Prévia do material em texto

<p>i</p><p>SUMARIO</p><p>CAPITULO 1 .............................................................................................................................. 1</p><p>INTRODUÇÃO.......................................................................................................................... 1</p><p>CAPITULO 2 .............................................................................................................................. 4</p><p>CARGAS SOBRE OS PAVIMENTOS............................................................................ 4</p><p>CAPITULO 3 .............................................................................................................................. 9</p><p>PAVIMENTO RODOVIÁRIO............................................................................................... 9</p><p>3.1 – CAMADAS CONSTITUINTES............................................................................... 10</p><p>3.1.1 – Regularização............................................................................................................ 10</p><p>3.1.2 – Reforço do Subleito ................................................................................................... 11</p><p>3.1.3 – Sub-Base .................................................................................................................... 11</p><p>3.1.4 – Base ........................................................................................................................... 13</p><p>3.1.5 - Revestimento............................................................................................................... 16</p><p>CAPÍTULO 4 ............................................................................................................................ 22</p><p>AVALIAÇÃO FUNCIONAL ................................................................................................ 22</p><p>4.1 - TERMINOLOGIA DOS DEFEITOS....................................................................... 22</p><p>4.2 - Conceito de Serventia............................................................................................... 30</p><p>4.2.1 – Avaliação de Superfície ............................................................................................. 32</p><p>4.2.2 – Causas Prováveis dos Defeitos.................................................................................. 45</p><p>CAPÍTULO 5 ............................................................................................................................ 65</p><p>AVALIAÇÃO ESTRUTURAL ............................................................................................ 65</p><p>5.1 - Noções de Deformabilidade .................................................................................... 65</p><p>5.2 - Medidas de Deflexão .................................................................................................... 68</p><p>CAPÍTULO 6 ............................................................................................................................ 79</p><p>ANÁLISE DE TENSÕES, DEFORMAÇÕES E DESLOCAMENTOS ............. 79</p><p>6.1 – Conceituação .............................................................................................................. 79</p><p>6.2 – Programas Computacionais de Análise ............................................................. 97</p><p>6.2.1 – Programa Elsym5...................................................................................................... 98</p><p>6.2.3 – Outros Programas ................................................................................................... 106</p><p>6.3 – Fadiga de Misturas Asfálticas.............................................................................. 108</p><p>6.3.1 – Método Experimental .............................................................................................. 114</p><p>6.3.2 – Método Mecanístico e Experimental ....................................................................... 129</p><p>CAPÍTULO 7 .......................................................................................................................... 138</p><p>PREVISÃO DE COMPORTAMENTO DE MATERIAIS DE PAVIMENTAÇÃO ... 138</p><p>7.1 – Modelos de Temperatura do Pavimento ................................................................. 138</p><p>ii</p><p>7.2 – Modelos de Fadiga dos Materiais ...................................................................... 141</p><p>7.3 – Deformação Elástica e Permanente .................................................................. 147</p><p>7.4 – Critério de Ruptura por Cisalhamento da Camada Granular ........................................ 153</p><p>CAPITULO 8 .......................................................................................................................... 157</p><p>PROJETO DO PAVIMENTO .............................................................................................. 157</p><p>8. 1 - Pavimento Flexível - Método do DNER............................................................ 160</p><p>8.2 – Pavimento flexível - Método Mecanístico ........................................................ 174</p><p>CAPÍTULO 9 .......................................................................................................................... 180</p><p>REFORÇO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS........................................................ 180</p><p>9.1 – PRO 10/97 – Método A (Ref. 26) ............................................................................. 184</p><p>9.2 – PRO 11/79 – Método B (Ref.26)......................................................................... 193</p><p>9.3 – Método PRO – 159/85 (Ref.26) .......................................................................... 197</p><p>9.4 – PRO 269/94 – Tecnapav ........................................................................................... 206</p><p>9.4.1 Avaliação Experimental do Tecnapav........................................................................ 209</p><p>9.4.2 – Fundamentos do Procedimento de Projeto – Recapeamento com reciclagem do</p><p>revestimento existente.............................................................................................. 211</p><p>9.4.3 – Dimensionamento do reforço .................................................................................. 217</p><p>9.4.4 – Dimensionamento do Reforço Contemplando a Reciclagem .................................. 221</p><p>9.4.5 – Revestimento com Asfalto – Polímero..................................................................... 224</p><p>APÊNDICE A ......................................................................................................................... 225</p><p>APÊNDICE B ......................................................................................................................... 229</p><p>APÊNDICE C......................................................................................................................... 233</p><p>APÊNDICE D......................................................................................................................... 247</p><p>APÊNDICE E ......................................................................................................................... 251</p><p>APÊNDICE F ......................................................................................................................... 255</p><p>BIBLIOGRAFIA..................................................................................................................... 256</p><p>1</p><p>CAPITULO 1</p><p>INTRODUÇÃO</p><p>Após a execução dos serviços de terraplenagem, das obras de drenagem e de</p><p>proteção contra erosão, diz-se que a estrada está implantada. Esse conjunto de obras</p><p>constitui a infra-estrutura rodoviária.</p><p>Quando se pretende que a rodovia ofereça melhores condições de tráfego,</p><p>executa-se o que se denomina de revestimento primário. Nada mais é do que uma</p><p>camada compactada de solo com características adequadas, capaz de oferecer uma</p><p>superfície de rolamento de qualidade superior à do solo natural, assegurando o tráfego</p><p>em qualquer época do ano (Ref. 2).</p><p>e funcionais.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>• Junta de construção mal executada;</p><p>• Contração/ dilatação do revestimento devido ao gradiente</p><p>térmico ou envelhecimento do asfalto;</p><p>• Propagação das trincas existente nas camadas subjacentes,</p><p>como por exemplo, das bases tratadas com cimento ou juntas de</p><p>revestimentos rígidos (trincas de propagação);</p><p>c) Correção</p><p>Selagem com ligante betuminoso.</p><p>49</p><p>! Trincamento de Bordas</p><p>a) Descrição</p><p>As trincas de borda são fendas que se formam normalmente em uma</p><p>região afastada de no máximo 60 cm da borda do pavimento ou na região</p><p>divisória em que o pavimento sofreu alargamento. Caracteriza-se por uma</p><p>trinca longitudinal ou por uma área trincada ocorrente na região da junção</p><p>entre a pista e o acostamento ou entre a pista e o alargamento. O</p><p>trincamento de borda pode ser acompanhado entre a pista e o</p><p>alargamento. O trincamento de borda pode ser por desintegração ou</p><p>erosão ao longo da borda.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>• Construção deficiente de junta de ligação entre a pista e o</p><p>acostamento, ou alargamento;</p><p>• Diferença de rigidez entre os materiais constituintes do</p><p>acostamento ou do alargamento e do pavimento existente;</p><p>• Compactação insuficiente;</p><p>• Drenagem deficiente ou inexistente.