Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 1 FORMULÁRIO PARA DE PROJETO DE PESQUISA DE TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO ENGENHARIA CIVIL – 2022 1 IDENTIFICAÇÃO 1.1 Componentes do Grupo: Jéssica Lourenço Celoni RA: 210312, Fábio Fernandes Vieira RA: 206289, Orientador: Prof. Dr. André Luís Gamino; 1.2 Tema: Identificação e sugestões de solução sobre patologias em pavimentações executadas a partir de CBUQ (concreto betuminoso usinado a quente); 1.3 Problema: Quais são os métodos executivos com a intenção de solucionar as patologias em pavimento executado com CBUQ, visando assim prolongar sua VU e qualidade? 2 TÍTULO DO TRABALHO Análise sensorial e proposta de solução de patologias em pavimentos executados a base de CBUQ (concreto betuminoso usinado a quente). 3. RESUMO Asfalto é o conjunto do CAP (cimento asfáltico petrolífero) com o agregado mineral (brita), usado na execução de pavimentos asfálticos. Patologias em pavimentos asfálticos são deformações corriqueiras em todo o território nacional, nas quais sua existência tem o poder de atrapalhar o desempenho da via, a economia e o conforto aos usuários durante a viagem. O surgimento de tais anomalias tem como as principais causas, um conjunto de fatores como a mão de obra desqualificada, falta de projeto especializado e o uso de materiais inapropriados para as solicitações do local. O objetivo do projeto de pesquisa é o alcance do retardamento e uma possível extinção de tais patologias, fazendo com que sua vida útil de projeto seja exercida. Para a realização do objetivo estabelecido, será executado um projeto de pré- dimensionamento de um novo pavimento conforme os critérios de normas, por se tratar também de uma das causas das patologias em pavimentos a base de CBUQ. O resultado esperado refere-se a um pavimento com conjunto de técnicas de execução, possa extinguir patologias como as citadas no projeto. 4 PALAVRAS-CHAVE Betume; concreto betuminoso; patologias em CBUQ; pavimento asfáltico; vias terrestres de translado; 5 INTRODUÇÃO Pavimentos asfálticos são pavimentos considerados flexíveis, ou seja, pavimentos aonde, dentro de um limite controlado, suas deformações não levam à ruptura. Tal elemento é composto por camadas que trabalham em conjunto com a função de absorver as tensões causadas pelos veículos que ali circulam. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 2 Tal técnica na qual não necessita de um tempo de cura, sendo assim, logo após sua finalização da execução, o tráfego pode ser liberado para uso, sem causar qualquer transtorno aos motoristas. Em execuções de pavimentos asfálticos, a supervisão de um engenheiro civil e o uso de mão de obra qualificada, garantem uma boa execução e um bom resultado final. Contrapartida, após a execução, a manutenção do elemento se faz necessária para que com o uso não seja interrompido devido a uma deformação extrema. 5.1 PROBLEMAS CAUSADOS PELAS PATOLOGIAS O sistema rodoviário é o principal meio comercial de locomoção para manter uma economia mais eficiente do país. Para o desenvolvimento federal, estadual e municipal pedem-se fiscalizações com constância, para as condições que se encontram as rodovias do território nacional. A figura 1 a seguir exibe uma rodovia, na qual se tem a existência de mais de um tipo de patologia possivelmente originadas de defeitos em materiais empregados ou da mão de obra desqualificada na execução do pavimento. Figura 1: patologia em rodovia asfáltica (Fonte: Blog JC Logística). Conforme os dados do Sistema Nacional de Aviação (SNV) de 2016, o sistema rodoviário de estradas do país mostra as classificações de estradas pavimentadas e não pavimentadas. Atualmente segundo dados divulgados pelo CNT (Centro Nacional de Transportes, 2017) mostra que existem cerca de 1.720.700 km de rodovias no território nacional, com cerca de 213.453 km pavimentados ou 12,40% e 1.349.938 km não pavimentados nas quais respondem pelos outros 78,50%. A figura 3 mostra uma distribuição da malha rodoviária do país, a partir das suas condições. