CRATERAS EM RUAS, SAIBA O MOTIVO.

O LEITO CARROÇÁVEL

Muitas pessoas pensam que o Leito Carroçável é apenas um revestimento aplicado sobre o solo, revestimento que permite o livre tráfego de veículos mesmo em dias de chuva sem formar barro ou atoleiros. Quando confeccionado com asfalto, pedras ou blocos de concreto chamamos de Pavimento Rodoviário, mas eu evito o emprego dessa palavra pois dá a entender que só se aplica a estradas. Mas, mesmo em uma pequena viela residencial, devemos chamar de Pavimento Rodoviário pois permite a rodagem (passagem) de veículos automotores.

1 - FINALIDADE DO LEITO CARROÇÁVEL

O Leito Carroçável deve atender a diversas necessidades tais como:

1 – Aguentar, isto é, suportar bem o peso dos veículos sem quebrar e nem afundar;  

2 – Oferecer uma superfície meio áspera para que os veículos e também as pessoas não venham a escorregar;  

3 – Ter uma superfície razoavelmente plana, pois superfícies onduladas diminuem a aderência das rodas de veículos em alta velocidade, produzem trepidações e aumentam o risco de derrapagens;  

4 – Ter uma superfície plana e ligeiramente inclinada para que a água da chuva escoe rapidamente sem formar poças que possam criar a aquaplanagem;

5 – Oferecer uma superfície de desgaste com uma camada considerável para que o desgaste normal do atrito das rodas com o leito não consuma o revestimento em pouco tempo;
6 – Ter componentes em seu interior para evitar que a água da chuva percolando (fuindo) pelo terreno, não cause danos ao pavimento.  

2 - COMO DEVE SER UM LEITO CARROÇÁVEL

Para atender simultaneamente a todos esses requisitos, o leito carroçável é formado por diversas camadas sobrepostas, cada uma com uma finalidade específica. Veja na figura abaixo um corte típico de um pavimento rodoviário:

Figura 1: Corte típico de um Pavimento:

Projetar um Leito Carroçável significa calcular a espessura de cada uma dessas camadas em função do tráfego, tipo, tamanho e peso dos veículos, o volume médio diário de veículos, a velocidade de projeto e as condições locais como tipo e resistência do terreno natural e a existência de lençol freático.

3 - AS FUNÇÕES DE CADA CAMADA DO LEITO CARROÇÁVEL

Vejamos em detalhes as funções de cada uma dessas camadas.

1-  Capa de Rolamento: Material que oferece condições de segurança à rodagem dos veículos em qualquer condição climática (sol, chuva, etc.) garantindo um mínimo de aderência (não escorrega, não derrapa).

Sua espessura depende da Classe de Tráfego, isto é, prevê-se um certo desgaste com o tempo e esse tempo é determinado em função do peso e quantidade de veículos que passam por dia. Há um certo compromisso entre a abrasão do piso e o desgaste dos pneus. Se o piso for excesivamente abrasivo então haverá muito desgaste de pneus. O piso deve ser "meio mole" sendo mais facilmente desgastado para poupar os pneus dos veículos.
Uma rodovia como a Rodovia Presidente Dutra que apresenta tráfego pesado e intenso precisa ter uma capa cujo desgaste aguente vários anos. Então a Capa de Rolamento pode ter 20, 30 e até mais centímetros de espessura. 
Já uma viela particular pode ter uma camada de apenas 2 centímetros.
Seu acabamento deve ser plano para evitar trepidações nos veículos em alta velocidade e também para evitar a formação de poças de água. Essas poças produzem a aquaplanagem.  
Pode ser do tipo rígida (concreto), flexível (asfalto) ou articulada (blocos ou paralelepípedos). Veja exemplos:
Diferentemente do que algumas pessoas possam pensar, a Capa de Rolamento feita com asfalto, tecnicamente chamado de Concreto Asfáltico, não é uma simples massaroca de areia mais brita mais asfalto quente. Existe sempre um estudo que considera a aspereza da superfície de acabamento e a porosidade da massa, permitindo que parte de água da chuva que cai sobre a capa de rolamento penetre para dentro do leito carroçável.

2- Imprimação: Película que é aplicada sobre a Camada de Regularização para permitir uma boa aderência da Capa de Rolamento. Quando mal aplicada ou aplicada em dias chuvosos a Capa de Rolamento começa a destacar por inteiro.