</p><p>c) Correção</p><p>Selagem ou reconstrução.</p><p>50</p><p>! Trincamento Parabólico</p><p>a) Descrição</p><p>Este tipo defeito é caracterizado pela formação de trincas em forma de</p><p>meia lua, geralmente com ambas as pontas indicando a direção do</p><p>tráfego.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>• Má ligação entre o revestimento asfáltico e a camada subjacente;</p><p>• Baixa estabilidade da mistura asfáltica.</p><p>c) Correção</p><p>Selagem da trinca ou remoção do revestimento e reconstrução.</p><p>51</p><p>! Afundamento Localizado ou Depressão.</p><p>a) Descrição</p><p>A depressão é um afundamento localizado cujo nível (ou altura) é mais</p><p>baixa do que a superfície ao seu redor. Na fase inicial esta falha é</p><p>percebida após a ocorrência de chuva, devido ao acumulo de água em seu</p><p>interior.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>As depressões podem ser causadas por deficiências construtivas ou</p><p>geradas por recalque do terreno de fundação ou do material do aterro.</p><p>c) Correção</p><p>Restabelecer a seção transversal com massa betuminosa ou estudos</p><p>específicos.</p><p>52</p><p>1. Afundamento na Trilha de Roda</p><p>a) Descrição:</p><p>É uma depressão do revestimento que se forma na região onde se dá a</p><p>passagem das cargas, ou seja, nas trilhas de roda. Em sua fase inicial</p><p>esta falha só é perceptível após a ocorrência de chuva, pois os sulcos</p><p>ficam preenchidos por água. Até certos limites esses afundamentos são</p><p>toleráveis, porém, quando o acúmulo das deformações permanentes</p><p>formam flechas expressivas nas trilhas de roda, a estrutura estará em um</p><p>estado terminal e colocando em risco a segurança dos usuários.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Compactação insuficiente de uma ou mais camadas durante a</p><p>construção;</p><p>$ Mistura asfáltica inadequada (com baixa estabilidade);</p><p>$ Enfraquecimento de uma ou mais camadas devido à infiltração</p><p>de água;</p><p>c) Correção</p><p>Restabelecer seção transversal ou estudos específicos.</p><p>53</p><p>2. Afundamento Plástico</p><p>a) Descrição:</p><p>É uma depressão caracterizada por um afundamento na região solicitada</p><p>e um solevamento lateral.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>O afundamento plástico é causado pela ruptura de uma ou mais camadas</p><p>do pavimento ou fluência elevada da massa asfáltica.</p><p>c) Correção</p><p>Estudos especiais para definir o grau do problema</p><p>54</p><p>! Corrugação (ondulação, costela)</p><p>a) Descrição:</p><p>A corrugação é uma falha caracterizada por ondulações transversais, de</p><p>caráter plástico e permanente, no revestimento asfáltico.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Instabilidade da mistura betuminosa na camada de revestimento</p><p>e/ou da base;</p><p>$ Excesso de umidade das camadas subjacentes;</p><p>$ Contaminação da mistura asfáltica por materiais estranhos;</p><p>$ Retenção de água na mistura asfáltica;</p><p>c) Correção</p><p>Remoção do revestimento e reconstrução.</p><p>55</p><p>! Escorregamento de Capa</p><p>a) Descrição:</p><p>O escorregamento é um movimento horizontal da mistura asfáltica</p><p>ocasionado pelos esforços tangenciais transmitidos pelas cargas dos</p><p>veículos (frenagem e aceleração) e que produzem uma ondulação curta e</p><p>abrupta na superfície do pavimento.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Ligação inadequada entre o revestimento e a camada sobre a</p><p>qual esta se apóia (deficiências na imprimação ou pintura de</p><p>ligação);</p><p>$ Limitada inércia do revestimento asfáltico devido à pequena</p><p>espessura;</p><p>$ Compactação deficiente da mistura asfáltica ou da porção</p><p>superior da camada de base;</p><p>$ Fluência plástica do revestimento na ocorrência de altas</p><p>temperaturas.</p><p>c) Correção</p><p>Remoção e reconstrução.</p><p>56</p><p>! Desgaste</p><p>a) Descrição</p><p>Considera-se pela designação genérica de desgaste, perda de agregados</p><p>e/ou argamassa fina do revestimento asfáltico. Caracteriza-se pela</p><p>aspereza superficial anormal, com perda de envolvimento betuminoso e</p><p>arrancamento progressivo dos agregados.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Perda de coesão entre agregado e ligante devido à presença de</p><p>material estranho no momento da construção;</p><p>$ Presença de água no interior do revestimento que originam</p><p>sobrepressões hidrostáticas capazes de provocar o deslocamento</p><p>da película betuminosa;</p><p>$ Deficiência localizada de ligante asfáltico nos serviços por</p><p>penetração decorrente de entupimento dos bicos ou má regulagem</p><p>da barra espargidora.</p><p>c) Correção</p><p>Construção de uma capa selante</p><p>57</p><p>! Exsudação</p><p>a) Descrição</p><p>A exsudação é um fenômeno em que a película ou filme de material</p><p>betuminoso forma-se na superfície do pavimento e caracteriza por</p><p>manchas de variadas dimensões. Estas manchas resultantes</p><p>comprometem seriamente a aderência do revestimento aos pneumáticos,</p><p>principalmente sob tempo chuvoso, caracterizando um sério problema</p><p>funcional.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Dosagem inadequada da mistura asfáltica, acarretando teor</p><p>excessivo de ligante e/ou índice de vazios muito baixo.</p><p>$ Temperatura do ligante acima da especificada no momento da</p><p>mistura, acarretando a dilatação do asfalto e ocupação irreversível</p><p>dos vazios entre as partículas ou falta de agregado no caso de</p><p>tratamentos superficiais.</p><p>c) Correção</p><p>Capa selante ou fresagem do local.</p><p>58</p><p>! Agregado Polido</p><p>a) Descrição</p><p>Este defeito caracteriza-se pela inexistência (ou pouca) projeção dos</p><p>agregados acima da superfície do pavimento, provocando deficiências de</p><p>aspereza e conseqüentemente na resistência derrapagem.</p><p>Esta falha só deverá ser considerada quando o grau de polimento</p><p>influenciar na redução da resistência à derrapagem. Sua presença poderá</p><p>ser verificada visualmente ou pelo tato sobre a superfície do pavimento.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>Provocado pela repetições da passagem dos pneumáticos sobre o</p><p>revestimento.</p><p>c) Correção</p><p>Capa selante</p><p>59</p><p>! Remendo (deterioração do remendo)</p><p>a) Descrição</p><p>O remendo é uma porção do revestimento onde o material original foi</p><p>removido e substituído por outro material. Remendos existentes são em</p><p>geral consideradas falhas, já que refletem o mau comportamento da</p><p>estrutura original, gerando normalmente incremento na irregularidade</p><p>longitudinal. Deverá ser avaliada também a deterioração da área</p><p>remendada.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Solicitação intensa do tráfego;</p><p>$ Emprego de material de má qualidade;</p><p>$ Agressividade das condições ambientais;</p><p>$ Problemas construtivos.</p><p>c) Correção</p><p>Reconstrução</p><p>60</p><p>! Panela (buraco)</p><p>a) Descrição</p><p>As panelas são cavidades formadas inicialmente no revestimento do</p><p>pavimento e que possuem dimensões e profundidades variadas. O defeito</p><p>é muito grave, pois afeta estruturalmente o pavimento, permitindo acesso</p><p>das águas superficiais ao interior da estrutura. Também é grave do ponto</p><p>de vista funcional,</p><p>já que afeta a iregularidade longitudinal e, como</p><p>conseqüência, a segurança do trafego, e o custo do transporte.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Trincamento (estágio terminal);</p><p>$ Desintegração localizada na superfície do pavimento (desgastes</p><p>de severidade alta);</p><p>$ Evolução dos defeitos;</p><p>c) Correção</p><p>Reparar a área afetada pela execução de um remendo superficial ou</p><p>profundo.</p><p>61</p><p>! Desnível entre Pista e Acostamento</p><p>a) Descrição</p><p>Este defeito caracteriza-se pela diferença em elevação entre a pista e o</p><p>acostamento. Em condições normais poderá haver um pequeno desnível</p><p>entre pista e acostamento.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Recalque do acostamento;</p><p>$ Bombeamento, ou seja, perda de finos do acostamento;</p><p>$ Perda de material em acostamentos não pavimentados devido</p><p>ao deslocamento do ar provocado pela passagem dos veículos e</p><p>ação de água de chuva;</p><p>$ Problemas construtivos, principalmente nos recapeamentos.</p><p>c) Correção</p><p>Recuperação da seção transversal</p><p>62</p><p>! Separação entre pista e Acostamento</p><p>a) Descrição</p><p>Este defeito caracteriza-se pelo alargamento da junção entre a pista e o</p><p>acostamento. Essa separação não é considerada como um defeito se a</p><p>junta está muito fechada ou selada e impedindo a infiltração de água às</p><p>camadas inferiores.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Falta de capacidade de suporte do acostamento;</p><p>$ Movimentos rotacionais do corpo do aterro devido à</p><p>instabilidade de taludes;</p><p>$ Deslocamentos do material do acostamento devido à retração</p><p>térmica.</p><p>c) Correção</p><p>Selagem com ligante betuminoso filerizado ou estudos específicos para</p><p>melhor avaliar o problema.</p><p>63</p><p>! Bombeamento</p><p>a) Descrição</p><p>O bombeamento è caracterizado pela ascensão de água e finos nas</p><p>trincas sob a ação das cargas de tráfego. Ele é percebido pela existência</p><p>de manchas na superfície ou pela acumulação de material fino junto às</p><p>trincas.