asfáltico modificado por borracha triturada de pneus e compactado a quente. Segundo especialistas, quanto maior o teor de borracha aplicado - 5% pelo método industrial ou até 20% pelo sistema "in situ field blend" (veja case do departamento de Estradas e Rodagem do Rio de Janeiro) - mais eficiente o pavimento, especialmente no quesito durabilidade. "Em geral, o pavimento de asfalto-borracha é cerca de 40% mais resistente do que o asfalto convencional", explica Paulo Rosa, engenheiro-assessor de projetos especiais da Ecovias, empresa do grupo EcoRodovias. Além da resistência e diminuição de custos de manutenção, a adição da borracha traz outras vantagens. "O asfalto-borracha tem maior aderência, o que ajuda a evitar derrapagens e reduz o spray causado pelos pneus em dias de chuva", acrescenta o engenheiro. Além disso, pode ser utilizado em qualquer rodovia com as mesmas condições da aplicação do asfalto convencional.

A ressalva é que esse tipo de pavimentação é cerca de 30% mais caro. "Se precisa de um processo industrial para adicionar a borracha que vai dar condição de melhor resistência ao impacto de tráfego e da intempérie é óbvio que fica mais caro", afirma o consultor em pavimentação Firmino Sávio de Souza. De­­cidir se a resistência compensa o custo maior de im­­­plan­­­­­tação do asfalto-borracha vai depender da análise do projeto técnico.

O asfalto-borracha foi aplicado pela EcoVias em 30 km da Serra da via Anchieta (do km 10 ao km 40)

A durabilidade varia de acordo com as condições da estrada, a temperatura e clima da região, assim como a intensidade do tráfego. "Em uma rodovia de alto tráfego com estrutura de pavimento robusta, o asfalto-borracha pode durar cinco anos, e em uma de baixo tráfego bem estruturada e com as mesmas condições climáticas pode durar 25, 30 anos", aponta o engenheiro Pa­­­ulo Ruwer, res^{­­­­­­­­­­}pon­­­­­­­sável por uma experiência pioneira com asfalto-borracha em 2001 em uma estrada controlada pelo consórcio Univias.

Na pavimentação de 1 km de rodovias com asfalto-borracha, a Ecovias reutiliza 600 pneus e o Univias, 1.000. Para isso é usado pó de borracha - extraído do pneu por empresas especializadas, que fazem com que o material se torne novamente útil como matéria-prima na indústria da borracha. Ao ser quimicamente adicionado ao cimento asfáltico de petróleo (CAP), o composto resultante dessa extração dá ao asfalto as características que pertenciam ao pneu, como a capacidade de não perder as características funcionais por causa da variação de temperatura ou intempéries, e as vantagens de aumentar a estabilidade e prolongar a vida útil do pavimento.

"O CAP tem limitações em termos de trabalhabilidade e a borracha adicionada ao cimento confere propriedades positivas em termos de resistência", assinala Souza. No site da Associação Brasileira das Empresas Distribuidoras de Asfaltos (Abeda) é possível encontrar especificações técnicas do asfalto-borracha.

Com a mistura do pó de borracha (que se assemelha a uma farinha preta), o ligante asfáltico fica mais viscoso, mais grosso, e precisa de uma temperatura maior para ficar líquido e se tornar trabalhável. Enquanto o asfalto convencional exige calor de 60º ou 70º, o asfalto-ecológico precisa de 170º ou até 180º, dependendo da quantidade de pó de borracha adicionado a ele. No final, nem se vê a borracha dissolvida. A última etapa é adicionar pedra ao ligante e aplicar na estrada.

Contratação

Da mesma forma em que as concessionárias começam a optar pelo asfalto-borracha em suas estradas (veja os casos da Ecovias e da Univias em quadros à parte), as entidades públicas também podem exigir em edital de licitação o fornecimento desse produto. Em julho de 2011, o governo do Rio de Janeiro publicou um decreto em que autorizou que as rodovias do Estado a­­­­dotem asfalto ecologicamente correto. O Departamento de Estradas de Rodagem do Rio de Janeiro (DER-RJ) contratou, então, a construtora Colares Linhares pa­­­­ra a restauração do pavimento da RJ-122, rodovia que liga Cachoeiras de Macacu a Guapimirim. A obra, segundo Lincoln Aguiar, diretor-superintendente da construtora, foi a primeira pavimentação do Brasil feita com asfalto-borracha "in situ field blend": uma tecnologia que incorpora massa asfáltica localmente ao pó de pneus reciclados (veja detalhes em destaque).