Em geral a imprimação é feita com betume aplicado a quente por meio de equipamento que espalha uma fina camada.  

3-  Camada de Regularização: É a camada intermediária entre a Base Drenante e a Capa. Como a Base Drenante é feita geralmente com britas de grandes dimensões, sua superfície é bem irregular e é muito difícil aplicar a Capa de Rolamento diretamente sobre ela.

4-   Imprimação Betuminosa: Película aplicada sobre a Base Drenante para dar uma certa rigidez. Como a Base Drenante é, geralmente, feita com britas de grandes dimensões não permite o tráfego dos veículos para espalhamento do material da Camada de Regularização. Então borrifa-se betume a quente sobre a camada de brita e sob pressão para que o betume penetre fundo nas britas. Ao esfriar, a parte de cima da camada de brita vai estar enrijecida permitindo o tráfego de veículos.

5-   Base Drenante: Camada feita com brita e até com pedras maiores (rachões). Serve para “drenar” isto é, retirar a água que penetre ou infiltre na parte de baixo do leito carroçável. Não existe terreno impermeável. Todo terreno é permeável e em dias de chuva permite a percolação de água pelo solo. A rede de precolação que se forma pode permanecer por longos meses e até anos dependendo da porosidade do terreno. A água caminha dos pontos mais altos para os pontos mais baixos e afloram à superfície na forma de minas d'água.

Veja uma situação típica que encontramos na natureza:

SITUAÇÃO ANTES DA CONSTRUÇÃO DA RODOVIA:

A construção da rodovia altera as condições do solo na região, afetando o fluxo do lençol freático.

SITUAÇÃO DEPOIS DA CONSTRUÇÃO DA RODOVIA:

Mesmo em locais em que não há rede de percolação de água subterrânea em quantidade significativa, a construção da rodovia altera as condições de evaporação de água do solo, passando a reter água que poderá afetar o leito carroçável. Para ver mais detalhes sobre este fenômeno, clique na figura abaixo:

A Base Drenante tem a função de captar as águas que percolam na vizinhança do pavimento e encaminhar a água captada para a tubulação de drenagem.
Em países de clima tropical, que apresenta altos índices pluviométricos como no Brasil, é imprescindível um estudo detalhado da rede de percolação de água do solo na região de implantação da rodovia. Essa preocupação deve ser redobrada em regiões localizadas nas proximidades de taludes, encostas de montanhas, regiões baixas, proximidades de lagoas e rios e oceanos.
A espessura da Base Drenante é determinada em função da quantidade de chuvas da região e também em função do tipo de materiais que formam o terreno. Deve-se calcular a quantidade de partículas sólidas transportadas pela percolação e dar condições para que os vazios entre as pedras não venham a ficar cheias de terra, isto é, não venha a colmatar (entupir). Havendo vazão considerável, instalar tubos drenantes com os furos para baixo para evitar empoçamento de água.  

Se a chuva trouxer terra junto com a água (água barrenta), a Base Drenante irá aos poucos colmatando (entupindo). Atingindo um certo grau de colmatação, a água que percola por dentro da base drenante irá ficar presa e começar a exercer uma pressão hidrostática por baixo da capa de rolamento.

A capa de rolamento fica toda trincada e pelas aberturas das trincas irá aflorar água barrenta carriando barro e outros materiais que compoem a base do leito carroçável. Veja  a foto abaixo: É como se o leito carroçável estivesse "sangrando e morrendo".

Com a passagem de veículos, as rodas exercem pressão sobre a capa. Então a água que está aprisionada por baixo forma um "esguicho" espirrando para fora e trazendo mais barro. 

Forma-se uma cavidade entre a base e a capa. Com a continuidade da passagem de veículos, a cavidade cresce até que parte da capa cede e é removida.

Forma-se um buraco no meio da pista. O buraco formado dessa maneira possui água em seu interior.  Mesmo em dias secos encontramos água no interior desse tipo de buraco.
A sabedoria popular chama de "cratera" e tem toda razão. Um buraco comum é furado de cima para baixo enquanto que uma cratera (de um vulcão) é furado de baixo para cima.

Mas o fato da água sair barrenta é indicativo de que está ocorrendo carreamento de material e haverá problemas de solapamento. Então deve ser feita uma Base Filtrante antes da Base Drenante.
Se usar tubos drenantes, aplicar geotêxtil para evitar o transporte de particular sólidas para dentro do tubo.