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>O bombeamento é causado pela existência de vazios sob o revestimento</p><p>e a sobrepressão hidrostática provocada pela passagem dos veículos.</p><p>c) Correção</p><p>Reparo da área afetada pela execução de remendo superficial ou</p><p>profundo.</p><p>64</p><p>! Envelhecimento</p><p>a) Descrição</p><p>Caracteriza-se pelas perdas das propriedades viscoelásticas do ligante</p><p>betuminoso.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>$ Deficiência de ligante ou oxidação;</p><p>$ Excesso de aquecimento do ligante ou do agregado.</p><p>c) Correção</p><p>Capa selante � massa fina, lama asfáltica, tratamento superficial, micro</p><p>revestimento asfáltico a frio com emulsão polimerizada.</p><p>65</p><p>CAPÍTULO 5</p><p>AVALIAÇÃO ESTRUTURAL</p><p>5.1 - Noções de Deformabilidade</p><p>A ação das cargas de tráfego sobre os pavimentos flexíveis e semi-rígidos</p><p>provoca deformações dos tipos permanentes e recuperáveis. As deformações</p><p>permanentes são aquelas que permanecem mesmo após cessar o efeito da atuação da</p><p>carga, ou seja, tem caráter residual. São exemplos de deformações permanentes</p><p>aquelas geradas nas trilhas de roda pela consolidação adicional pelo tráfego, bem</p><p>como as rupturas de natureza plástica.</p><p>As deformações ou deflexões recuperáveis representam um indicativo do</p><p>comportamento elástico da estrutura, deixando de existir alguns momentos após a</p><p>retirada da carga. As deflexões recuperáveis provocam o arqueamento das camadas do</p><p>pavimento, e a sua repetição é a responsável pelo fenômeno de fadiga das camadas</p><p>betuminosas e cimentadas. O estudo das deflexões ou das condições de</p><p>deformabilidade dos pavimentos flexíveis e semi-rígidos é fundamental à compreensão</p><p>de seu comportamento, já que estas refletem e caracterizam as condições estruturais</p><p>das diversas camadas e do próprio subleito.</p><p>A atuação de uma carga de tráfego produz em um pavimento, como comentado</p><p>anteriormente, deformações de caráter transitório. A magnitude destas deformações é</p><p>variável e depende não só da geometria do carregamento, do valor da carga e da</p><p>pressão de inflação do pneu, como também da posição do ponto de medida em relação</p><p>á posição da carga (Ref. 26). Considerando-se a aplicação de uma carga de roda dupla</p><p>estática, a área próxima á carga que sofrerá deformação recuperável assume a forma</p><p>aproximada de uma elipse, cujo eixo maior coincide com a direção de deslocamento do</p><p>tráfego. À superfície assim formada dá-se o nome de bacia de deformação, ou seja:</p><p>66</p><p>Uma seção longitudinal da bacia de deformação mostra a linha correspondente a</p><p>esta seção longitudinal e dá-se o nome da deformada (Ref.26).</p><p>Observa-se que a severidade do arqueamento transversal é maior, o que explica</p><p>o fato de que as trincas de fadiga têm inicialmente sentido longitudinal.</p><p>A prática rodoviária e os equipamentos de medição desenvolvidos subentendem</p><p>a determinação da deformada segundo o sentido longitudinal, ou seja, no sentido de</p><p>atuação do tráfego.</p><p>A deflexão recuperável máxima (d) é um parâmetro importante para a</p><p>compreensão do comportamento da estrutura. Quanto maior seu valor, mais elástica ou</p><p>resiliente é a estrutura, e maior o seu comprometimento estrutural. No entanto, a</p><p>análise isolada de seu valor pode não esclarecer completamente a questão, já que</p><p>estruturas de pavimentos distintas podem apresentar a mesma deflexão máxima, porém</p><p>com arqueamentos diferenciados na deformada. Conclui-se que a forma da deformada</p><p>é um fator a ser levado em consideração na avaliação estrutural. Diversas tentativas</p><p>foram realizadas no sentido de identificar parâmetros ligados à forma das deformadas</p><p>que auxiliassem na avaliação estrutural. Entre eles, talvez o mais difundido, seja o</p><p>chamado raio de curvatura (R), parâmetro indicativo do arqueamento da deformada na</p><p>sua porção mais crítica, em geral considerada a 25cm do centro da carga (Ref.26). A</p><p>forma da deformada é ilustrada na figura 5.1:</p><p>67</p><p>Uma das expressões de cálculo mais utilizadas é a que corresponde ao ajuste de</p><p>um arco parabólico que passa pelo ponto considerado, afastado genericamente do</p><p>centro da carga de um valor x, e que depende da deflexão máxima e da deflexão no</p><p>ponto considerado (dx):</p><p>( )</p><p>2</p><p>0 25</p><p>10.</p><p>2</p><p>xR</p><p>d d</p><p>=</p><p>−</p><p>sendo R em m; 0d e xd em 0,01 mm.</p><p>No caso de se considerar o raio de curvatura a 25cm, a expressão passa ter a</p><p>seguinte forma:</p><p>( )0 25</p><p>3125R</p><p>d d</p><p>=</p><p>−</p><p>Um raio de curvatura baixo é indicativo de um severo arqueamento da</p><p>deformada, denotando uma condição estrutural crítica.</p><p>A análise conjunta da deflexão máxima e do raio de curvatura já permite uma</p><p>melhor compreensão do complexo comportamento das estruturas de pavimentos. É</p><p>possível atentar uma associação entre os referidos parâmetros, o que pode ser feito</p><p>pelo chamado produto R × d, ou mesmo do quociente R/d.</p><p>68</p><p>5.2 - Medidas de Deflexão</p><p>A deflexão de um pavimento caracteriza a resposta das camadas estruturais e do</p><p>subleito à aplicação do carregamento. Quando uma carga é aplicada em um ponto (ou</p><p>uma área) da superfície do pavimento, todas as camadas fletem devido às tensões e ás</p><p>deformações geradas pelo carregamento. Como mostrado na figura 5.2, o valor da</p><p>deflexão em cada camada geralmente diminui com a profundidade e o distanciamento</p><p>do ponto de aplicação da carga e depende ainda do módulo de elasticidade das</p><p>camadas. A partir de certas distâncias e profundidades as deflexões tornam-se muito</p><p>pequenas.</p><p>Os pavimentos mais robustos estruturalmente fletem menos do que os</p><p>pavimentos mais debilitados. A significativa diferença na ��resposta�� entre os</p><p>pavimentos robustos e debilitados indica os efeitos no desempenho estrutural.</p><p>Assim sendo, pavimentos com deflexões mais baixas suportam maior número de</p><p>solicitações de tráfego.</p><p>Fig 5.2 – Deflexão gerada pelo carregamento</p><p>69</p><p>Os ensaios não destrutivos avaliam a deflexão recuperável máxima na superfície</p><p>do revestimento e são bastante apropriados para avaliação da capacidade estrutural.</p><p>Os equipamentos mais utilizados</p><p>podem ser divididos em:</p><p>• Vigas de deflexão;</p><p>• Equipamentos dinâmicos de vibração;</p><p>• Equipamentos dinâmicos de impacto.</p><p>! Vigas de Mediação de Deflexão</p><p>As vigas de deflexão medem a resposta do pavimento submetido a um</p><p>carregamento estático ou a aplicação de uma carga em movimento lento. Os</p><p>equipamentos mais utilizados são a viga Benkelman e as vigas de deflexão</p><p>automatizadas.</p><p>Idealizada por Benkelman, por ocasião dos estudos levados a efeito na pista</p><p>experimental da WASHO, a chamada viga Benkelman, é o dispositivo mais simples e</p><p>difundido para o levantamento de deflexões em pavimentos. Sua constituição</p><p>compreende uma viga horizontal apoiada sobre três pés, sendo um traseiro e dois</p><p>dianteiros. Um braço de prova é rotulado na parte frontal na viga de referência, tendo a</p><p>sua porção maior posicionada adiante da viga, e a menor sob ela. A ponta do braço de</p><p>prova deve tocar o pavimento no ponto a ser ensaiado, enquanto na outra extremidade</p><p>aciona um extensômetro, solidário á viga, sensível a 0,01mm. A figura 5.3 mostra o</p><p>modo de medição das deflexões.</p><p>70</p><p>A carga de prova utilizada é a roda dupla traseira de um caminhão basculante.</p><p>No Brasil, as deflexões Benkelman são medidas sob carga de eixo de 8,2tf, ou carga de</p><p>roda de 4,1tf.</p><p>Instalada a ponta de prova no centro de carga da roda dupla, faz-se uma leitura</p><p>inicial 0L , no extensômetro. Quando o caminhão se afasta a mais de 10m do ponto de</p><p>ensaio e é decorrido espaço de tempo suficiente para o pavimento recuperar a sua</p><p>condição original, faz-se a segunda leitura fL .</p><p>A deflexão máxima 0d é obtida pela expressão:</p><p>( )0 0 .fd L L K= −</p><p>sendo K a constante da viga, definida como a relação entre a parte maior e a menor do</p><p>braço de prova.</p><p>Para determinar uma deformada completa, há necessidade de afastar o</p><p>caminhão de prova a pequenos intervalos, fazendo uma série de leituras intermediárias</p><p>a cada parada do veículo, até o limite de cerca de 3,0m. Cada deflexão intermediária</p><p>71</p><p>será calculada à semelhança da deflexão máxima, em função da leitura no ponto</p><p>considerado ( iL ), da leitura final ( fL ) e da constante da viga:</p><p>( ).i i fd L L K= −</p><p>Calculadas todas as deflexões é possível proceder o traçado e à análise das</p><p>deformadas levantadas.</p><p>Os procedimentos aqui mencionados resumidamente, para utilização da liga</p><p>Benkelman, são descritos nas seguintes normas:</p><p>a) ME 24/94 � Pavimento � Determinação das deflexões no pavimento pela viga</p><p>Benkelman;</p><p>b) PRO 175/94 � Aferição de viga Benkelman;</p><p>c) ME 061/94 � Pavimento � Delineamento da linha de influência longitudinal da bacia</p><p>de deformação por intermédio da viga Benkelman.</p><p>As vigas de deflexão automatizadas, que operaram nos mesmos princípios da</p><p>viga Benkelman, foram desenvolvidas para aumentar a velocidade das medidas de</p><p>deflexão. As vigas de deflexão são montadas sob o veículo de teste e uma</p><p>posicionadas são medidas as deflexões e gravadas automaticamente em cada ponto de</p><p>teste, enquanto o caminhão está em movimento (Ref.26).