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 3 Figura 3: Clasificação de Rodovias do Brasil (Fonte: SNV, 2016) A fiscalização constante das condições dos asfaltos rodoviários torna-se essencial para um planejamento efetivo e estratégico, possibilitando um acompanhamento das soluções técnicas adotadas em cada tipo de segmento rodoviário ao longo do tempo (BRASIL, 2013). A pesquisa da CNT de rodovias de 2016 percorreu por todo o asfalto nacional para apresentar as condições asfáltica. Com a pesquisa a satisfação dos usuários é exposta assim possibilitando com que possa ser feita uma melhora ou alguma alteração caso se faça necessário. A figura 4 demonstra um gráfico, cujo objetivo é apresentar os dados da pesquisa realizada no ano de 2016 sobre a qualidade dos pavimentos rodoviários, a partir de opiniões de usuários. Figura 4 : Condições do Pavimento em Rodovias Federal (Fonte: CNT, 2016) Mesmo sendo uma porcentagem grande onde acha que as rodovias de forma geral estavam em um estado ótimo no ano de 2016, existem ainda porcentagens onde classificam as mesmas como péssimas ou ruins. Essa discrepância se deve aos fatos dos usuários que se locomovem somente por determinadas regiões e não em um âmbito geral. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 4 A qualidade das rodovias tem diminuído com o tempo, assim aumentando a insatisfação dos seus usuários. Uma nova pesquisa do CNT no ano de 2021, mostra que existe uma perceptível mudanças nos resultados sobre quanto o estado geral das rodovias federais e estaduais do território nacional. Na figura 5 abaixo ilustra o gráfico da nova pesquisa realizada no ano de 2021, analisando diversos aspectos das rodovias nacionais. Figura 5: Pesquisa da CNT sobre a qualidade geral das rodovias (Fonte: Site CNT - Centro Nacional De Transportes, 2021). De uma maneira geral, com a pesquisa acima em comparação com o ano de 2016, pode se perceber que com o passar dos anos a satisfação dos usuários em rodovia tem diminuído justamente pela falta de qualidade em que os pavimentos asfálticos se encontram. Isso de maneira indireta afeta os usuários, uma vez que muitos deixam de utilizar tais estradas, ou procuram alternativas como rotas com caminhos de maiores distâncias e tendo transtornos maiores. Na figura 6 abaixo um modelo de uma via de pavimento asfáltico com patologias, em razão de manutenções de baixa qualidade, como reparos em buracos, cujo a remendo final não se nivela ao pavimento já existente. Na imagem reparos foram executados, mas devido à falta de nivelamento do reparo com o antigo pavimento já empregado no local, o reparo acaba se tornando uma nova patologia. Figura 6: Imagem de reparos em patologias nas pavimentações urbanas (Fonte: XDOCS, 2018). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 5 5.2 PRINCIPAIS PATOLOGIAS Com o passar dos anos pavimentos nos quais em sua execução não são feitas com a devida qualidade, vez que isso causa uma economia ao final da obra, acabam apresentando defeitos recentemente, assim, precisando de reparos e, com isso, encontram-se como na figura 6. A figura 7 abaixo demonstra a grande quantidade de deformações e patologias em uma rodovia nacional. Figura 7: Rodovia BR 116 (BARBOSA, 2019). As principais deformações e patologias encontradas em pavimentos rodoviários são: fissuras, trincas transversais, trincas longitudinais, trincas em malha tipo “couro de jacaré”, trincas em malhas tipo “bloco”, afundamento plástico, afundamento de consolidação, ondulação ou corrugação, escorregamento, exsudação, desgastes, remendos e buracos. Taispatologias possuem formatos variados entre si, sendo cada uma exclusiva. Suas origens podem ser variadas ou ate mesmo provindas de uma mesma causa, mas como o aparecimento de qualquer uma delas demostra um pavimento defeituoso, a única solução e o mais assertivo a se fazer é o refazimento dessas rodovias em uma extensão com que essas patologias sejam eliminadas e não atrapalhem mais a utilização dos motoristas. 5.3 FISSURAS Conforme o que Beskou et al. (2016) fissuras são definidas como fendas capilares no revestimento asfáltico, que podem ser enxergadas a uma distância de 1,5 m e sua presença não causam problemas estruturais nem funcionais. Possuem posições variadas e com uma extensão inferior a 30 cm. As principais causas estão ligadas com a má dosagem do asfalto, compactação em excesso ou em momento errado e o excesso de material mineral no revestimento. A figura 8 mostra exemplos de fissuras no revestimento asfáltico. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 6 Figura 8: Fissuras em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.4 TRINCAS TRANSVERSAIS Silva (2008) definiu trincas transversais que surgem em direção perpendicular do eixo da via no revestimento asfáltico, que podem maiores ou menores que 100 cm, e definidas como trincas longas ou curtas respectivamente. Facilmente perceptíveis a olho nu, pois possuem uma abertura maior que a fissura. Classificada como um defeito funcional e estrutural, devido seu surgimento causar irregularidades e enfraquecimento no revestimento do pavimento. As principais causas estão ligadas com o surgimento de trincas nas camadas inferiores ao do revestimento e a retração e endurecimento da camada de revestimento provindo das baixas temperaturas. Com isso o DNIT (2005) cita que a causa dessa patologia não tem relação direta com a ação das rodas no revestimento, mas sim, o conjunto da ação do tráfego com a penetração da água no solo causando uma desagregação nos elementos em um curto período de tempo. A figura 9 mostra exemplos de trincas no revestimento asfáltico. Figura 9: Trincas transversais em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 7 5.5 TRINCAS LONGITUDINAIS São trincas isoladas que surgem preferencialmente em direção paralela do eixo da via no revestimento asfáltico, que podem maiores ou menores que 100 cm, e definidas como trincas longas ou curtas respectivamente seguindo o mesmo nível de classificação das trincas transversais, conforme Silva (2008). Facilmente perceptíveis a olho nu, pois possuem uma abertura maior que a fissura. Classificada como um defeito funcional e estrutural, devido seu surgimento causar irregularidades e enfraquecimento no revestimento do pavimento. As principais causas estão ligadas com o recalque diferencial causado pelo rebaixamento de uma parte do solo, má execução da junta transversal que separa as duas faixas de tráfego, o surgimento de trincas nas camadas inferiores ao do revestimento e a retração e endurecimento da camada de revestimento provindo das baixas temperaturas. A figura 10 mostra exemplos de trincas no revestimento asfáltico. Figura 10: Trincas longitudinais em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.6 TRINCAS EM MALHA TIPO “COURO DE JACARÉ” É definida como um conjunto de trinca onde não possui direção, tão pouco um padrão de bordos definidos, e sua aparência se assemelha a pele do animal por isso o nome. Para Silva (2008) são perceptíveis a olho nu e classificadas como um defeito estrutural, visto que seu surgimento causa irregularidades e enfraquecimento no revestimento do pavimento, logo causando segregação dos elementos com a alta repetitividade de movimentos no pavimento. As principais causas estão ligadas com o excesso no dimensionamento ou má qualidade dos materiais empregados no revestimento ou em camadas inferiores, asfalto rígido ou quebradiço, envelhecimento do pavimento, baixa capacidade de sustentação do solo. A figura 11 mostra exemplos de trincas tipo “couro de jacaré” no revestimento asfáltico. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 8 Figura 11: Trincas tipo “couro de jacaré” em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.7 TRINCAS EM MALHA TIPO “BLOCO” Bernucci et al. (2006) define trincas em blocos como um conjunto de trincas interligadas, onde seus lados bem definidos formam visualmente blocos retangulares. Sua percepção a olho nu é de forma facilitada, devido ao seu tamanho. Classificada como um defeito estrutural e funcional, em razão de que seu surgimento em larga escala causa grandes irregularidades e redução da integridade no revestimento do pavimento, logo causando segregação do mesmo. As principais causas estão ligadas com contração da capa asfáltica devido ao processo de baixas e altas temperaturas climáticas, e a baixa resistência a tração do material. A figura 12 mostra exemplos de trincas tipo “bloco” no revestimento asfáltico. Figura 12: Trincas tipo “bloco” em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.8 AFUNDAMENTO PLÁSTICO Segundo Pinto (2003) denomina-se afundamento plástico, onde se tem a deformação permanente (plástica) do revestimento seguido de um solevamento, que é a compensação volumétrica do material que se deslocou do lugar para as laterais. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 9 “Afundamento plástico local” denomina-se quando sua extensão não exceda 6 m, e para extensões maiores e ao longo da trilha da roda denomina-se “afundamento plástico de trilha de roda”. As principais causas é a fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento, falhas na mistura asfáltica (excesso de ligante asfáltico), e falha na escolha do material do revestimento para as cargas aplicadas no local. A figura 13 mostra exemplos afundamento plástico no revestimento asfáltico. Figura 13: Afundamento plástico em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.9 AFUNDAMENTO CONSOLIDAÇÃO De certa forma parecida com a deformação por afundamento plástico, o afundamento por consolidação tem a depressão do revestimento, mas por fim não se tem essa sobra de materiais ao lado da deformação (solevamento). “Afundamento de consolidação local” denomina-se quando sua extensão não exceda 6 m, e para extensões maiores e ao longo da trilha da roda