6-   Base Filtrante: Camada que serve para filtrar, isto é, não deixar passar a terra. Quando a água da chuva sai barrenta é por que ela traz consigo um pouco de terra. O lugar de onde essa terra foi retirada vai ficar vazia, ôca e com o tempo esses ôcos formam grutas que desmoronam. É por isso que acontece de abrir uma “cratera” no meio da rua que engole veículos em dias de chuva.

Dependendo da combinação entre intensidade da chuva e granulometria do solo da região, talvez seja necessário que o Filtro seja do tipo graduado, isto é, formado por sucessivas camadas de areia fina, areia média e areia grossa.  
Veja como funciona e como se constrói um Dreno Filtrante. Clique na figura abaixo:

7-   Geotextil: Membrana sintética, tecido, que parece uma peneira fina que deixa passar a água mas não deixa passar a terra. São fabricados em diversas gramaturas que são números que indicam o tamanho dos furos.

Dependendo das condições locais, o Geotextil substitui a Base Filtrante. Então não será necessária a Base Filtrante mas poderá haver condições tão críticas que será necessário não só o Geotextil como também a Base Filtrante.  
Veja alguns casos práticos:

8-  Reforço do Sub-leito: Camada que oferece resistência mecânica e boa capacidade de distribuir o peso dos veículos.

O Reforço é necessário em terrenos muito fracos, moles, alagadiços e em brejos.  
O terreno natural é muito fraco e não consegue dissipar adequadamente os esforços aplicados pela roda do veículo pesado. A área da curva de tensão que mostrra a capacidade de resistência com a profundidade nos dá a capacidade de resistência. No caso da figura abaixo, a resistência do leito carroçável está sendo suportado basicamento pela camada de Reforço do Sub-Leito, que é pequeno.
Não suportando o peso do veículo, o Sub-Leito entra em colapso e afunda.

A espessura do Reforço do Sub-Leito é determinada em função da Classe de Tráfego e também da Capacidade de Resistência do terreno que é dado por uma sigla americana CBR Califonia Bearing Rate que traduz-se como Índice de Suporte Califórnia pois foi inicialmente pesquisado na Universidade da California nos EUA.

Há diversas tabelas e ábacos da ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas e inclusive do DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes apresentando esta questão.  
SUBSTITUIÇÃO DO SOLO:
Em alguns casos, o terreno natural apresenta camadas relativamente espessas de material de baixa resistência. Então é comum a remoção total desse material ruim substituindo-o por material de boa qualidade (argila de alta coesão):

AUMENTO DA RESISTÊNCIA DO SOLO:
Há casos em que não há disponibilidade de argila de boa qualidade para colocar no lugar do material ruim. Então é possível  colocar um sobrepeso diretamente sobre o solo ruim.
É o caso de rodovia em pântanos e mangues. Veja as diversas etapas:

Etapa 1: Terreno natural onde vai ser construída a rodovia. Mangue e argila orgânica de baixa capacidade.	Etapa 2: Remoção do mangue na largura da berma e confecção do Sobrepeso (aterro hidráulico ou outro processo).
Etapa 3: Adensamento da argila orgânica por um período de 3 anos.	Etapa 4: Remoção do excesso e confecção do leito carroçável.

9-  Regularização do Sub-Leito: Camada que regulariza o terreno natural.

O terreno natural é, em geral, um terreno que não serve para o tráfego de veículos. Terra orgânica, restos de vegetação, raízes, etc. compõem o horizonte superficial dos terrenos. Então, esse material inservível deve ser removido.
Na limpeza do terreno, resultam buracos, valas, etc. consequência da remoção de raízes de grande porte. Então deve-se proceder à terraplanagem (diferente da terraplenagem) para tornar plano o local onde vai ser pavimentado.

10- Sub-Leito: É o terreno natural depois da limpeza. As camadas superiores produzem o Alívio de Tensões da roda do veículo. No local de contato da roda com a Capa, o peso do veículo é aplicado quase que pontualmente, formando uma zona de altas pressões. A partir desse ponto, as tensões vão se dissipando, formando um Cone de Dissipação onde as ensões vão diminuindo.

Fonte:  http://www.ebanataw.com.br/trafegando/leitocarrocavel.php