</p><p>O Defletógrafo La Croix é um dispositivo largamente utilizado na Europa e</p><p>consiste em um veículo de teste carregado (5.442 kgf a 11.791 kgf), que se move a</p><p>uma velocidade constante de 3km/h, quando as deflexões ao medidas por vigas</p><p>móveis. A operação é totalmente automática e as medidas de deflexão são gravadas</p><p>numa fita magnética para posterior análise (Ref.26).</p><p>! Equipamentos Dinâmicos de Vibração</p><p>Os equipamentos dinâmicos de vibração medem a resposta do pavimento</p><p>quando submetido a uma carga vibratória ou cíclica.</p><p>72</p><p>O Dynaflect é um equipamento de uso muito difundido nos Estados Unidos.</p><p>Consiste basicamente de um gerador de cargas cíclicas montado em um trailer de duas</p><p>rodas, uma unidade de controle, um sensor e uma unidade de calibração do sensor</p><p>(geofone). O sistema proporciona medições rápidas e precisas das deflexões nas faixas</p><p>de rolamento em cinco pontos da superfície do pavimento, utilizando uma força cíclica</p><p>de magnitude e freqüência conhecidas que é aplicada no pavimento por duas rodas de</p><p>aço (Ref.26)</p><p>! Equipamentos Dinâmicos de Impacto</p><p>Todos os equipamentos que transferem ao pavimento uma carga dinâmica de</p><p>impacto estão incluídos nesta classificação e são chamados de FWD � ��Falling Weight</p><p>Dflectometer�� ou defletômetros de impacto. Os equipamentos mais conhecidos no</p><p>Brasil são o Dynatest FWD e o KUAB FWD.</p><p>Estes equipamentos empregam um peso que é elevado até uma altura pré-</p><p>estabelecida e solto em queda livre para atingir uma placa apoiada sobre a superfície</p><p>do pavimento. Esta placa transmite uma força de impulso à estrutura, a qual pode ser</p><p>modificada, alterando-se o peso e/ou a altura de queda.</p><p>A resposta do pavimento ao impacto é registrada por um conjunto de sensores</p><p>posicionados longitudinalmente a partir do centro da placa. O equipamento é montado</p><p>em um reboque e comandado automaticamente por meio de um microcomputador</p><p>instalado em um veículo de apoio (Ref.26).</p><p>A maior vantagem dos equipamentos de impacto é a sua capacidade de simular</p><p>aproximadamente, as características de uma carga de tráfego transiente em termos de</p><p>magnitude e freqüência, o que não ocorre no ensaio estático com viga Benkelman. As</p><p>deflexões resultantes se aproximam, portanto, daquelas que seriam causadas por uma</p><p>carga real dinâmica. Além disso, o equipamento permite a determinação precisa e</p><p>rápida de deformadas completas, com aquisição automática de dados. A figura 5.4</p><p>mostra esquematicamente o equipamento FWD.</p><p>73</p><p>Embora já existam equipamentos do tipo FWD operando no Brasil há alguns</p><p>anos, o seu alto custo de aquisição/utilização não permitiu que levantamentos</p><p>defletométricos com eles tenham se tornado generalizados.</p><p>Assim é que a viga Benkelman, muito embora limitada por suas restrições</p><p>técnicas e operacionais, continua a ser o equipamento ao qual a maior parte dos órgãos</p><p>rodoviários e projetistas têm o acesso. Para o futuro, a tendência de uso generalizado</p><p>dos FWD é, no entanto, inevitável. Neste sentido, foi normalizado no âmbito federal o</p><p>levantamento das deflexões com o FWD.</p><p>As correlações entre deflexões obtidas por viga Benkelman e FWD são</p><p>dependentes de diversos fatores e, principalmente, da resposta elástica da estrutura do</p><p>pavimento que está sendo avaliada. Portanto, não existem correlações de aplicação</p><p>generalizada, porém, constata-se que geralmente as deflexões Benkelman são 20% a</p><p>30% superiores às obtidas pelo FWD.</p><p>Para a compreensão adequada da condição estrutura do pavimento podem ser</p><p>considerados vários parâmetros defletométricos. Serão comentadas as aplicações</p><p>destes parâmetros nos métodos de dimensionamento empíricos e mecanísticos.</p><p>74</p><p>! Deflexão Recuperável Máxima</p><p>A deflexão recuperável máxima é um indicativo do comportamento global da</p><p>estrutura, sendo afetada pelo subleito e pelas camadas constituintes do pavimento.</p><p>A representação gráfica das deflexões medidas de uma determinada extensão</p><p>permite uma visualização geral do desempenho da estrutura, com a conseqüente</p><p>definição de segmentos de comportamento homogêneo. Locais criticamente</p><p>comprometidos poderão ser identificados com facilidade, a partir da análise do perfil</p><p>deflectométrico.</p><p>A questão da definição da ��deflexão admissível��, para um determinado</p><p>pavimento está intimamente ligada à sua concepção estrutural e às características</p><p>elásticas de suas diversas camadas. Pode-se dizer que a deflexão admissível de um</p><p>pavimento semi-rígido é sem dúvida menor do aquela de uma estrutura flexível. Um</p><p>pavimento com revestimento em tratamento superficial pode, por outro lado, suportar</p><p>maiores deflexões do que um outro que tenha revestimento em concreto asfaltico, o</p><p>que justifica pela maior flexibilidade dos tratamentos superficiais.</p><p>Diversos métodos de projeto de reforços buscam estabelecer formas para a</p><p>definição racional da deflexão</p><p>admissível. O ��Asphalt Institute��, por exemplo,</p><p>estabelece uma correlação direta entre o número de aplicações do eixo padrão de 8,2 tf</p><p>previsto (baseado em fatores de equivalência AASHTO) e a deflexão admissível. Já o</p><p>Departamento de Estradas da Califórnia definiu a vinculação entre deflexão admissível</p><p>e dois parâmetros: o índice de Tráfego (IT) e a espessura da camada crítica,</p><p>representada normalmente pelo revestimento em concreto asfáltico.</p><p>A deflexão representativa de um determinado segmento homogêneo é</p><p>considerado em diversos métodos de dimensionamento de reforços como o principal</p><p>fator a afetar o cálculo da espessura do reforço necessária. Isto ocorre nos métodos</p><p>normalizados no país.</p><p>! Raio de Curvatura</p><p>O raio de curvatura é um parâmetro afetado essencialmente pelas características</p><p>elásticas dos componentes da porção superior da estrutura, ou seja, o próprio</p><p>75</p><p>revestimento e a base. Assim, um baixo raio de curvatura é normalmente um indicativo</p><p>de que os módulos elásticos das camadas superiores do pavimento apresentam valores</p><p>abaixo dos desejáveis. Definir um valor crítico para o raio de curvatura é uma tarefa</p><p>difícil, de vez que cada estrutura apresenta características particulares. No entanto,</p><p>parece importante para uma análise mais aprofundada de estruturas flexíveis com</p><p>revestimento em concreto asfáltico que exibem raios de curvatura inferiores a 100m,</p><p>considerados críticos.</p><p>! Avaliação de Módulos por Retroanálise</p><p>Talvez a mais importante na utilização de parâmetros defletométricos na</p><p>realidade seja a avaliação dos valores modulares das camadas dos pavimentos, para</p><p>as suas condições in situ, mediante técnicas de retroanálise. O procedimento consiste</p><p>inicialmente em levantar as deformadas representativas de um certo segmento</p><p>homogêneo, preferencialmente com o uso do FWD. Buscam-se adicionalmente</p><p>informações a respeito das espessuras das camadas integrantes da estrutura, por meio</p><p>de pesquisa histórico-cadastral ou, preferencialmente, sondagens diretas.</p><p>A seguir procura-se determinar por tentativas sucessivas, o conjunto de fatores</p><p>de módulos das camadas que reproduza a deformada levantada no campo, com o</p><p>auxílio de um programa computacional que permita o cálculo de tensões, deformações</p><p>e deslocamentos em pavimentos. Os valores encontrados são assumidos como os</p><p>módulos para as condições de campo de cada camada, podendo ser utilizados em</p><p>análise mecanística da estrutura resistente existente.</p><p>É possível resolver o problema de retroanálise com o uso de um programa como</p><p>o Elsym5 ou Fepave, trabalhando por tentativas, porém o processo é extremamente</p><p>laborioso. A melhor solução é o emprego de programas específicos, alguns dos quais</p><p>são derivados do próprio Elsym5, que executam as tarefas iterativas por meio de rotinas</p><p>apropriadas.</p><p>Os ensaios deflectométricos são designados como �não-destrutivos� ou NDT</p><p>(�non-destructive testing�), apresentando sobre outros procedimentos todas às</p><p>vantagens inerentes ao fato de não causarem danos à estrutura analisada. Além dos</p><p>76</p><p>equipamentos descritos anteriormente, existem diversos outros em uso em países do</p><p>hemisfério Norte. Os equipamentos tipo NDT mais utilizados no Brasil são a viga</p><p>Benkelman e o Falling Weight Deflectometer (FWD). As características principais</p><p>relacionadas a esses equipamentos podem ser assim enumeradas:</p><p># Viga Benkelman</p><p>• A viga Benkelman tem sido utilizada como um instrumento de avaliação estrutural</p><p>e de projeto de reforço, com base em critérios deflectométricos de pavimentos</p><p>asfálticos já construídos;</p><p>• O carregamento quase-estático, nas medições com a viga Benkelman, induz</p><p>deflexões mais elevadas que qualquer equipamento que simule a carga transiente</p><p>dos veículos na rodovia;</p><p>• Não permite determinação confiável da forma e tamanho da deformada de</p><p>superfície. Se a bacia de deflexão é grande, o ponto de referência pode se</p><p>encontrar dentro dela;</p><p>• Não simula a condição de solicitação do pavimento e tem elevada variabilidade</p><p>das medidas, não permitindo variar a carga aplicada durante o ensaio, o que é</p><p>fundamental para a determinação do comportamento não linear de materiais</p><p>constituintes da estrutura do pavimento. A viga não é, portanto, muito indicada</p><p>para medir a capacidade média de carga, no ensaio convencional, de subleitos ou</p><p>de camadas sobrepostas não cimentadas;</p><p>• A viga de deflexão automatizada reproduz melhor os resultados dos ensaios de</p><p>campo.