A quem for contratar uma obra com asfalto-borracha, a dica é justificar a escolha do material em laudos técnicos que demonstrem que o custo vai se reverter no futuro em uma durabilidade maior. Esse laudo precisa ser elaborado por um responsável técnico com experiência na área (um engenheiro civil ou técnico em pavimentação) e deve trazer todas as características da composição do produto no memorial descritivo, nos projetos básico e/ou executivo, nas planilhas orçamentárias e no cronograma físico-financeiro.

É preciso citar padrões mínimos, espessuras, tipos de materiais que poderão ser usados, composição mínima, ideal ou máxima do produto final. "O cuidado que se deve ter é que exista no mercado mais de uma empresa que forneça o material, para não criar um monopólio de difícil mensuração do custo correto", recomenda Raul Carneiro Borba, que há 15 anos atua na elaboração de licitações municipais. Também é bom evitar subcontratações: ou a contratação global da empreiteira já inclui o fornecimento do asfalto-borracha e da mão de obra, ou são feitos dois processos distintos. Assim, fica definida a responsabilidade de cada um.

Vantagens ambientais

n Criado em 1960 pelo norte-americano Charles MacDonald, o asfalto-borracha cobre hoje aproximadamente 70% da malha rodoviária do Arizona. Também está presente nos Estados da Califórnia, Flórida e Texas. Fora dos Estados Unidos, a tecnologia pode ser vista na África do Sul e em Portugal, além do Brasil

n O uso de pneus descartados (que no Brasil chegam a 30 milhões por ano) na produção de asfalto leva a uma economia de:

n Petróleo (R$ 14 milhões/1.000 km em asfaltos);

n Pedras (R$ 26 milhões/1.000 km);

n Energia (R$ 10 milhões/1.000 km em transporte);

n Tempo de viagens (25 milhões veículos/ano);

n Aterros sanitários (R$ 8 milhões/1.000 km).

FONTE: Consórcio Univias

Ecovias possui usina própria de asfalto para fabricação de CAP e asfalto-borracha

ECOVIAS

O asfalto-borracha começou a ser usado pelo Grupo EcoRodovias em caráter de teste em 2002, depois que técnicos da empresa foram enviados à Califórnia e ao Arizona para aprender mais sobre o assunto. Hoje, o asfalto-ecológico está presente na região do planalto das rodovias Imigrantes (km 12 ao 40) e Anchieta (km 10 ao 40), na serra da via Anchieta (km 40 ao 55) e em outros pontos, como na marginal da Anchieta, em Cubatão, e em parte da Interligação Planalto. Em 2011, o asfalto-borracha foi usado no recapeamento do trecho de baixada da Imigrantes (km 55 ao 70) e está sendo aplicado na rodovia Cônego Domênico Rangoni, do km 270 ao 248. Para garantir a qualidade do material e agilizar o processo, a Ecovias possui sua própria usina de asfalto, capaz de fabricar tanto CAP quanto asfalto-borracha. Veja minientrevista com Paulo Rosa, engenheiro assessor de projetos especiais da Ecovias.

Por que a EcoRodovias adotou o asfalto-borracha?

O primeiro trecho a receber o material foi a serra da Anchieta, local por onde trafega a grande maioria dos veículos de carga que se dirigem ao Porto de Santos. A intenção foi justamente apostar em um material que fosse mais resistente e exigisse menos intervenções para manutenção. Sabemos que, quanto menos interdições precisarmos fazer para manter as rodovias em boas condições, melhor para o usuário.

Em que casos o investimento no asfalto-borracha se justifica?

Mesmo o asfalto-borracha sendo mais caro que o convencional, é ecologicamente correto por colaborar com a diminuição de resíduos prejudiciais ao meio ambiente. A questão ambiental é um fator que impulsionou a concessionária a investir no asfalto-borracha. Uma faixa de rolamento de 1 km de asfalto borracha utiliza cerca de 600 pneus que seriam descartados na natureza.

