Tipos de pavimentação de estradas

Em Tecnologias inovadoras por André M. Coelho

No futuro próximo, o custo do betume continuará aumentando. Assim, vários suplentes para construir as estradas devem ser explorados. Embora as estradas de concreto sejam uma das boas alternativas, ainda assim seu uso é limitado. Este artigo discute os méritos e deméritos de todos os tipos de construção de pavimentos e propõe seu uso ideal.

Introdução aos tipos de pavimentos de estradas

O desenvolvimento de um país depende da conectividade de vários locais com a rede viária adequada. As estradas são o principal canal de transporte para o transporte de mercadorias e passageiros. Eles desempenham um papel significativo na melhoria dos padrões socioeconômicos de uma região. As estradas constituem o modo de comunicação mais importante em áreas onde as ferrovias não desenvolveram muito e formam a infraestrutura básica para o desenvolvimento e crescimento econômico do país. Os benefícios do investimento no setor rodoviário são indiretos, de longo prazo e não imediatamente visíveis. As estradas são ativos importantes para qualquer nação. No entanto, a simples criação desses ativos não é suficiente, ele deve ser planejado com cuidado e um pavimento que não é projetado adequadamente se deteriora rapidamente. A Índia é um país grande, com um enorme recurso de materiais. Se esses materiais locais forem usados adequadamente, o custo da construção pode ser reduzido. Existem vários tipos de pavimentos que diferem em sua adequação em diferentes ambientes. Cada tipo de pavimento tem seus próprios méritos e deméritos.

Tipos de pavimentação

Existem vários tipos de pavimentos, dependendo dos materiais utilizados. Uma breve descrição de todos os tipos é dada abaixo. Cada um deles tem suas aplicações mais apropriadas, de acordo com valor de construção, resistência, e características de uso. Entender os diferentes tipos contribuirá para aprender quando cada um deles deve ou não ser aplicado.

Pavimentos Flexíveis

O betume tem sido amplamente utilizado na construção de pavimentos flexíveis durante muito tempo. Este é o tipo de construção mais conveniente e simples. O custo de construção do pavimento betuminoso de faixa única varia pouco por km em áreas planas. Em algumas aplicações, entretanto, o desempenho do betume convencional pode não ser considerado satisfatório pelas seguintes razões:

No verão, devido à alta temperatura, o betume torna-se macio, resultando em hemorragia, formação de sulcos e segregação, levando finalmente à falha do pavimento.

No inverno, devido à baixa temperatura, o betume torna-se quebradiço, resultando em rachaduras, esborratamentos e desníveis, o que torna o pavimento impróprio para uso.

Na estação das chuvas, a água entra no pavimento resultando em buracos e, por vezes, remoção total da camada betuminosa.

Em áreas montanhosas, devido à temperatura abaixo de zero, ocorre o degelo por congelamento e o ciclo de Heave. Devido ao congelamento e fusão do gelo nos vazios betuminosos, ocorre expansão e contração do volume. Isso leva a falha de pavimentos.

O custo do betume tem aumentado continuamente. Num futuro próximo, haverá escassez de betume e será impossível obter betume a custos muito elevados.

Recentemente, um grande número de investigações demonstrou que as propriedades do betume (por exemplo, viscoelasticidade e susceptibilidade à temperatura) podem ser melhoradas usando um aditivo ou uma modificação da reação química.

O uso de betume modificado com polímero (PMBs) para obter melhor desempenho do pavimento asfáltico tem sido observado há muito tempo. As propriedades funcionais melhoradas incluem deformação permanente, fadiga e craqueamento a baixa temperatura. As propriedades dos PMBs dependem das características e conteúdo do polímero e da natureza do betume, bem como do processo de mistura. Apesar do grande número de produtos poliméricos, existem relativamente poucos tipos que são adequados para modificação de betume. Os polímeros usados para modificação de betume podem ser divididos em duas grandes categorias, nomeadamente plastômeros e elastômeros. Os elastômeros têm uma resposta elástica característica e, portanto, resistem à deformação permanente, alongando e recuperando sua forma inicial. Plastômeros de uma rede tridimensional resistente e rígida para resistir à deformação. A borracha termoplástica, estireno butadieno-estireno (SBS), é um exemplo de um elastômero e o polímero termoplástico etileno vinil acetato (EVA), é um exemplo de um plastômero. Um dos principais plastômeros utilizados em aplicações de pavimentos é o copolímero semi-cristalino, etileno vinil acetato (EVA). Polímeros EVA têm sido utilizados na construção de estradas há mais de 20 anos, a fim de melhorar a trabalhabilidade do asfalto durante a construção e sua resistência à deformação em serviço.

Conheça diferentes tipos de pavimentos e veja como cada um deles pode ser usado com sucesso. (Foto: Paveman Pro)

Pavimentos Semi-Rígidos

Os pavimentos construídos com os resíduos, mais fortes que os agregados tradicionais, podem ser tratados como Pavimentos Semi-Rígidos. Muito trabalho de pesquisa foi feito nessa direção. Mas o trabalho em termos de construção real não é visível.