denomina-se “afundamento de consolidação de trilha de roda”, conforme dito por Pinto (2003). Possui uma menor percepção em comparação ao afundamento plástico, devido a sua não alteração da via em si, ou seja, o não acumulo de materiais nas laterais da deformação. E dentro de tal deformação podem haver rupturas do revestimento, deixando assim mais claro e perceptível a deformação. As principais causas é a fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento, falhas na drenagem e na compactação do solo, densificação ou ruptura por cisalhamento das camadas antecessoras ao revestimento. A figura 14 mostra exemplos de afundamento por consolidação no revestimento asfáltico. Figura 14: Afundamento por consolidação em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 10 5.10 ONDULAÇÃO OU CORRUGAÇÃO É o movimento plástico do material causando pequenas deformações no pavimento, com a aparência de ondulações e enrugamento do revestimento, com uma percepção a olho nu clara, devido a sua forma depois de deformada, conforme Silva (2008). As principais causas é a falta de estabilidade da mistura asfáltica, excesso de umidade no subleito, contaminação da mistura asfáltica usada na execução e falta da aeração das misturas asfálticas. A figura 15 mostra a direita o exemplo de corrugação e a esquerdaexemplo de ondulações. Figura 15: Corrugação e ondulações em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.11 ESCORREGAMENTO Nada mais que o deslocamento do material de revestimento em relação a camadas inferiores, em geral localizado nas bordas da via. Seu deslocamento provoca o aparecimento de fendas em formato de meia-lua, conforme Silva (2008). Facilmente perceptíveis a olho nu, pois com o deslocamento do material provoca uma mudança no visual da via. São de fáceis aceso em vias onde existem grandes situações de frenagens e acelerações. As principais causas estão ligadas a falhas construtivas como a má ligação da camada de revestimento com a inferior, pinturas de ligação, má escolha do material empregado na camada de revestimento. A figura 16 mostra exemplos de escorregamento do material no revestimento asfáltico. Figura 16: Escorregamento em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 11 5.12 EXSUDAÇÃO Conforme o que foi apresentado por Bernucci et al. (2006) o deslocamento do material betuminoso deslocado da sua posição no revestimento para a superfície, assim formando um filme vítreo. As principais causas estão ligadas com o uso em excesso de material betuminoso e a baixa quantidade de material mineral. A figura 17 mostra exemplos de exsudação no revestimento asfáltico. Figura 17: Exsudação longitudinal em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.13 DESGASTE É o efeito da desunião do agregado com o pavimento, causando o efeito de aspereza e desgaste que e percebe na via. Segundo Bernuci et al. (2006) as principais causas ligadas a tal patologia seriam a irregularidade na mistura entre ligante e agregado, má qualidade do ligante, presença de água na camada de revestimento do pavimento, causando uma desunião entre ligante e agregado e até mesmo problemas executivos. A figura 18 mostra exemplos de desgastes no revestimento asfáltico. Figura 18: Desgaste em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 12 5.14 REMENDO É quando um buraco recebe uma ou mais camadas de revestimentos, para se executar o fechamento de tal. Por mais que seja incoerente, o fato do reparo do pavimento acabar se tornando um pavimento, isso é mais comum do que possa imaginar. Para Pinto (2003) e Silva (2008) a má qualidade da mão de obra aliada com erros executivos, resulta em remendos no pavimento onde seu nivelamento não coincide com o revestimento anterior assim provocado desnível na pista, podendo ser um fator de risco para os motoristas. No fim resulta numa deterioração do remendo e com o refazimento de todo a via. As principais causas é a má qualidade dos materiais empregados, mão de obra desqualificada, ação do meio ambiente e a carga elevada de trafego no local. A figura 19 mostra exemplos de tal patologia em revestimento asfáltico. Figura 19: Remenda de má execução em pavimento asfáltico (Fonte: SindETrans, 2018). 5.15 BURACOS Segundo Pinto (2003) e Silva (2008) buraco são cavidades que surgem ao longo do tempo no revestimento asfáltico. As principais causas má compactação, presença de umidade em camadas inferiores a do revestimento, desagregação do material ligante com o granular e do pavimento. A figura 20 mostra como são os buracos nas rodovias. Figura 20: Buracos dificultando o movimento da via (Fonte: SindETrans, 2018). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 13 6 OBJETIVOS O projeto em questão tem como finalidade, os seguintes objetivos: Apresentar patologias comuns a pavimentações de CBUQ; Projetar uma solução dentre tantas inconformidades nas quais resolvam patologias comuns em vias asfálticas; Exibir métodos de cálculos para a execução de pavimentos asfálticos; Apresentar situações técnicas assertivas sobre a projeção de pavimentos flexíveis do tipo CBUQ; Usar normas para a projeção de pavimentos flexíveis; Desenvolver entendimento perante a projeção de um pavimento asfáltico a base de CBUQ; 7 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA A seguir temos a tabela 1, onde se tem um resumo da parte de patologias mais comuns em CBUQ. Tabela 1: Adaptado por ROCHA, (2009). 7.1 PROJETO DE PAVIMENTAÇÃO Segundo DNER (1996), consiste em três etapas principais para um desenvolvimento de um projeto de pavimentação asfáltica sendo eles: Estudos Preliminares, Anteprojeto e Projeto Executivo. Estudos preliminares é o estudo topográfico, tráfego, geológico, geotécnicos, hidrológicos, dimensões que sejam relevantes ao projeto. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 14 Anteprojeto é a escolha mais assertiva dos traçados que se relaciona com o custo de obra. Projeto Executivo são a perfeita representação da obra e seus detalhamentos técnicos a serem seguidos juntamente com o plano de execução. 7.2 PROJETO DE DUPLIÇÃO DE RODOVIA PR-323 O projeto é a duplicação de um trecho da rodovia PR – 323 (Anexo). A seguir será demonstrado na figura 21, o mapa de situação da obra de Duplicação da Rodovia PR-323, entre Dr.Camargo e Futura Variante do Rio Ávai, executado pelo DER (Departamento de Estradas e Rodovias), do Paraná. Figura 21: Mapa de Situação (DER, 2020). Foram realizados diversos estudos para o pré-dimensionamento da duplicação da rodovia tais como: Estudo de traçado para definir o comprimento o lado da construção. Estudos do tráfego com o objetivo de quantificação do tráfego solicitante do local e os parâmetros necessários para a solicitação. Avaliação econômica das rodovias visando o crescimento das cargas e dos veículos conforme mostra na figura 22 segundo o PIB ( Produto Interno Bruto). Figura 22: Taxa de crescimento (PIB, 2015). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 15 Continuando com o pré-dimensionamento foi realizado: Estudos Topográficos que assim foi gerado uma base topográfica composta por uma rede de referencia planimétrica, base cartográfica e levantamentos complementares; Estudos de Segurança de Trânsito com a finalidade de propor uma segurança mais assertiva para os usuários. Segue a figura 23 há seguir com a taxa de acidentes causados pela Rodovia do quilômetro 175 a 181 da data de 01/01/2014 e 26/11/2019 , tendo como base de dados o DER-PR. Figura 23: Quantidade de acidentes (DER, 2014). A figura 24 apresentada a seguir demonstra a distribuição dos acidentes ocorridos no período segundo a tipologia. Figura 24: Acidentes ocorridos segundo o tipo de acidente (DER, 2015). Conclui-se que por mais que a rodovia seja estuda e com um belo pre- dimensionamento, os acidentes são na maioria das vezes de causa incerta já que muitos deles são gerados pela combinação de fatores sendo eles: humanos, climáticos, viários e veiculares. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 16 8 MATERIAIS E MÉTODOS A metodologia usada é a realização de um projeto de pré-dimensionamento, seguindo as normativas para tal objetivo e cada passo necessário para obter o dimensionamento. Cada subdivisão do dimensionamento será relatada nessa metodologia, o esclarecimento de cada etapa a ser seguida, segundo publicado pelo DNIT no manual “Método DNIT”, que se refere ao dimensionamento mais usual atualmente de um pavimento flexível. O pavimento betuminoso é dimensionado, em sua grande maioria na compressão devido a sua finalidade, que se dá por um trabalho em conjunto das camadas, na absorção das tensões provenientes dos tráfegos e direciona-las até sua camada final e finita a do sub-leito. 8.1 ESTUDOS PRELIMINARES Toda e qualquer dimensionamento, tem que haver estudosrelacionados com o tipo de estrutura na qual será executada no local. Para o caso do pavimento, estudos preliminares como, por exemplo, do solo local e suas resistências perante as cargas atuantes depois de constituída a estrutura, dos materiais a serem usados em cada camada, levantamento da média de tráfego que a estrutura será submetida dentro da faixa de anos estipulada em projeto. O método mais usado, para ensaios do solo é o ISC (Índice de Suporte Califórnia), na qual foi criado em 1993 pelo engenheiro O. J. Porter. O objetivo do ensaio é a aplicação de uma força axial, em um corpo de prova do solo onde abrigará o pavimento e a mesma força aplicada em um material granular, com o intuito de que, seja determinado um agregado capaz de suportar tais tensões solicitantes no pavimento. Em outras palavras, significa que um solo no qual apresenta ISC= 10%, representa somente 10% da resistência a penetração da brita padronizada (tabela 2). Para o ensaio do ISC é usado o aparelho de prensa marshall (figura 25). Figura 25: Prensa Marshall (CONTENCO, 2022). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 17 Na tabela 2 abaixo, tem a tabela retirada da norma DER ES-P 05/18, com as composições granulométricas das britas padronizadas. Tabela 2: Granulometria das britas (DER ES-P 05/18, 2018). O valor do ISC pode variar, de acordo com a composição do solo usado no ensaio, mas podem variar de resultados inferiores a 6% e superiores a 50% ou 100%. O valor do ensaio não afeta diretamente o dimensionamento, mas se faz imprescindível seu estudo. Segundo o manual de pavimentação do DNIT, os valores mais frequentes para a expansão são categorizados de acordo com o tipo de função estrutural exercida, conforme a classificação abaixo: Sub-base: Expansão < 1 %; Subleito: Expansão < 2 %; Reforço do subleito: Expansão < 2 %. 8.2 ESTUDO DA PROJEÇÃO DO TRÁFEGO (VDm) Para o levantamento da média do tráfego local, existem duas maneiras de serem executadas. A primeira seria fazendo postos de contagem em várias localidades, que realizam a contagem de todos os veículos que por ali passam, sendo os mesmos separados por tipos de eixos. A segunda maneira e pelo site do DNIT, que fornece esses dados, como uma média dividida por anos, meses, dias, horas e rodovias já existentes. Quando não se tem um tempo muito grande para ser gasto no dimensionamento a segunda opção se torna mais viável. 8.3 COEFICIENTES DE EQUIVALÊNCIA NATURAL (k) Coeficiente de equivalência natural, é um valor definido por tabela que determina a relação entre a espessura da camada do material empregado com a espessura da base granular, usado na hora de determina as espessuras da base, sub- base e o sub-leito. Logo na tabela 3, seriam os valores de cada coeficiente “k” conforme o material utilizado na confecção do pavimento. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 18 Tabela 3: Valores dos coeficientes de equivalência natural (DNER,1979). Camadas como base, sub-base e caso se faça necessário sua existência a de reforço do sub-leito, são camadas compostas por materiais granulares, portanto os coeficientes de equivalência natural delas é usado como valor de k= 1,00, da maneira apresentada na tabela 3. Na pavimentação cada camada recebe sua própria nomenclatura, uma abreviação e logo um coeficiente “K” a ser usado. A figura 26 exibe como essas nomenclaturas são distribuídas no elemento. Figura 26: Tabela com nomenclatura das camadas de pavimentação (Manual de pavimentação - DNIT,2006). Vale ressaltar que em casos de um valor de “N” superior a , a camada de sub-base ( ), recebe um coeficiente de segurança no valor de 1,2. 8.4 CÁLCULO DO NÚMERO “N” O “N” é um coeficiente, em que seu valor expressa o número de operação de um eixo padronizado pelo DNIT, cujo, eixo-padrão no valor de 8,2 toneladas por eixo ou então 45 toneladas por veículo a uma pressão de 80psi nos pneus. Quando se tem início nessa etapa do dimensionamento, alguns conhecimentos se fazem necessário. Para determinação do número de “N”, existem fatores que interferem no dimensionamento do pavimento. Os fatores citados acima são como, por exemplo, fatores climáticos da região (FR), fatores de carga dos veículos (FC), fatores por eixo (FE), taxa de crescimento do tráfego. O PNCT (Plano Nacional Contagem de Trafego) disponibiliza em seu site a quantidade de veículos passantes em determinado local a escolha do usuário, sendo esses dados separados por estados, rodovias, dias, meses, anos, e até mesmo horário. Com isso pode ser usado o valor de maior contagem, definido através do site. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 19 Como dito anteriormente, existem fatores que interferem no valor de “N”, sendo o primeiro deles o fator climático. Existe uma tabela na qual o DNIT disponibiliza para uso de projeto, logo, a figura 27 mostra a tabela. Figura 27: Tabela com valores de fator climático (DNIT, 1979). Segundo o DNIT levando em conta um fator de equilíbrio entre um pavimento saturado e aquele não saturado, a adoção do FR= 1,0 é uma condição permitida por norma. O fator por eixo é a razão da porcentagem de eixos passantes, com os tipos de eixos. A equação 1, abaixo mostra como se deve ser feito esse cálculo. + ... (1) Na equação acima, “p” refere-se à porcentagem de veículos de um determinado eixo passante pela rodovia, e “n” o numero de eixo do veículo. O DNIT permite que na falta de dados, independente do motivo pode ser adotado FE= 2,07. O fator de carga é um coeficiente, que multiplicado pelos números de eixos do veículo que circula, resulta em um número equivalente de operações do eixo padrão, sob o ponto de vista destrutivo do pavimento. Para achar o fator de carga unitário para cada veículo tem como ajuda o ábaco do fator. A figura 28 exibe o ábaco a ser utilizado na hora de obter o valor de FC de cada veículo. Figura 28: Ábaco para o fator de carga por eixo (DNIT, 2006). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 20 O ábaco é divido para 2 tipos de veículos, que são eixo simples e eixo tandem (duplo ou triplo). Veículos de eixo simples são como por exemplo carros de passeio, e os veículos de eixo tandem são caminhões que possuem o agrupamento de 2 ou 3 rodas por eixo. A primeira parte do ábaco, nos eixos tandem, a linha que representa os veículos de duplo eixo pertencem a linha preta, para os eixo triplo a linha de cor vermelha. A forma de descobrir o valor do FC é conhecer a carga que o veículo tem por eixo ou então usar o valor padrão que é de 8,2 toneladas. O DNIT, por sua vez, específica o peso por eixo de cada tipo de veículo, segundo a tabela 4. Tabela 4: Cargas por eixo (DNIT, 1998). No ábaco na horizontal são as cargas por eixos e na horizontal o fator de carga para cada carga no seu devido eixo. Para a localização do fator de carga, basta traçar uma reta na abscissa em frente a carga do eixo, ate o ponto de encontro com a curva representada no ábaco por eixo, e em seguida outra reta na ordenada, finalizando ate o valor de fator de carga do eixo. (2) CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 21 Na equação o é soma do fator equivalente para cada eixo em cada veículo contado, com o número “n” de eixo e seria o volume médio do mesmo veículo trafegando pela via e seria o volume total de carro trafegando na via. Na possibilidade da falta dos dados, o DNER permite admitir FC= 1,7. No dimensionamento do projeto é adotado um período de tempo (P), sendo favorável o uso entre10 a 20 anos, de uma vida útil do pavimento. Portanto de posse de todos os dados descritos acima, podem ser feito o calculo do “N” com a equação 3: N= 365 ∙ ∙ P ∙ ∙ FR ∙ FE (3) Na equação 3 o valor de 365 seriam os dias para um ano. O resultado final dessa equação é esperado números elevados, com isso a sua redução para uma equação exponencial é uma alternativa para representar esse resultado na utilização da tabela do DNIT, para saber a espessura recomendado para o pavimento. A tabela 5 na sequencia, exibe a tabela mencionada acima para conhecer o valor da espessura mínima do revestimento. Tabela 5: Espessuras mínimas para revestimentos betuminosos (DNIT, 2006). 8.5 DETERMINAÇÃO DAS ESPESSURAS DAS CAMADAS Após prosseguir com todas as etapas anteriores já esclarecidas, se faz o dimensionamento das espessuras das camadas do pavimento. Na figura 29, temos o ábaco usado para a determinação das espessuras das camadas (altura total do elemento final), (altura total das camadas de revestimento, base e sub-base) e (camadas de revestimento e base). CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 22 Figura 29: Ábaco para as espessuras das camadas (DNIT, 2006). No ábaco temos na vertical a espessura em centímetros, e na horizontal as operações de eixo. Para o conhecimento das espessuras de , e usamos o valor da décima potência ( ) obtido na determinação do valor de “N”, e o localizamos na parte das operações de eixo no ábaco. O valor elevado na décima potência e a quantidade de linhas que será deslocado a direita, e posteriormente traçando uma linha na vertical até a curva que corresponde ao ISC da camada de sub-leito, e outro traçado na horizontal ate atingir os valores em centímetros na vertical. Com isso se tem a espessura total do pavimento. Para as demais alturas finais ate as camadas, se faz o uso do mesmo raciocínio, e fazendo proveito do tracejado na vertical já existente, mudando somente o ponto de partida, sendo esse o ISC obtido para cada camada. Para se conhecer a espessura da base (b), do sub-base ( ) e reforço do subleito ( ) se faz o uso das equações de 4, 5 e 6. R ∙ + b ∙ ≥ (4) R ∙ + b ∙ + ∙ ≥ (5) R ∙ + b ∙ + ∙ + ∙ ≥ (6) Como já explicado anteriormente, se faz uso do coeficiente de equivalência natural (k), como uma segurança para as camadas. De posse de todos esses valores eu já posso começar a execução do pavimento. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 23 9 RESULTADOS ESPERADOS O projeto em questão se dá em torno das patologias e vícios construtivos em pavimentos a base de CBUQ. Tais patologias são encontradas com facilidade nos revestimentos de pavimentos onde alinham á má execução, com a mão de obra desqualificada e o uso de materiais impróprios para tal carregamento aplicado na via, conforme Bernucci et al. (2008). Com a realização do projeto, se tem a conclusão de que, as patologias estão associadas a fatores citados acima. Devido a isso, no projeto, a metodologia usada de resolução do problema, é a realização de um novo projeto de pré- dimensionamento, conforme os critérios normativos de NBR e do DNIT. O que se espera da realização desse projeto, é que com isso as patologias sejam extintas, oferecendo um pavimento de qualidade a quem assim utilizar o mesmo. 10 CRONOGRAMA DE ATIVIDADES O cronograma elaborado para o projeto em questão se encontra na tabela abaixo. TABELA DO CRONOGRAMA PROPOSTO PARA A PESQUISA Atividade Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Resumo X Palavras – chaves X Introdução X X Objetivos X Materiais e métodos X X X X X X Revisão bibliográfica X X X X X X Resultados esperados X X X X Referências bibliográficas X X X X X X X X 11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12948: Materiais para concreto betuminoso usinado a quente – Especificação. São Paulo, 1993, 3 p. ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 12949: Concreto betuminoso usinado a quente - Procedimento. São Paulo, 1993, 5 p. CENTRO UNIVERSITÁRIO CATÓLICO SALESIANO AUXILIUM 24 SILVA, P. F. A.. Manual de patologia e manutenção de pavimento. 2. ed. São Paulo: Pini, 2008. 128 p. PINTO, J. I. B. R. Caracterização superficial de pavimentos rodoviários. 2003 . Dissertação (Mestrado em Vias de Comunicação) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade do Porto, Porto, 2003. BERNUCCI, L. B.; MOTTA, L. M. G.; CERATTI, J. A. P.; SOARES, J. B. Pavimentação asfáltica: formação básica para engenheiros. 3. ed. Rio de Janeiro: PETROBRÁS, 2008. 495p. BESKOU, N. D.; TSINOPOULOS, S. V.; HATZIGEORGIOU, G. D. Fatigue cracking failure criterion for flexible pavements under moving vehicles. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2016. v. 90, p. 476- 479. PINHEIRO, Igor. As patologias mais comuns nas estradas. Inova Civil, 06 set. 2019. Disponível em: https://www.inovacivil.com.br/as-patologias-mais-comuns-nas- estradas/. Acesso em: 11 fev. 2022. RAMALHO, Diogo. Tipo de patologia do asfalto em rodovias. Dynatest, 22 dez. 2017. Disponível em: https://dynatest.com.br/tipos-de-patologia-do-asfalto-em-rodovias/. Acesso em: 07 mar. 2022. VIANA, Dandara. Dimensionamento de pavimento flexível: exemplo prático. Guia de Engenharia, 17 maio 2019. Disponível em: https://www.guiadaengenharia.com/pavimento-flexivel-exemplo/. Acesso em: 31 maio 2022. GEWEHR, Juliano. CBUQ x PMF. Asfalto de Qualidade, 25 set. 2015. Disponível em: http://asfaltodequalidade.blogspot.com/2015/09/cbuq-x-pmf.html. Acesso em: 18 abr. 2022. Governo Brasileiro. Contagem contínua. DNIT, Brasília. Disponível em: https://servicos.dnit.gov.br/dadospnct/ContagemContinua. Acesso em: 21 maio 2022. Venescau, Ricardo. Dimensionamento de pavimento flexível – Método DNER. Engenharia Rodoviária - Teoria e Aplicação, 01 jul. 2019. Disponível em: http://engenhariarodoviaria.com.br/dimensionamento-de-pavimentos-flexiveis- metodo-dner/. Acesso em: 22 maio 2022. 12 ANEXOS Governo do Estado do Paraná. Projeto de engenharia par a duplicação da rodovia PR-323 do 174+200 km ao 180+500 km, 14 fev. 2020. Disponível em: https://www.der.pr.gov.br/sites/der/arquivos_restritos/files/documento/2020- 03/projeto_doutor_camargo.pdf. Acesso em: 20 jun. 2022. https://www.inovacivil.com.br/as-patologias-mais-comuns-nas-estradas/ https://www.inovacivil.com.br/as-patologias-mais-comuns-nas-estradas/ https://dynatest.com.br/tipos-de-patologia-do-asfalto-em-rodovias/ https://www.guiadaengenharia.com/pavimento-flexivel-exemplo/ http://asfaltodequalidade.blogspot.com/2015/09/cbuq-x-pmf.html https://servicos.dnit.gov.br/dadospnct/ContagemContinua http://engenhariarodoviaria.com.br/dimensionamento-de-pavimentos-flexiveis-metodo-dner/ http://engenhariarodoviaria.com.br/dimensionamento-de-pavimentos-flexiveis-metodo-dner/ https://www.der.pr.gov.br/sites/der/arquivos_restritos/files/documento/2020-03/projeto_doutor_camargo.pdf https://www.der.pr.gov.br/sites/der/arquivos_restritos/files/documento/2020-03/projeto_doutor_camargo.pdf
Compartilhar