</p><p>• Falling Weight Deflectometer</p><p>• O Falling Weight Deflectometer � FWD é um deflectometro de impacto,</p><p>desenvolvido na Dinamarca e aperfeiçoado nos Estados Unidos da</p><p>América, projetado para simular o efeito da passagem da carga de um</p><p>veículo nas condições de tráfego reais. O aparelho é montado sob um trailer</p><p>77</p><p>que é conduzido durante a realização dos ensaios por um automóvel com</p><p>capacidade media de carga;</p><p>• O ensaio consiste na queda de um conjunto de massas, a partir de uma</p><p>altura pré-fixada, sob um sistema de amortecedores de borracha que</p><p>transmite a força aplicada a uma placa circular apoiada no pavimento. A</p><p>carga do impulso pode ser variada, pela modificação da altura de queda ou</p><p>da configuração de massas utilizada. Na placa circular existe uma célula de</p><p>carga que mede a carga do impacto proveniente da queda do conjunto de</p><p>massas; a duração do pulso de carga varia de 0,25s a 0,30s, o que equivale</p><p>aproximadamente a um veículo em movimento a 70 km/h;</p><p>• Os deslocamentos recuperáveis gerados na superfície do pavimento (bacia</p><p>de deflexões) são medidos por sete geofones (transdutores de velocidade),</p><p>instalados na placa de carga e ao longo de uma barra metálica;</p><p>• Em cada estação de ensaio, é possível obter a variação ao longo do tempo</p><p>das deflexões lidas em cada geofone, a forma do pulso de carga aplicado</p><p>na temperatura ambiente e na superfície do pavimento;</p><p>• As vantagens do FWD resumidamente são:</p><p>! Grande acurácea na medida de deflexões;</p><p>! Baixa dispersão das medidas;</p><p>! Possibilidade de aplicação de vários níveis de carga num mesmo ponto;</p><p>! Rapidez e facilidade de operação sob condições de tráfego;</p><p>! Medida e registro automático da temperatura do ar e da superfície do pavimento,</p><p>além das distâncias percorridas entre os pontos de ensaio;</p><p>! Operação independente das condições de tempo;</p><p>! Indicado para o controle estrutural das camadas do pavimento desde o subleito</p><p>até a camada de revestimento;</p><p>! Determinação das bacias de deflexões de forma rápida e com bastante acurácia,</p><p>proporcionando a análise dos módulos de elasticidade das camadas</p><p>constituintes do pavimento.</p><p>78</p><p>Estudos de Hoffman e Thompson (Ref. 25) mostraram que a resposta produzida</p><p>pelo FWD é a que mais se aproxima dos deslocamentos na superfície (deflexões)</p><p>gerados por um caminhão carregado em movimento, além disso, verificaram que as</p><p>deflexões medidas pela viga Benkelman, que ocorrem sob uma carga quase estática,</p><p>tendem a superestimar aquelas que ocorrem sob cargas de roda em movimento. A</p><p>explicação deste fato está associada à mobilização de efeitos viscoelásticos que</p><p>predominam no ensaio com a viga Benkelman, devido à velocidade extremamente</p><p>baixa do �caminhão de prova� durante a execução do ensaio. Isto significa que, da</p><p>forma com que os ensaios de viga Benkelman são conduzidos, os módulos elásticos</p><p>mobilizados são menores do que aqueles mobilizados durante o ensaio com o FWD, no</p><p>mesmo nível de carga.</p><p>79</p><p>CAPÍTULO 6</p><p>ANÁLISE DE TENSÕES, DEFORMAÇÕES E DESLOCAMENTOS</p><p>6.1 – Conceituação</p><p>A evolução mais recente no que tange ao projeto de pavimentos e avaliação</p><p>estrutural está calcada nos conceitos de Mecânica dos Pavimentos.</p><p>No Brasil, essa técnica foi marcada pela introdução, em 1977, de ensaios de</p><p>cargas repetidas com equipamentos acionados por sistemas pneumáticos, em</p><p>pesquisas iniciadas através do Convênio de Cooperação Técnica firmado</p><p>entre a</p><p>Coppe/UFRJ e o IPR/DNER.</p><p>A Mecânica dos Pavimentos, nada mais é do que a aplicação das teorias da</p><p>Mecânica do Contínuo, da Mecânica dos Solos e da Mecânica da Fratura na</p><p>interpretação do comportamento de sistemas estratificados e, assim, estabelecendo</p><p>bases mais racionais para o projeto de pavimentos novos e suas restaurações. Por</p><p>outro lado, é conveniente ressaltar que a adoção de modelos de previsão de</p><p>desempenho e de análise fundamental, calcado nas teorias da Mecânica dos</p><p>Pavimentos, pode levar a resultados absurdos se o projetista não o fizer de forma</p><p>cuidadosa, como, por exemplo, quando são utilizados modelos e parâmetros de</p><p>materiais obtidos em estudos desenvolvidos na Europa, Estados Unidos e em outros</p><p>países. É importante recalibrar os modelos para as condições brasileiras e até, para as</p><p>condições da região atravessada pela rodovia, considerando o clima, a geomorfologia,</p><p>os aspectos estruturais e litologias dos terrenos, levando em conta que o desempenho</p><p>do pavimento é bastante sensível as variações nas características mecânicas dos</p><p>materiais envolvidos na construção rodoviária.</p><p>Portanto, o objetivo da Mecânica dos Pavimentos é de projetar um pavimento</p><p>considerando o estado de tensões e de deformações atuantes, compatibilizando-os</p><p>com as admissíveis ou resistentes, para um período de projeto e condição de serventia.</p><p>80</p><p>Boussinesq (1885) foi um dos primeiros pesquisadores que formulou equações</p><p>para o cálculo de tensões e deformações em um meio semi-infinito, elástico linear,</p><p>homogêneo e isotrópico, solicitado por uma carga pontual.</p><p>Burmister (1943), Acum & Fox (1951), formularam soluções para um</p><p>carregamento circular uniformemente distribuído na superfície de três camadas.</p><p>Um projeto de pavimento flexível bem concebido deve atender limitações de:</p><p>• Tensões que possam provocar ruptura por cisalhamento;</p><p>• Deformações permanentes; e</p><p>• Deformações recuperáveis ou elásticas.</p><p>Um pavimento bem dimensionado, em função do CBR, garante as duas</p><p>primeiras condições. Contudo, a repetição das cargas transientes pode levar a ruptura</p><p>por fadiga do revestimento betuminoso ou da camada cimentada prematuramente, se</p><p>não for considerado o limite admissível das deformações elásticas para um �N� de</p><p>projeto � repetição do carregamento.</p><p>O conhecimento das tensões e deformações em uma seção de pavimento</p><p>proposta permite avaliar a ocorrência de fadiga durante o período de projeto. A</p><p>natureza instantânea e recuperável das deformações tem conduzido os pesquisadores</p><p>a utilizarem a Teoria da Elasticidade, para previsão do estado de tensão e deformação,</p><p>porém, desde que os parâmetros elásticos sejam determinados em condições similares</p><p>ao carregamento que ocorre no campo.</p><p>Ensaios de laboratório têm sido desenvolvidos para estudar os materiais de</p><p>pavimentação sob condições de carregamento similares aqueles de campo. Entre eles,</p><p>cita-se o ensaio triaxial de carga repetida para materiais terrosos, permitindo determinar</p><p>o módulo de elasticidade ou resiliente sob diferentes condições de umidade, densidade,</p><p>tensão confinante, tensão desvio, freqüência do carregamento, duração e repetição do</p><p>carregamento.</p><p>Francis Hveem (1955) apontava que o projeto deve considerar</p><p>fundamentalmente a repetição do carregamento aplicado. Sistematizou a observação</p><p>dos defeitos dos pavimentos e concluiu que a maioria deles tinha origem na fadiga do</p><p>revestimento, devido à repetição de pequenas deformações elásticas (Ref. 41).</p><p>81</p><p>A concepção da viga de Benkelman (1953), deu ensejo a consideração desse</p><p>parâmetro no projeto estrutural. Por outro lado, a difusão da análise numérica e da</p><p>computação trouxe facilidades no que tange ao cálculo de tensões, de deformações e</p><p>de deslocamentos, com a aplicação da teoria da elasticidade a sistemas de camadas.</p><p>A adoção dos métodos elásticos através de programas computacionais tem sido</p><p>a tônica observada nos últimos anos. Assim, convencionou-se chamar em mecânica</p><p>dos Pavimentos, de deformação resiliente, a deformação elástica ou recuperável de</p><p>solos e de estruturas de pavimentos sob a ação de cargas transientes. Foi Francis</p><p>Hveem (1955), quem adotou o temo �resiliência�, para que se entendesse que os</p><p>deslocamentos nos pavimentos, sob a ação de cargas móveis, são muito maiores do</p><p>que os que correm em sólidos elásticos como o vidro, o aço, etc.</p><p>Resiliência (segundo o �Aurélio�) é definida como a propriedade pela qual a</p><p>energia armazenada em um corpo deformado é devolvida quando cessa a tensão</p><p>causadora da deformação elástica. Portanto, o termo deformação resiliente passou a</p><p>significar a deformação recuperável dos pavimentos quando submetidos a</p><p>carregamentos repetidos, isto, como um a forma de distinguí-la daquelas que ocorrem</p><p>em outras estruturas onde as cargas não são repetidas tão aleatoriamente quanto à</p><p>freqüência, duração e intensidade como a do tráfego de veículos. Foi convencionado no</p><p>país designar de �Método da Resiliência� a análise de deformações, de deslocamentos</p><p>e de tensões de sistemas de camadas elásticas lineares e não-lineares.