A empresa pretende usar mais dessa tecnologia no futuro?

Nos próximos anos, serão recapeadas com asfalto-borracha as rodovias Anchieta, do km 55 ao 65, toda a extensão da Padre Manoel da Nóbrega sob a concessão da Ecovias (km 270 ao km 292), a rodovia Cônego Domênico Rangoni e a rodovia SP 248.

Univias tem registrado acréscimo de 46,6% na vida útil dos pavimentos com asfalto-ecológico, em relação à pavimentação convenciona

UNIVIAS

A primeira tentativa do consórcio Univias com o asfalto-borracha aconteceu em agosto de 2001, em um trecho de cerca de 900 m na BR-116, entre os municípios gaúchos de Guaíba e Camaquã. "O risco na ocasião era relativamente alto, pois se tratava de uma rodovia importante. Se desse errado teria que sair arrancando tudo", lembra o engenheiro Paulo Ruwer, que esteve à frente dos trabalhos. Como ainda não havia fornecedores de asfalto-borracha, a equipe procurou quem estivesse disposto a participar da experiência: as empresas Microsul (para triturar os pneus transformando-os em pó de borracha), a Greca Asfaltos (para fabricar o material) e o Laboratório de Pavimentação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), que ajudou com a tecnologia e a metodologia. A iniciativa foi positiva e os profissionais envolvidos na obra começaram a apresentar o resultado em congressos e eventos. "Outras concessionárias e órgãos públicos começaram a usar essa técnica, e o Univias continua usando", afirma Ruwer. De acordo com a empresa, o asfalto-borracha produzido pelo consórcio tem uma vida útil 46,6% superior à do asfalto convencional.

Usina de asfalto-borracha "in situ field blend" que atende às obras de restauração da RJ-122

DER-RJ

O Departamento de Estradas e Rodagem do Rio de Janeiro foi o primeiro do País a contratar uma obra de pavimentação com asfalto-borracha "in situ field blend", tecnologia que aditiva in loco 20% de pó de pneu reciclado à massa asfáltica. A tecnologia, que promete aumentar em 60% a durabilidade da pavimentação, foi especificada em 2011 como objeto de licitação para a restauração da RJ-122, rodovia que liga Cachoeiras de Macacu a Guapimirim.

Segundo Lincoln Aguiar, diretor-superintendente da construtora Colares Linhares, responsável pela execução da empreitada, a diferença entre o asfalto modificado industrialmente com adição de borracha e aquele produzido localmente é o teor de borracha aplicado. "Pelo modelo convencional, só é possível adicionar 5% de pó de borracha; já pela aplicação in loco, conseguimos aplicar até 20%, o que produz um revestimento com altíssimo índice de coeficiente de atrito, garantindo melhor aderência dos veículos à pista e níveis de ruído expressivamente menores às estradas.

Porém, para produzir o pavimento com a tecnologia "in situ field blend" é preciso que a usina de asfalto esteja próxima ao trecho da obra, de modo a evitar a vulcanização da borracha que, quando aplicada em grande volume, ocorre quatro horas após ela ser misturada com o asfalto quente. O sistema também prescinde de infraestrutura específica, de equipe especializada e de um rígido controle tecnológico. Somente nos 35 km de estrada da RJ-122, foram utilizados cerca de 430 mil pneus reciclados.

Fonte: Pini

Taludes atirantados

Paramento em concreto armado é uma das soluções para contenção de encostas e redução de riscos de deslizamentos. Conheça as principais aplicações, o custo-benefício e os cuidados para a contratação

Por Rodnei Corsini

Cortinas atirantadas são estruturas feitas de concreto armado que recebem a tração de tirantes para contenção de terrenos. Nor­malmente, os tirantes são elementos de aço compostos por cabos ou por uma monobarra. "O tirante, basicamente, é um elemento metálico que é introduzido no solo para transferir carga de dentro de um maciço para uma parede ou outra estrutura de contenção", descreve Carlos Peão, engenheiro civil e superintendente comercial da Geosonda, empresa de serviços de engenharia. A porção do tirante imersa no solo tem a sua extremidade ancorada, enquanto a extremidade externa transfere a carga do sistema para a estrutura de concreto armado.

