Estas são as funções dos pavimentos!

As estruturas da engenharia civil estão presentes no dia-a-dia das pessoas, de forma que, muitas vezes, o leigo acredite que tem conhecimento suficiente para opinar sobre alguns conceitos que tangenciam nossa profissão. Não é atoa que vemos construções residenciais sem a consulta de um profissional capacitado para de fato projetar, planejar e executar aquela construção. Na pavimentação acontecem alguns pontos parecidos. O fato de diariamente presenciarmos os pavimentos em ruas da cidade, muitas vezes trincados, infelizmente, faz com que pensemos que esse é o normal. “Pavimentos sempre estarão trincados”, é o que o público leigo acaba pensando.

Bom, nosso papel como engenheiros e educadores é justamente prevenir com que esse tipo de pensamento aconteça. E isso só ocorrerá quando começarmos a tratar os pavimentos de fato como estruturas que devem e precisam ser conservadas. Mudar essa linha de pensamento é muito mais do que algo estético, manter pavimentos conservados tem como objetivo a manutenção das funções de um pavimento. Mas, qual seriam essas funções?

AS FUNÇÕES DE UM PAVIMENTO

Mallick e El-Korchi (2013) descrevem que os pavimentos são essenciais para nossas vidas, pois permitem a melhoria do comércio e, consequentemente, o desenvolvimento econômico de um país. Os autores mencionam que o desenvolvimento de um país é normalmente estimado através da relação entre o total de vias pavimentadas e de vias não pavimentadas.

Medina e Motta (2015) descrevem que a ABNT NBR 7207/82 define um pavimento como uma estrutura construída após a terraplenagem e que tem como função resistir aos esforços verticais produzidos pelo tráfego, melhorar a condição de rolamento para garantir segurança e resistir aos esforços horizontais para tornar a superfície mais durável.

Bernucci et al (2008) define o pavimento como uma estrutura composta por múltiplas camadas de espessuras finitas e construída sobre a terraplenagem, destinada técnica e economicamente para resistir esforços do tráfego e do clima e, além disso, proporcionar condições de rolamento com conforto, economia e segurança.

Segundo Balbo (2007), pavimentar uma via consiste em uma obra de engenharia civil que tem como objetivo melhorar a condição operacional do tráfego criando uma superfície mais regular, mais aderente e menos ruidosa. O autor descreve ainda que um pavimento é uma estrutura não perene, composta por camadas de materiais Odiferentes e que são compactados a partir do subleito com objetivo de atender condições estruturais e operacionalmente o tráfego.

Dentre as definições de um pavimento, Mallick e El-Korchi (2013) descrevem que a função mais importante de um pavimento é resistir aos esforços que são aplicados pelos veículos. Isto ocorre pois, como estrutura, resistir aos esforços permite com que este pavimento proporcione segurança e boas condições operacionais para os veículos. Além disso, caso o tráfego produza deformações excessivas na estrutura, o pavimento apresentará defeitos de forma precoce e redução na vida útil, conforme Figura 2. De forma que, isso elevará também os custos operacionais, causados pela condição da via, e custos de manutenção da via. Ou seja, precisamos também entender as funções de cada uma das camadas desta estrutura.

AS CAMADAS DOS PAVIMENTOS

A estrutura dos pavimentos é construída em camadas, sendo que cada uma destas camadas é composta por materiais diferentes e com funções específicas. Segundo Balbo (2007), a carga aplicada sobre a superfície do pavimento gera uma condição que depende do estado de tensões na estrutura. Os esforços produzidos na estrutura do pavimento podem ser simplificados em esforços horizontais e verticais.

Os esforços verticais consistem em solicitações de compressão e de cisalhamento, e os esforços horizontais solicitam os materiais dos pavimentos à tração ou confinamento. Cada camada do pavimento recebe um nome específico para cumprir sua função. Para a estrutura mais completa possível podemos adotar a seguinte terminologia de cima para baixo, conforme Figura 3.

Revestimento: O revestimento é a camada do pavimento que recebe os esforços oriundos do tráfego através do contato pneu-pavimento. Ou seja, esta camada é a que a recebe os esforços estáticos e dinâmicos. O revestimento deve resistir ao esforço solicitante sem sofrer grandes deformações elásticas, plásticas e sem sofrer outros defeitos. Dessa forma, Balbo (2007) descreve que os revestimentos devem ser compostos por materiais bem aglutinados ou colocados de maneira que não permitem sua movimentação horizontal. Alguns exemplos são: rochas justapostas (como ocorre nos pavimentos Romanos da Via Appia Antica), paralelepípedos, blocos intertravados, placas de concreto, concreto compactado com rolo, misturas asfálticas etc. A Figura 4 ilustra o pavimento construído pelos Romanos em 312 a.C.