</p><p>A determinação do módulo de resiliência de solos é feita em laboratório, através</p><p>do ensaio triaxial de carga repetida de curta duração. Conceitualmente, não existem</p><p>solos resilientes e solos não-resiliente, uma vez que todos eles apresentam deformação</p><p>resiliente quando solicitados por um carregamento.</p><p>! Ensaio Triaxial de Cargas Repetidas</p><p>O estado de tensões em um meio elástico varia com a posição da carga móvel.</p><p>Quando o carregamento vertical se situa acima do elemento de solo ou de camada do</p><p>pavimento, tem-se o estado de tensões normais principais, vertical ( 1σ ) e horizontal</p><p>82</p><p>( 3σ ). O ensaio de laboratório é feito rotineiramente com tensão vertical variável e</p><p>confinante constante, ou seja:</p><p>31 σσσ −=d</p><p>Onde dσ é a tensão desvio variável. A Figura 6.1 mostra esquematicamente esse tipo</p><p>de abordagem, onde as tensões cisalhantes são nulas para a condição da carga acima</p><p>do ponto considerado (Ref.28).</p><p>O ensaio triaxial de carregamento repetido foi introduzido nos estudos da</p><p>mecânica dos pavimentos na década de 50, na Universidade de Berkeley, Califórnia,</p><p>quando era estudado a condição de deformabilidade do solo de fundação dos</p><p>pavimentos construídos na pista da AASHTO, em Illinois, EUA (Ref.28).</p><p>O módulo de deformação resiliente é definido no ensaio triaxial de cargas</p><p>repetidas, pela equação:</p><p>R</p><p>d</p><p>RM</p><p>ε</p><p>σ=</p><p>0H</p><p>H</p><p>R</p><p>∆=ε</p><p>onde:</p><p>RM - módulo de deformação resiliente;</p><p>83</p><p>dσ - tensão desvio aplicada repetidamente;</p><p>Rε - deformação específica axial resiliente, correspondente a um número</p><p>particular de repetição da tensão desvio;</p><p>H∆ - deslocamento vertical máximo;</p><p>0H - Comprimento inicial de referência da amostra de solo cilíndrica ensaiada.</p><p>As deformações resilientes são elásticas no sentido de serem recuperáveis,</p><p>porém não necessariamente lineares. O módulo resiliente dos materiais granulares é</p><p>função crescente da tensão de confinamento ( 3σ ) que decresce com a profundidade</p><p>do ponto considerado.</p><p>O equipamento de ensaio triaxial é constituído de uma célula triaxial, sistema de</p><p>controle e registro das deformações, e um sistema pneumático de carregamento. A</p><p>força vertical axial é aplicada alternada e rapidamente no topo da amostra por um</p><p>pistão, para que o ar comprimido ao passar por um regulador de pressão, atue</p><p>diretamente sobre uma válvula ligada a um cilindro de pressão. Ao abrir a válvula,</p><p>transmite-se à pressão do ar ao corpo-de-prova envolto em uma membrana de</p><p>borracha; ao fechar, a pressão do ar deixa de atuar. O tempo de abertura da válvula e a</p><p>freqüência desta operação são controlados por um dispositivo mecânico digital. As</p><p>deformações resilientes são medidas por um par de transdutores mecano-</p><p>eletromagnéticos conhecidos por LVDT�s (linear variable differential transducers)</p><p>acoplados ao corpo-de-prova. Dessa</p><p>forma, procura-se simular a passagem de uma</p><p>roda de um veículo por um ponto na superfície e no interior do pavimento.</p><p>No Brasil, os módulos têm sido freqüentemente determinados para as seguintes</p><p>condições:</p><p>• Repetição do carregamento ≅ 200;</p><p>• Freqüência: 20 a 60 solicitações por minuto;</p><p>• Duração 0,10 a 0,15 segundo;</p><p>• Intervalo entre cargas: 2,86 a 0,86 segundo.</p><p>84</p><p>Costuma-se fazer o ensaio a tensão confinante ( 3σ ) constante, medindo-se a</p><p>deformação axial.</p><p>! Ensaios de solos arenosos ou pedregulhosos</p><p>a) Tensões de condicionamento � antes de fazer as medições de deformação, com a</p><p>tensão de confinamento 3σ =0,7Kgf/cm², a razão de tensões principais 31 /σσ = 2,</p><p>aplicar 200 vezes a tensão-desvio a 60 ciclos por minutos, duração de 0,10 segundo. A</p><p>seguir, com a mesma tensão confinante aplicada e com razão de tensões principais</p><p>igual a 4, aplicar o mesmo número de repetições da tensão-desvio.</p><p>b) Medições de deformação � a fim de obter o módulo resiliente, aplicam-se as</p><p>seguintes tensões: 3σ = 0,21 � 0,35 � 0,525 � 0,70 � 1,05 � e 1,40 Kgf/cm²; para cada</p><p>uma destas, aplica-se uma tensão-desvio tal que se obtenha as seguintes razões</p><p>31 /σσ = 2, 3 e 4.</p><p>Registram-se as deformações após 200 aplicações de cada tensão-desvio.</p><p>! Ensaios de solos argilosos e siltosos</p><p>Tanto o condicionamento como o registro das deformações são feitos a tensão</p><p>confinante de 0,21 Kgf/cm². A razão de tensões principais máximas adotada depende</p><p>do tipo de solo, de modo a serem evitadas grandes deformações plásticas. Aplicam-se</p><p>200 repetições de tensão-desvio, entre 0,21 e 2 Kgf/cm².</p><p>Os corpos-de-prova cilíndricos tem, por exemplo, 10cm de diâmetro e 20cm, de</p><p>altura. São obtidos por compactação por impacto, na condição de densidade e umidade</p><p>desejada.</p><p>Para as condições reais de tráfego na rodovia, pode-se fazer a seguinte</p><p>analogia:</p><p>85</p><p>• Repetição do Carregamento � período de projeto;</p><p>• Freqüência � fluxo ou volume de trafego;</p><p>• Duração � velocidade dos veículos.</p><p>A Figura 6.2 mostra o equipamento de uso rotineiro no país.</p><p>O registro das deformações mostra que, para cada aplicação da tensão desvio, a</p><p>deformação axial tem uma parcela pequena de natureza plástica ou permanente</p><p>RPtP εεεε +=:)( . Este registro é mostrado esquematicamente na figura abaixo:</p><p>86</p><p>Para um comportamento elástico linear, a lei de Hooke generalizada, no estado</p><p>duplo de tensões, se exprime pelas equações:</p><p>( )311 21 µσσε −=</p><p>E</p><p>( )[ ]133 11 µσµσε −−=</p><p>E</p><p>onde:</p><p>( ) 13133</p><p>1331</p><p>2 εσσεσ</p><p>εσεσ</p><p>µ</p><p>+−</p><p>−</p><p>= coeficiente de Poisson</p><p>( )( )</p><p>( ) 33131</p><p>3131</p><p>2</p><p>2</p><p>εσεσσ</p><p>σσσσ</p><p>−+</p><p>+−</p><p>=E módulo de Young</p><p>Como o comportamento dos materiais terrosos de pavimentação é na sua</p><p>maioria elástico não-linear e elástico-plástico, é necessário a investigação de relações</p><p>empíricas entre o módulo de resiliência e o estado de tensões.</p><p>A Figura 6.3, retrata de forma esquemática o comportamento tensão x</p><p>deformação desses materiais (Ref. 28):</p><p>Fig. 6.3 – Comportamento tensão – deformação dos solos: (a) elástico linear; (b)</p><p>elástico não-linear com recuperação total; (c) elástico não-linear com histerese; (d)</p><p>elasto-plástico.</p><p>87</p><p>Se o material está submetido a tensões cisalhantes, define-se o módulo de</p><p>elasticidade transversal ou cisalhante (G) como a relação entre a tensão cisalhante e a</p><p>deformação angular, ou seja:</p><p>A relação entre o módulo axial (E) e o cisalhan</p><p>( )µ+</p><p>=</p><p>12</p><p>EG</p><p>O coeficiente de Poisson ( µ ) expressa</p><p>específicas axial e transversal no estado duplo de te</p><p>de tensões principais, tem-se:</p><p>( )[</p><p>E</p><p>321</p><p>1</p><p>σσµσε +−</p><p>=</p><p>([</p><p>E</p><p>312</p><p>2</p><p>σσµσε +−</p><p>=</p><p>([</p><p>E</p><p>213</p><p>3</p><p>σσµσ</p><p>ε</p><p>+−</p><p>=</p><p>onde 1σ , 2σ e 3σ são as tensões principais</p><p>respectivamente.</p><p>Como os solos e as britas utilizadas e</p><p>comportamento elástico linear, a equação de Hoo</p><p>assim, procura-se determinar nos ensaios triaxia</p><p>τ=G</p><p>te (G) é dado por:</p><p>a relação entre as deformações</p><p>nsões. No estado triplo, em termos</p><p>]</p><p>)]</p><p>)]</p><p>maior, intermediária e menor,</p><p>m pavimentação não têm um</p><p>ke generalizada não se aplica e,</p><p>is, relações empíricas entre os</p><p>γ</p><p>88</p><p>parâmetros elásticos e os níveis de tensões induzidas pelo carregamento aplicado, para</p><p>as condições de umidade e densidade do material, ou seja:</p><p>( )3,σσ dR fM =</p><p>Os parâmetros elásticos dependem do tipo de solo ensaiado, definindo-se</p><p>basicamente dois modelos de comportamentos característicos. O modelo granular �</p><p>solo com menos de 35% passando na peneira n° 200 pela classificação TRB/HRB ou</p><p>50% pela USCS e o modelo de solo fino com mais de 35% ou 50% passando na</p><p>mesma peneira. A natureza da fração fina determina o comportamento resiliente, como</p><p>por exemplo, quando a percentagem de silte na fração fina é superior ou igual a 65%</p><p>(determinado em granulometria por sedimentação), o solo tem um elevado grau de</p><p>resiliência . A percentagem de silte na fração fina determinada na curva de distribuição</p><p>granulométrica se exprime pela equação:</p><p>100100</p><p>2</p><p>1 x</p><p>P</p><p>PS −=</p><p>onde:</p><p>S � percentagem de silte na fração fina;</p><p>P1 � percentagem de material com partículas de diâmetros inferiores a 0,005mm;</p><p>P2 � percentagem de material com partículas de diâmetros inferiores a 0,075mm;</p><p>Os estudos sobre o comportamento resiliente de solos não coesivos submetidos</p><p>a tensões axiais repetidas, mostram que o módulo resiliente aumenta com a tensão</p><p>confinante e é relativamente pouco influenciado pela tensão desvio repetida. Os</p><p>modelos mais adotados para definir a variação do módulo com o nível de tensão no</p><p>ensaio de compressão triaxial são:</p><p>'</p><p>2'</p><p>1</p><p>K</p><p>R KM θ=</p><p>3321 3σσσσσθ +=++= d ou</p><p>89</p><p>2</p><p>31</p><p>K</p><p>R KM σ=</p><p>Onde K1, K2, k1 e k2 são os parâmetros de resiliência do material determinados</p><p>experimentalmente nos ensaios laboratoriais e θ é o primeiro invariante de tensões. É</p><p>possível estabelecer também o seguinte modelo:</p><p>22</p><p>1</p><p>K</p><p>d</p><p>K</p><p>R KM −= σθ</p><p>No caso de solos finos tem-se utilizado o modelo bilinear, com a variação do</p><p>módulo com o nível de tensão desvio:</p><p>( )[ ]dR KKKM σ−+= 132 dK σ>1</p><p>( )[ ]142 KKKM dR −+= σ dK σ<1</p><p>ou então:</p><p>b</p><p>dR aM −= σ</p><p>Onde:</p><p>Ki �a� e �b� são constantes determinadas experimentalmente nos ensaios de</p><p>laboratório.