A solução é muito usada em obras rodoviárias e ferroviárias, em estradas ou linhas de trem que atravessam serras ou relevos bastante acidentados. Para vencer a topografia, são feitos cortes nos terrenos, e os taludes resultantes desses cortes são contidos pelas cortinas atirantadas. Essa estrutura de contenção é bastante adotada, também, em áreas de deslizamentos em que há necessidade de conter taludes ou encostas. E, ainda, em casos de aproveitamento do topo de terrenos acidentados para construção de edificações. "É muito utilizada em áreas urbanas densas, onde há um talude com casas no topo por exemplo. Com a contenção, você protege as casas de cima e as de baixo, da encosta, também", diz Rodolfo Moreda Mendes, engenheiro civil e pesquisador científico do Instituto Geológico, órgão de pesquisa vinculado à Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo.

TIRANTE - ESQUEMA

Componentes

Na contenção de taludes com cortinas atirantadas, a estrutura de concreto armado chamada de cortina cumpre a função de paramento. "Ela é chamada de 'cortina' porque, comparada às estruturas tradicionais de contenção - como muros de arrimo -, é mais esbelta, tem espessura menor", diz Alexandre Rocha, engenheiro civil e diretor da Preserva Engenharia, empresa de serviços de geotecnia e recuperação de estruturas. A espessura de uma cortina é determinada em função do projeto - geralmente pode ter de 15 cm até 30 cm, variando conforme o dimensionamento da carga de contenção. "A estrutura de concreto armado é espécie de laje na vertical. Ela vai receber os tirantes e vai pressioná-los contra o talude", diz Mendes.

O dimensionamento da cortina vai obedecer às necessidades levantadas no estudo do maciço a ser contido, determinando suas características geométricas, como altura e comprimento. "A cortina pode ser executada com concreto projetado ou lançado convencionalmente, com forma", diz Peão.

Os tirantes, geralmente compostos por fios ou cordoalhas de aço ou por uma monobarra metálica, podem ser protendidos na sua execução. A protensão é um artifício para introduzir, em uma estrutura, um estado prévio de tensões. Quando os tirantes são protendidos, são chamados de tirantes ativos. Quando não são protendidos, são tirantes passivos. "Os tirantes ativos aplicam uma força na estrutura de contenção contra o maciço. Os passivos, não - eles ficam esperando para que ocorra a solicitação deles. Ou seja: havendo uma movimentação da estrutura, eles passam a atuar", compara Rocha. O tirante passivo também é conhecido como chumbador ou grampo.

A determinação do tipo de solução - passiva ou ativa - também é determinada depois dos estudos geológicos, seguindo as necessidades de projeto. Da mesma forma, não há orientações pré-determinadas para a escolha dos materiais dos tirantes. Segundo o engenheiro Carlos Peão, é possível escolher entre vários tipos de barras de aço ou cordoalhas, de diferentes diâmetros, que podem ser compostos aos pares de modo a atender o dimensionamento. "O importante é que você tenha uma composição de elementos metálicos que possa atender à carga dimensionada", diz.

Nas cortinas atirantadas, cabos de aço e monobarras (tirantes) são tracionados em estruturas de concreto armado

Estudo geotécnico

Antes da execução da cortina atirantada, propriamente, é feito o estudo geotécnico para verificar as condições e as propriedades do maciço. "Esse levantamento vai indicar a resistência do maciço, a altura da contenção, o cálculo de empuxo sobre a cortina, entre outros", diz Mendes. Com base nesse estudo começam os cálculos para dimensionar a protensão, como diâmetro dos tirantes e de cada fio, trecho mínimo de ancoragem, trecho livre etc. "O atirantamento não necessariamente é requisitado em terrenos constituídos por solo. Pode ser em uma mistura de solo e rocha, ou somente rocha", diz o pesquisador do Instituto Geológico.

Segundo Mendes, a inclinação dos taludes a serem contidos pode ter diferentes ângulos, mas é mais comum a execução em inclinações mais próximas a 90o. "Quando há um talude inclinado, fica um pouco mais difícil executar os tirantes. Porque os tirantes, geralmente, já vão inclinados dentro do maciço", diz.