Base e Sub-base: As camadas de base e sub-base tem como objetivo reduzir a pressão sobre as camadas inferiores do pavimento, como reforço e subleito, e também desempenhar função importante para drenagem subsuperficial dos pavimentos. Segundo Balbo (2007), quando a camada de base é muito espessa, por questões construtivas e econômicas, esta é dividida em duas camadas, surgindo a sub-base. A sub-base é composta por um material de menor custo do que a base, o que favorece questões econômicas. Além disso, estas camadas podem desempenhar funções de drenagem, quando bem projetadas e destinadas para tal função. Alguns exemplos para estas camadas são: solo estabilizado naturalmente, misturas de solo-brita, brita graduada simples (BGS), brita graduada tratada com cimento (BGTC), solo estabilizado ccom ligantes hidráulicos ou asfálticos, concretos etc.

Reforço do Subleito: Quando o subleito possui baixa capacidade de suporte, é necessária a introdução de uma nova camada com objetivo de melhorar as condições de suporte e reduzir as tensões que chegam ao subleito, a qual é chamada de reforço de subleito. Segundo Balbo (2007), o uso desta camada não é obrigatório, pois, espessuras maiores de base e sub-base conseguiriam reduzir os esforços que chegam ao subleito. Contudo, o autor descreve que a utilização de uma camada de reforço de subleito tem razão econômica, uma vez que são utilizados materiais com custo menor.

Subleitos: O subleito não constitui uma camada do pavimento, mas sim a fundação na qual esta estrutura será colocada. Dessa forma, o subleito é a camada final de terraplanagem, no qual o pavimento deve proteger dos esforços provenientes do tráfego. O subleito é constituído de materiais naturais (solos) que são compactados.

CLASSIFICAÇÃO DOS PAVIMENTOS

Medina e Motta (2015) descrevem que tradicionalmente os pavimentos são divididos em duas categorias, sendo pavimentos flexíveis e pavimentos rígidos. Os pavimentos flexíveis são descritos como constituídos por um revestimento asfáltico sobre uma base granular ou solo estabilizado granulometricamente. Os pavimentos rígidos são descritos como constituídos por placas de concreto de cimento portland sobre um solo de fundação ou uma camada intermediária. Os autores descrevem ainda que quando um pavimento é constituído por base cimentada e revestimento asfáltico este é classificado como semirrígido.

Segundo Bernucci et al (2008), há uma tendência de usar a nomenclatura de pavimentos de concreto de cimento portland e pavimentos asfálticos. A questão é que a generalização do conceito, tratando todos os pavimentos que são constituídos por revestimento asfáltico como flexíveis, pode levar a erros significativos ou classificações ineficientes. Yoder e Witczak (1975) classificam os pavimentos em função da forma de distribuição de tensões na estrutura. Os autores descrevem que em pavimentos flexíveis, as tensões são concentradas próximas ao ponto de aplicação da carga, conforme Figura 5a. Por outro lado, os autores descrevem que em pavimentos rígidos, as tensões se distribuem em uma área maior, o que resulta em esforços verticais menores sobre o subleito, conforme Figura 5b. Há ainda um comportamento intermediário, chamado de pavimento semirrígido, o qual acontece quando a camada de base apresenta elevada rígidez. Este último deixaremos para um artigo futuro.

A classificação dos pavimentos é algo que gera dúvidas e erros. De fato, as estruturas são de dificil classificação, o que por vezes é simplificado por “asfálticos” e de “concreto” como referência apenas ao tipo de revestimento utilizado. Algo que pode complicar ainda mais essa classificação seria a definição dos blocos intertravados, os quais são majoritariamente produzidos com concreto. Balbo (2007) relata que estes pavimentos podem apresentar comportamento flexível ou rígido, dependendo da base da estrutura. Quando o pavimento intertravado possui base granular, as deflexões e tensões no subleito são elevadas. Por outro lado, quando a base é de concreto, o pavimento apresenta um comportamento mecânico rígido, com deflexões e tensões baixas no subleito.

Existem ainda outros tipos de pavimentos que poderiam ser discutidos aqui nesse artigo, como os pavimentos Whitetopping ultradelgado, pavimentos perpétuos, pavimentos semirrígidos e outros. Contudo, estes ficarão para um próximo artigo. Se você gostou deste artigo, não deixe de compartilhar, curtir e seguir a página para contribuir com o nosso trabalho de divulgação de conhecimento técnico. Deixe seu comentário!

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Referências Bibliográficas:

BALBO, J.T. PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA: Materiais, projeto e restauração. São Paulo, 2007.

BERNUCCI, L.B; MOTTA, L.M.G; CERATTI, J.A.P; SOARES, J.B. PAVIMENTAÇÃO ASFÁLTICA: FORMAÇÃO BÁSICA PARA ENGENHEIROS. RIO DE JANEIRO, 2008

MALLICK, R. B; EL-KORCHI, T. PAVIMENT ENGINEERING – PRINCIPLES AND PRACTICE. SECOND EDITION: CRC PRESS TAYLOR & FRANCIS GROUP, 2013.

MEDINA, J; MOTTA, L.M.G. MECÂNICA DOS PAVIMENTOS. RIO DE JANEIRO, 2015.

YODER, E; WITCZAK, M. PRINCIPLES OF PAVEMENT DESIGN. SECOND EDITION, NEW YORK: JOHN WILLEY & SONS, 1975.