</p><p>Outros modelos podem ser definidos, como por exemplo, um modelo genérico ou</p><p>constante, dependendo do comportamento do solo no ensaio triaxial.</p><p>Propôs Aranovich (Ref. 3) um modelo com cinco parâmetros K:</p><p>( )[ ] 5</p><p>3132</p><p>K</p><p>dR KKKM σσ−+= , 1Kd <σ</p><p>( )[ ] 5</p><p>3142</p><p>K</p><p>dR KKKM σσ −+= , 1Kd >σ</p><p>90</p><p>O efeito acumulado das deformações permanentes se exprime numa relação do</p><p>tipo:</p><p>B</p><p>p AN=ε</p><p>onde N é o número de repetições da carga e A e B são constantes determinadas</p><p>experimentalmente nos ensaios laboratoriais, sem o condicionamento inicial da amostra</p><p>de solo.</p><p>Com a medição do deslocamento horizontal ou radical do corpo-de-prova, pode-</p><p>se determinar o coeficiente de Poisson pela relação:</p><p>R</p><p>R</p><p>RM</p><p>1</p><p>3</p><p>ε</p><p>ε</p><p>=</p><p>A tensão confinante ( 3σ ) pode ser também pulsatória, em células triaxiais</p><p>especiais.</p><p>!!!! Ensaio de Compressão Diametral de Cargas Repetidas</p><p>O ensaio de compressão diametral foi desenvolvido pelo professor Fernando</p><p>Luiz Lobo B. Carneiro da Coppe/UFRJ, para a determinação da resistência à tração de</p><p>corpos-de-prova cilíndricos de concreto de cimento Portland, sendo conhecido no</p><p>exterior com �ensaio brasileiro�.</p><p>O investigador Schmidt da Chevron, Califórnia, introduziu esse ensaio para as</p><p>misturas betuminosas sob carregamento repetido (Ref. 37).</p><p>A carga é aplicada por compressão diametral em amostras cilíndricas tipo</p><p>Marshall (10,16cm x 6,35cm), induzindo um estado de compressão na direção vertical e</p><p>de tração na horizontal, conforme é mostrado na figura 6.4:</p><p>91</p><p>O carregamento vertical é aplicado e distribuído através de um friso de carga curvo e o</p><p>deslocamento horizontal</p><p>é medido por transdutores do tipo LVDT.</p><p>Fig. 6.4 – Compressão Diametral – distribuição das tensões de tração e</p><p>compressão nos planos diametrais: (a) horizontal; (b) vertical</p><p>92</p><p>Pela teoria elástica, segundo Frocht, a deformação específica num ponto distante</p><p>de x do centro do corpo-de-prova cilíndrico é dada por:</p><p>( ) ( )</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−+</p><p>−</p><p>−= µε 1</p><p>4</p><p>164</p><p>14,3</p><p>2</p><p>222</p><p>224</p><p>1</p><p>xd</p><p>xdd</p><p>Ehd</p><p>F</p><p>onde:</p><p>F � força vertical aplicada através do friso à geratriz do cilindro;</p><p>E � módulo de elasticidade do material;</p><p>h � altura do corpo-de-prova cilíndrico;</p><p>d � diâmetro do corpo-de-prova cilíndrico;</p><p>x � abcissa � distância horizontal ao centro do corpo-de-prova;</p><p>µ - coeficiente de Poisson.</p><p>Integrando a equação de εx no intervalo de (-d/2, +d/2), calcula-se o</p><p>deslocamento total, ∆, na horizontal (para d=10,16cm):</p><p>( )2734,0</p><p>.</p><p>+</p><p>∆</p><p>= µ</p><p>h</p><p>FE</p><p>93</p><p>onde:</p><p>( )2734,0</p><p>.</p><p>+= µ</p><p>hE</p><p>FE</p><p>Para a carga aplicada por um meio de um friso curvo de 1,27cm, tem-se, com</p><p>base nos estudos de Preussler (Ref. 41), a equação:</p><p>( )2692,09976,0</p><p>.</p><p>+</p><p>∆</p><p>= µ</p><p>h</p><p>FE</p><p>A aplicação da teoria da elasticidade a misturas asfálticas no ensaio de</p><p>compressão diametral, é admissível a níveis de tensão de tração de 50% ou menos em</p><p>relação à de ruptura e a temperaturas inferiores a 35°C (Ref.42).</p><p>Atribui-se o coeficiente de Poisson de 0,25 a 0,30 para as misturas asfálticas a</p><p>quente.</p><p>A tensão de tração ( tσ ) normal horizontal e de compressão vertical ( cσ ), no</p><p>centro do corpo-de-prova é dada por:</p><p>hd</p><p>F</p><p>t 14,3</p><p>2=σ</p><p>hd</p><p>F</p><p>c 14,3</p><p>6=σ</p><p>O equipamento de compressão diametral utilizado para a determinação dos</p><p>módulos de elasticidade e estudos de fadiga de misturas betuminosas e cimentadas é</p><p>mostrado esquematicamente na Figura 6.5. A temperatura do ensaio deve ser</p><p>especificada e controlada mediante o condicionamento do equipamento em um câmara</p><p>termo-regulável (Ref. 42).</p><p>94</p><p>Em resumo, pode-se dizer que o módulo de resiliência (MR) de misturas</p><p>betuminosas é a relação entre a tensão de tração ( tσ ) aplicada repetidamente no plano</p><p>diametral vertical de uma amostra cilíndrica de mistura betuminosa e a deformação</p><p>específica recuperável ( tε ) correspondente a tensão aplicada, numa temperatura (T°C),</p><p>para uma certa freqüência de aplicação de carga. Tem-se adotado a temperatura de</p><p>25°C, com uma freqüência de 60 solicitações por minuto e duração da carga de 0,10s.</p><p>A adoção de carregamento senoidal dá origem a deformações também</p><p>senoidais, o que leva à definição do módulo complexo (E*), que permite representar a</p><p>natureza viscoelástica das misturas asfálticas. Contudo, exige aparelhagem bastante</p><p>sofisticada. Segundo Pinto (Ref. 36), *52,1 EM R = *.</p><p>!!!! Ensaio de Flexão de Cargas Repetidas</p><p>Fig. 6.5 – Equipamento de ensaio de compressão diametral de cargas</p><p>95</p><p>As amostras utilizadas nos ensaios a flexão alternada são vigas biapoiadas com</p><p>carregamento aplicado nos extremos de terço médio, o que dá origem a um estado de</p><p>flexão pura entre as duas cargas (Ref. 36).</p><p>O estado de tensão e de deformação em uma viga de seção transversal</p><p>constante, simplesmente apoiada nas extremidades, solicitada por duas cargas</p><p>simétricas concentradas, aplicadas próximo ao centro da viga, é dada por:</p><p>2</p><p>3</p><p>bh</p><p>aF</p><p>t =σ ( )fla −=</p><p>2</p><p>1</p><p>( )22 43</p><p>12</p><p>al</p><p>hd</p><p>t −</p><p>=ε</p><p>( )</p><p>ld</p><p>alFaM t 48</p><p>43 22 −=</p><p>12</p><p>3bhI =</p><p>onde:</p><p>σt � tensão máxima de tração, na fibra inferior no centro da viga;</p><p>l � distância entre os apoios;</p><p>f � distância entre as cargas;</p><p>F � carga repetida aplicada;</p><p>b � largura da viga;</p><p>Configuração da viga</p><p>96</p><p>h � altura da viga;</p><p>d � deflexão máxima no centro da viga;</p><p>I � momento de inércia da viga;</p><p>εt � deformação máxima de tração na fibra inferior, calculada a partir da deflexão</p><p>no centro da viga;</p><p>Mf � módulo de elasticidade à flexão, baseado na deflexão do centro da viga.</p><p>Para a geometria da viga, com as cargas aplicadas no terço médio ( 3/lf = ), as</p><p>equações resultantes são as seguintes:</p><p>Ft 069,0=σ</p><p>dt 0385,0=ε</p><p>d</p><p>FMf 79,1=</p><p>Irwin, segundo Pinto (Ref. 36), utiliza o método do trabalho virtual para</p><p>determinar o módulo à flexão da viga. Consiste em considerar a igualdade entre o</p><p>trabalho externo por força virtual devido às cargas atuantes e o trabalho interno devido</p><p>aos momentos e tensões cisalhantes reais e virtuais. A expressão para o cálculo do</p><p>módulo é acrescida de um fator, ou seja:</p><p>( )</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> ++= 2</p><p>2</p><p>115</p><p>1216179,1</p><p>l</p><p>h</p><p>d</p><p>FM f</p><p>µ</p><p>Para o coeficiente de Poisson ( 30,0=µ ) vem:</p><p>)153,1(79,1</p><p>d</p><p>FM f =</p><p>d</p><p>FM f 064,2=</p><p>97</p><p>As deflexões ou os deslocamentos verticais são medidos no centro da viga,</p><p>utilizando dois transdutores LVDT instalados nas duas faces laterais da viga e ligados a</p><p>um amplificador e ao módulo eletrônico. A prensa aplica a carga por meio de um cilindro</p><p>de pressão com pistão pneumático e que inclui um carregamento em sentido inverso</p><p>para forçar a viga a voltar até a posição inicial. Esse retorno da viga é controlado por</p><p>um dos LVDT que se encontra acoplado a um transdutor cujo ponteiro indica a subida e</p><p>a descida da viga à posição inicial. Aplica-se no retorno uma carga para baixo de cerca</p><p>de 10% da principal.</p><p>A vigota de 76 x 76 x 457mm (3 x 3 x 18 polegadas) é moldada em fôrma de aço</p><p>com tampa no topo e na base (Figura 6.6).</p><p>Fig. 6.6 – Equipamento de ensaios de flexo-tração:</p><p>(a) prensa; (b) forma de moldagem</p><p>6.2 – Programas Computacionais de Análise</p><p>Tem-se observado uma tendência crescente nos últimos anos de uso da teoria</p><p>de camadas elásticas nos projetos de pavimentos novos e de reforço de pavimentos</p><p>98</p><p>antigos. Essa teoria, que inicialmente teve a sua maior aplicação apenas a pavimentos</p><p>flexíveis, já vem sendo adotada, no dimensionamento e análise de pavimentos rígidos.</p><p>Metodologias, de ensaio capazes de fornecerem de maneira relativamente</p><p>rápida e econômica as características elásticas fundamentais dos materiais das</p><p>camadas dos pavimentos tem permitido uma freqüência de aplicações da teoria da</p><p>elasticidade à pavimentação (Ref.46).</p><p>6.2.1 – Programa Elsym5</p><p>�Estão disponíveis uma série de programas para o cálculo de tensões,</p><p>deformações e deslocamentos em sistemas de camadas elásticas, o Elsym5 (Elastic</p><p>Layred Symmetrical) tem sido um dos mais utilizados. Uma das suas grandes</p><p>vantagens em relação à maioria dos programas dessa natureza é a possibilidade do</p><p>carregamento do sistema elástico se constituir por até dez cargas iguais, situadas em</p><p>pontos quaisquer da superfície do pavimento. Essa característica torna seu uso</p><p>bastante simples não só para o caso de eixos rodoviários simples, mas também duplos</p><p>e triplos, assim como para trens de pouso das grandes aeronaves (Ref.46).