Análise da viabilidade estrutural da utilização do pavimento intertravado de concreto para projeto de vias municipais no Rio Grande do Sul

Abstract

As mudanças climáticas, combinadas com a verticalização das cidades, sobrecarregam os sistemas de saneamento e drenagem, uma vez que essas estruturas estão localizadas sob o pavimento e sua manutenção pode causar interferências no tráfego. Portanto, é necessário desenvolver uma metodologia construtiva específica para as cidades modernas. No entanto, esse procedimento já é utilizado desde os tempos dos egípcios e romanos, mantendo uma sistemática semelhante ao longo dos séculos. Essa estrutura é chamada de pavimento intertravado, antigamente utilizava-se de pedras ou tijolos para camada de rolamento, entretanto essa camada não era padronizável. Assim sendo, esse trabalho propõe a análise da viabilidade estrutural da utilização do pavimento intertravado de concreto para projeto de vias municipais no Rio Grande do Sul. Em relação às normas, no Brasil só existem metodologias empíricas. Porém essa técnica baseia-se em modelos criados a partir da experimentação, e o intuito dessa pesquisa é analisar mecanística empiricamente as estruturas. Para isso, foram selecionados sete subleitos encontrados no Rio Grande do Sul, e suas características foram obtidas a partir de dissertações de mestrado e teses de doutorado Em relação à camada granular foram utilizados de dois materiais, a brita e o resíduo de construção de demolição. Para cada subleito foram estudadas quatro estruturas. A primeira somente subleito, camada de assentamento e bloco de concreto. A segunda, adicionou-se uma camada de 10 centímetros de brita como camada de base. A terceira majorou-se para 15 centímetros de brita. E na última foi utilizado de 15 centímetros de resíduo de construção em substituição à brita, para tentar dar um destino adequado a esse material, principalmente após a pior catástrofe climática ocorrida no estado, em 2024. A análise mecanística inicia-se com o modelo de equivalência de espessuras do Método de Dimensionamento Mecanístico-Empírico da África do Sul - South African Mechanistic-Empirical Design Method – (SAMDM), para substituir o bloco de concreto e a camada de assentamento por uma espessura equivalente. Após isso, realiza-se a análise elástica das camadas através do software AEMC. Por conseguinte, obtidas as tensões e deformações nas espessuras desejadas, é realizado o cálculo da capacidade em números de eixos padrão, conforme SAMDM. Por fim, as capacidades das estruturas são comparadas aos tráfegos das vias municipais para verificar sua viabilidade estrutural

Climate change, together with the vertical expansion of cities, overloads sanitation and drainage systems, considering that these structures are located beneath the pavement and their maintenance causes the destruction of the road. Therefore, there is a need for a specific construction methodology for urban areas. However, this procedure has been used since the time of the Egyptians and Romans, maintaining an analogous system. This structure is known as interlocking pavement; in the past, stones or bricks were used for the wearing course, but this layer is not very standardizable. Thus, this work proposes the use of concrete blocks as the wearing course for municipal roads. Regarding standards, Brazil only has empirical methodologies. However, this technique is based on models created through experimentation, and the aim of this research is to empirically analyze the mechanistic structures. For this purpose, seven subgrades found in Rio Grande do Sul were selected, and their characteristics were obtained from master's theses and doctoral dissertations Two materials were used for the granular layer: gravel and construction and demolition waste. Four structures were studied for each subgrade. The first one had only subgrade, bedding layer, and concrete block. The second added a 10-centimeter layer of gravel as the base layer. The third increased the gravel layer to 15 centimeters. In the last, 15 centimeters of construction waste was used instead of gravel, to attempt to give an appropriate destination to this material, especially after the worst climatic catastrophe in the state occurred in 2024. The mechanistic analysis starts with the thickness equivalence model of the South African Mechanistic-Empirical Design Method (SAMDM) to replace the concrete block and bedding layer with an equivalent thickness. After that, elastic analysis of the layers is performed using the AEMC software. Consequently, with the obtained stresses and strains at the desired thicknesses, the calculation of the capacity in terms of standard axle loads is carried out, according to (SAMDM). Finally, the capacities of the structures are compared with the traffic loads of the municipal roads to assess their structural viability