As propriedades do maciço levantadas no estudo geotécnico vão determinar como vai ser o projeto executivo, com características como inclinação de perfuração e execução dos tirantes, profundidade da perfuração - que pode variar geralmente entre 10 m e 15 m de profundidade -, comprimentos do trecho ancorado e trecho livre.

Execução

A execução de atirantamento em uma cortina para contenção de talude é feita seguindo algumas etapas: perfuração do maciço, montagem e instalação dos tirantes, injeção de calda de cimento na extremidade interna do tirante e protensão - no caso das soluções ativas. A perfuração do maciço é feita por máquinas chamadas de perfuratrizes, seguindo profundidade, ângulo e diâmetro determinados em projeto. Entre os fatores que determinam a profundidade da perfuração está a necessidade de se encontrar uma área resistente do maciço para a ancoragem do tirante. "Se a contenção for executada em solo de baixa resistência, é necessário aprofundar a perfuração até encontrar solos mais resistentes, para que o bulbo não fique solto", diz Mendes. A soldagem do solo, feita previamente, indica o local adequado para o trecho de ancoragem.

Concluída a perfuração, é feita a limpeza do interior do furo para eliminação de todos os detritos. A quantidade de tirantes e o espaçamento entre eles vão depender das características do material que você vai conter, da espessura da cortina de contenção, entre outros fatores.

Os tirantes são montados conforme especificação do projeto e transportados para o local de instalação. Sua introdução no furo é lenta, evitando atrito excessivo. É necessário um tratamento anticorrosivo no material, e sua vida útil vai depender principalmente do tipo de aço adotado e desse tratamento prévio.

Após sua introdução, é feita a injeção de calda de cimento. "A calda é feita com cimento Portland comum, normalmente em uma proporção de metade água e metade cimento", diz Peão. A injeção é feita por ação da gravidade, por meio de um tubo de PVC. Os volumes de calda e pressão da injeção devem garantir a perfeita ancoragem do tirante ao maciço.

Assim que os tirantes estão devidamente ancorados, após a cura total da calda de cimento, pode ser feita a protensão. O procedimento utiliza macacos hidráulicos e, nessa etapa, são colocadas as peças que compõem a "cabeça" do tirante - a cunha de grau, a placa de apoio e as porcas ou clavetes para fixação.

Depois do atirantamento do maciço, é executada a cortina de concreto armado, que fará de fato a contenção do talude. O concreto deve ter uma resistência mínima de 22 MPa. Cada camada de concreto lançada deve ser vibrada mecanicamente por meio de vibradores de imersão ou de parede, evitando-se a vibração da armadura para que não se formem vazios ao seu redor, prejudicando a aderência. As formas das cortinas podem ser compostas de estruturas metálicas ou de madeira, e são dimensionadas de maneira que não sofram deformações prejudiciais.

Por fim, é preciso proteger a cabeça dos tirantes. "O que se costuma fazer é concretar a cabeça do tirante depois que se faz a protensão, de uma maneira que o ar não entre, principalmente para evitar corrosão", alerta Mendes.

Cortina atirantada pode ser executada em maciços de diversas composições geológicas, geralmente em taludes com pouca inclinação

Viabilidade e fiscalização

Segundo o engenheiro Carlos Peão, em taludes de até 4 m geralmente não se executa uma cortina atirantada para contenção em casos típicos. Normalmente, a solução é feita em taludes acima disso, não se ultrapassando, geralmente, mais de ­­­20 m­­­­ de altura. "Para obras em estradas, por exemplo, pode ser preferível vencer o maciço por meio de um túnel", diz.

Considerada uma solução bastante cara, é preciso verificar a viabilidade econômica da contenção de taludes com cortinas atirantadas. Na aplicação desse tipo de obra para obtenção de áreas planas para construção, em regiões de topografia acidentada, Mendes diz que em áreas de casas com valor agregado baixo a solução pode ser inviável economicamente. "Seria mais fácil, em uma área de risco em que há casas baseadas em R$ 30 mil ou R$ 40 mil, no máximo - e uma obra dessas supera em muito esse valor -, eliminar o risco removendo os moradores dessa área e realocando em áreas seguras", analisa.