Para avaliar estruturalmente as diferentes especificações / seções de teste, os testes de carga da placa são realizados em cada seção usando uma placa de 30 cm de diâmetro. Os valores de deflexão da carga são registrados pela aplicação de carga incremental. O teste de carga da placa também é realizado no solo do subleito. Já que com um caminhão comum, apenas uma magnitude limitada de reação pode ser obtida, um veículo pesado de 35 toneladas foi usado para realizar o teste de carga no local. Com base na teoria de duas camadas de Burmister, o módulo de elasticidade para diferentes especificações é elaborado. As classificações baseadas na capacidade de carga de diferentes seções também são indicadas na mesma avaliação.

Os resíduos de siderúrgicas são usados para a construção. Durante a estação das chuvas, chuvas fortes e a água passa pela estrada. Durante a formulação das especificações, são feitas tentativas para aproveitar ao máximo o subproduto da usina siderúrgica, como escória BF, SMS, escória granulada, etc. Uma seção de teste de controle geralmente é incluída, que compreende materiais de construção convencionais para fins de comparação.

Pavimentos Rígidos

Pavimentos rígidos, embora caros no investimento inicial, são baratos a longo prazo devido aos baixos custos de manutenção. Existem vários méritos no uso de pavimentos rígidos (pavimentos de concreto) estão resumidos abaixo:

O betume é derivado do petróleo bruto, que é escasso em todo o mundo e cujo preço vem subindo acentuadamente. A Índia importa quase 70% do petróleo bruto. A demanda por betume nos próximos anos deverá crescer acentuadamente, superando em muito a disponibilidade. Por isso, será do interesse da Índia explorar ligantes alternativos. O cimento está disponível em quantidade suficiente no Brasil, e sua disponibilidade no futuro também é garantida. Assim, as estradas de concreto de cimento devem ser a escolha óbvia em futuros programas rodoviários.

Além da fácil disponibilidade do cimento, as estradas de concreto têm uma longa vida útil e são praticamente livres de manutenção.

Outra grande vantagem das estradas de concreto é a economia de combustível em veículos comerciais em 14%-20%. A economia de combustível pode suportar um grande programa de concretagem.

As estradas de concreto de cimento economizam uma quantidade substancial de agregados de pedra e este fator deve ser considerado quando um pavimento de escolha é feito,

As estradas de concreto podem resistir a condições climáticas extremas – temperaturas variadas, chuvas fortes e extração de água.

Embora as estradas de concreto de cimento possam custar um pouco mais do que um pavimento flexível inicialmente, elas são econômicas quando se considera o custo total da vida útil.

A redução do custo dos pavimentos de betão pode ser conseguida através do desenvolvimento de técnicas de betão semi-auto-compactáveis e da utilização de juntas finas estreitamente espaçadas.

Apesar dos fatos acima, pesquisas de longa data e estradas de concreto de alto nível bem intencionadas ainda são poucas no país. Todos os anos, há muitos seminários no país que dão ênfase ao uso de estradas de concreto.

O concreto exigi mais tempo de cura. Pelo menos por um dia, nada deve cobrir o pavimento. Mas, na verdade, as pessoas sentem que é desperdício de tempo. Assim como em pavimentos betuminosos, eles começam a jogar os veículos sobre pavimentos de concreto também.

Alguns pesquisadores propuseram seção betuminosa fina sem usar aço nela. Essas seções podem se adequar a pistas estreitas onde apenas scooters ou carros estão operando, mas em estradas rurais ou rodovias, onde não há controle sobre o carregamento, essas estradas de concreto estão fadadas ao fracasso.

As estradas de concreto não podem ser comparadas com vigas de concreto, colunas ou lajes onde o tempo de cura suficiente está disponível e a carga sobre isso vem depois de ganhar força suficiente.

Assim, considerando os fatos acima, pode-se concluir que as estradas de concreto não devem ser sinalizadas como estradas mais baratas. Em vez disso, eles devem ser anunciados como boas estradas. Se houver fundos suficientes e o tráfego puder ser desviado por tempo suficiente, estradas concretas continuarão a falhar e a culpa será atribuída à tecnologia, e não a deficiências de construção.

https://youtu.be/W6WzYtzk0vY

Com base na discussão acima, são feitas as seguintes conclusões:

Estradas de concreto são boas estradas, mas não estradas mais baratas. Essas estradas devem ser consideradas apenas se fundos suficientes estiverem disponíveis. A espessura do pavimento e o reforço não devem ser comprometidos.

Pavimentos semi-rígidos devem ser construídos em áreas próximas de usinas siderúrgicas, onde esses materiais estão disponíveis sem custo. A este respeito, o Governo pode aprovar uma portaria para o uso obrigatório desses materiais nessas áreas.

Betume vai mais caro no futuro. Por isso, deve ser usado de forma muito criteriosa. Modificações como CR, EVA e SBS podem ser usadas para reduzir a suscetibilidade do betume. Isso reduzirá a quantidade de betume também.

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Sobre o autor

Engenheiro eletricista, André sempre foi interessado em novas tecnologias. Na primeira década dos anos 2000, atuou como consultor tecnológico em empresas, ajudando as empresas a escolherem as melhores tecnologias para suas necessidades. Desde então, continuou estudando o assunto e hoje compartilha o que aprendeu e continua aprendendo através do site Tecnologia É.

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