Depois que a solução é concluída, é necessário um acompanhamento de praxe do seu desempenho. São feitas inspeções para verificar a condição dos tirantes, da cortina e do talude contido. "Normalmente, uma obra de contenção é acompanhada também de uma obra de drenagem. Não se pode fazer uma obra dessas sem lembrar de canaletas e outros elementos de drenagem", diz Peão. Nas inspeções, é verificado se as canaletas não têm trincas, se não há infiltração de água, se a superfície do concreto está resistindo bem. "Caso haja alguma patologia, você pode reparar. Se os drenos entopem e a cortina foi concebida para atuar sem certa quantidade de água, pode haver um colapso da estrutura caso os drenos não sejam limpos", completa.

Uma das grandes preocupações em relação à vida útil e desempenho da obra é o risco à corrosão das cabeças dos tirantes, principalmente em regiões litorâneas por conta da maresia. A inspeção deve verificar especialmente se os tirantes não estão perdendo as protensões. Quanto aos materiais usados para a execução da solução, deve-se certificar que os materiais tenham a qualidade e as propriedades determinadas pelas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) - como o aço de protensão, o aço estrutural para o concreto armado e o cimento Portland para ancoragem.

Alexandre Rocha, da Preserva Engenharia, explica que normalmente em obras públicas o serviço é pago por preço unitário. Perfuração, injeção, execução da cortina, entre outros serviços são mensurados e cotados individualmente. A modalidade de contratação por preço global, em que há um preço único para todo o projeto, é mais comum nas obras privadas.

Passo-a-passo

 

Caderno de encargos

A secretaria de serviços públicos da Prefeitura do Recife padronizou procedimentos executivos para contratação de contenção de taludes com cortina atirantada, conforme se vê nos desenhos à parte. Em editais, a prefeitura estabelece as seguintes recomendações:

n A perfuração dos tirantes deve ser feita com a inclinação, diâmetro e comprimento indicados em projeto.

n Recomenda-se que a injeção seja feita logo após o término da perfuração e instalação do tirante, para se evitar possíveis problemas de amolecimento do maciço e consequente estrangulamento do furo.

n As fases de injeção, pressão de injeção, comprimento do trecho ancorado e quantidade de calda a ser injetada dependem das características do solo ou rocha e carga a ser aplicada no tirante.

n Após a execução das fases de injeção, parcial ou total, iniciam-se os trabalhos de escavação do terreno para a execução dos painéis de concreto.

n Executada a escavação, colocam-se a armadura e a fôrma de fechamento e executa-se a concretagem diretamente contra o terreno natural. Pode-se optar, também, pela utilização de painéis pré-moldados. Neste caso, normalmente estes painéis são solidarizados a perfis metálicos ou estacas injetadas, em uma estrutura tipo pranchada.

n Uma vez atingida a resistência do concreto do painel e as fases de injeção do tirante já concluídas, protende-se parcialmente os tirantes e iniciam-se os serviços de escavação dos demais painéis seguindo a ordem estabelecida e os serviços já descritos.

n Finalmente, concluída a cortina, executam-se as protensões dos tirantes dos vários níveis onde deverão ser feitos os seus ensaios de qualificação e recebimento.

NOTAS 1 - O tipo e características dos tirantes (comprimentos, fios ou amarras etc.) deverão ser definidos pelo projeto. Caso necessário à execução dos tirantes deverão ser montados andaimes. 2 - Em função das características da estrutura poderá ser necessária a protensão parcial dos tirantes antes da execução do painel seguinte. 3 - O reaterro compactado deverá ser executado parcialmente, de forma a garantir o confinamento para as protensões. 4 - Em função das características do terreno, os trabalhos de escavação, execução dos tirantes e painéis deverão ser feitos por nichos alternados. 5 - A representação da sequência construtiva deverá ser repetida caso a estrutura apresentar mais níveis de tirantes.

Normas ABNT para cortinas atirantadas

n NBR 5629 - Execução de Tirantes Ancorados no Terrenon NBR 6502 - Rochas e Solos - Terminologian NBR 7480 - Barras e Fios de Aço Destinados a Armaduras para Concreto Armado - Especificaçãon NBR 7482 - Fios de Aço para Concreto Protendido - Especificaçãon NBR 7483 - Cordoalhas de Aço para Concreto Protendido - Especificaçãon NBR 7681 - Calda de Cimento para Injeção - Especificação

Fonte: PiniWe