</p><p>As hipóteses básicas relativas ao sistema de camadas elásticas, admitidas</p><p>nesse programa, são as mesmas de Burmister. Isto é, cada camada é homogênea,</p><p>isotrópica, linearmente elástica e ilimitada na direção horizontal. Cada camada tem uma</p><p>espessura finita, exceto a inferior (subleito) que se estende a uma profundidade infinita.</p><p>As condições de contorno e continuidade exigem contato contínuo das camadas,</p><p>inexistência de tensões normais ou cisalhantes além da superfície carregada e que as</p><p>tensões e deflexões na camada inferior sejam nulas a uma profundidade infinita.</p><p>Admite-se que cada carga seja vertical e uniformemente distribuída em uma área</p><p>circular, e o princípio da superposição é utilizado para considerar o efeito de várias</p><p>cargas (Ref.46).</p><p>O programa calcula as tensões, as deformações e os deslocamentos para um</p><p>sistema de camadas elásticas, tridimensional. O programa pode aceitar um total de 5</p><p>camadas e até 10 cargas circulares normais. O Elsym5 foi desenvolvido no Instituto de</p><p>Transportes e Engenharia de Tráfego da Universidade da Califórnia, em Berkeley</p><p>99</p><p>(Ref.1). O programa possui três</p><p>tipos de entradas principais: (1) variáveis de</p><p>caracterização do material ou da camada, (2) variáveis do carregamento e (3)</p><p>informações das coordenadas do sistema. (Ref.46).</p><p>! Variáveis de Caracterização da Camada</p><p>�Cada camada do sistema é caracterizada por sua espessura, módulo de</p><p>elasticidade e pelo coeficiente de Poisson. A espessura da camada inferior é deixada</p><p>em branco e o programa considera uma espessura semi-infinita para esta camada. As</p><p>camadas são numeradas consecutivamente de cima para baixo, começando pelo</p><p>revestimento como um. As espessuras são representadas em centímetros. Os valores</p><p>do módulo de elasticidade são considerados uniformes para a camada, nas duas</p><p>direções horizontais, e a camada tem uma espessura constante. O coeficiente de</p><p>Poisson não deverá igualar-se a um e terá uma variação entre 0,10 e 0,50, com a maior</p><p>parte dos materiais na faixa de 0,20 a 0,45. A tabela a seguir mostra os valores do</p><p>coeficiente de Poisson para vários tipos de materiais.�</p><p>Valores do Coeficiente de Poisson</p><p>Material Coeficiente de Poisson</p><p>Concreto 0,15 � 0,20</p><p>Concreto Asfáltico 0,25 � 0,30</p><p>Base Granular 0,30 � 0,40</p><p>Areia Densa 0,30 � 0,35</p><p>Argila 0,40 � 0,45</p><p>! Variáveis de Carga</p><p>As cargas são caracterizadas por duas destas três entradas: carga em kgf,</p><p>pressão do pneu em kgf por centímetro quadrado, raio carregado em centímetros.</p><p>Poderão ser usadas duas entradas quaisquer e o programa calculará a terceira.</p><p>Poderão ser colocadas até dez cargas idênticas no sistema, em diferentes</p><p>coordenadas, por exemplo, representando a configuração das rodas de uma aeronave.</p><p>100</p><p>O Elsym5 fará a soma do efeito de todas as cargas a fim de obter os resultados nas</p><p>coordenadas desejadas. Faz-se necessário um mínimo de uma carga (Ref.46).</p><p>! Variáveis das Coordenadas do Sistema</p><p>�O sistema tridimensional utiliza as coordenadas X e Y, em um plano horizontal,</p><p>e a coordenada Z representa a profundidade no sistema de camadas. As cargas são</p><p>colocadas nas coordenadas X e Y, com Z sendo zero, enquanto os pontos de interesse</p><p>para os cálculos podem estar em um máximo de dez valores diferentes de Z. Todas as</p><p>camadas são consideradas contínuas; assim não existe deslizamento entre as</p><p>camadas. A coordenada Z é positiva verticalmente para baixo, com a origem na</p><p>superfície (Ref.46).</p><p>O programa calcula os resultados para cada profundidade (Z) de interesse e</p><p>todos os resultados para cada par de coordenadas XY de entrada. A convenção de</p><p>sinais é negativa para tensões, deformações e deslocamentos de compressão; é</p><p>positiva para forças de tração. O programa aceitará um máximo de 100 coordenadas de</p><p>informações (10 pontos XY e 10 Z). Todas as coordenadas XYZ devem ser positivas.�</p><p>(Ref.46).</p><p>6.2.2 – Programa Fepave</p><p>“Finite Element Analysis of Pavement Structures”, esse programa utiliza o</p><p>método dos elementos finitos para o cálculo de tensões e deslocamentos de estruturas</p><p>de pavimentos. O perfil proposto é dividido em malhas quadrangulares e a carga de</p><p>uma roda é aplicada na superfície, distribuída uniformemente em uma área circular.</p><p>Para estruturas não-lineares, a carga de roda é aplicada em incrementos iguais e os</p><p>módulos dos elementos são calculados pelas equações de resiliência, definidas nos</p><p>ensaios de laboratório, em função dos níveis de tensões gerados pelo incremento de</p><p>carga anterior. Os módulos iniciais podem ser calculados com a consideração ou não</p><p>das tensões gravitacionais. Admite no máximo 12 camadas estratificadas e</p><p>caracterizadas por parâmetros de resiliência, no caso de materiais de comportamento</p><p>101</p><p>não-linear, ou por módulos constantes para os materiais elástico-lineares. São também</p><p>fornecidos os coeficientes de Poisson, peso específico, coeficiente de empuxo no</p><p>repouso para os materiais terrosos e a variação do módulo resiliente do material</p><p>betuminoso com a temperatura, ao longo da espessura da camada do revestimento.</p><p>O programa não considera esforços tangenciais aplicados na superfície de</p><p>contato da carga com o pavimento e só admite a aplicação de uma carga de roda.</p><p>Na discretização do meio contínuo, recomendam-se algumas regras, por</p><p>exemplo:</p><p>•••• fronteira lateral (FL) do meio a cerca de 20 vezes o raio de área carregada �</p><p>FL ≥ 20R;</p><p>•••• fronteira da profundidade (FZ) do meio a cerca de no mínimo 50 vezes o raio</p><p>da área carregada � FZ ≥ 50R;</p><p>•••• número de linhas menor ou igual a 32 (trinta e duas);</p><p>•••• número de colunas menor ou igual a 24 (vinte e quatro);</p><p>•••• razão das dimensões dos lados dos quadriláteros do elemento finito não deve</p><p>ser maior do que 5 : 1, fundamentalmente próximo do carregamento aplicado;</p><p>•••• raio da carga da roda simples para a configuração do eixo padrão rodoviário</p><p>� R = 10,8cm;</p><p>•••• tensão aplicada na superfície do revestimento para a carga da roda simples:</p><p>2</p><p>0 5,6kgf/cmσ = ;</p><p>•••• espessura das camadas, cotas dos pontos modais (x,y);</p><p>•••• densidade dos materiais das camadas;</p><p>•••• código do material (1. granular; 2. argiloso; 3. cimentado);</p><p>•••• equações típicas do comportamento resiliente dos materiais (parâmetros de</p><p>resiliência);</p><p>•••• coeficientes de Poisson dos materiais envolvidos � misturas betuminosas (µ =</p><p>0,25), materiais granulares (µ = 0,35) e solos argilosos (µ = 0,45).</p><p>Mostra-se, a seguir, um exemplo de malha de elementos finitos em um sistema</p><p>de camadas.</p><p>102</p><p>A teoria da elasticidade é aplicada em cada elemento para o cálculo da relação</p><p>entre as forças e os deslocamentos nos pontos nodais de cada elemento e no seu</p><p>interior.</p><p>São várias equações para todo o perfil do pavimento. O programa gera</p><p>automaticamente uma malha ou aceita a proposição do usuário. As tensões são</p><p>relacionadas às deformações e as deformações específicas são as derivadas primeiras</p><p>dos deslocamentos (Ref.28).</p><p>O processo é repetido até que a carga total tenha sido aplicada. As tensões e</p><p>os deslocamentos resultantes são os valores acumulados pela aplicação de todos os</p><p>incrementos de carga. Rotineiramente são considerados 4 (quatro) incrementos do</p><p>carregamento aplicado no procedimento interativo.</p><p>Esse tipo de abordagem é importante quando os materiais envolvidos na</p><p>construção rodoviária têm seus módulos muito dependentes do estado de tensões</p><p>como as areias argilosas, os saibros e algumas britas graduadas. Para materiais onde a</p><p>condição de cimentação é bastante forte, como o solo-cimento, solo-cal, argilas</p><p>arenosas lateríticas e misturas betuminosas, o módulo elástico é praticamente</p><p>constante e independe do estado de tensões (Ref.28).</p><p>A consideração das tensões iniciais, devidas ao peso próprio das camadas e</p><p>sua introdução nos modelos de resiliência para, a seguir, aplicar os incrementos de</p><p>103</p><p>carga, não levava a deflexões comparáveis com as obtidas no campo. Daí, passou-se a</p><p>não considerar o estado de tensões iniciais devido ao peso próprio das camadas,</p><p>obtendo-se uma boa comparação entre as deflexões medidas e as calculadas</p><p>teoricamente para as condiç��es dos materiais (densidade, umidade) existentes no</p><p>campo, sendo estimados os módulos iniciais a partir dos valores mínimos embutidos no</p><p>programa computacional (Ref.32). O fluxograma do Fepave é apresentado na figura</p><p>6.7:</p><p>104</p><p>Fig. 6.7 – Fluxograma do programa Fepave segundo Motta.</p><p>Na versão original do programa Fepave, eram considerados cinco modelos de</p><p>comportamento dos materiais, com relevância os de Classe 0, 1, 2 e 3. A partir de</p><p>105</p><p>estudos desenvolvidos na Coppe/UFRJ, foram introduzidos os de Classe 4, 5 e 6,</p><p>conforme a tabela a seguir (Ref.28).</p><p>Classe Modelo Material</p><p>0 C)f(TMR</p><p>o= Betuminoso</p><p>1 K2</p><p>31R σKM = Granular</p><p>2</p><p>)σ(KKKM d132R −+= , para 1d Kσ <</p><p>)K-(σKKM 1d42R += , para 1d Kσ > Coesivo</p><p>3 MR = constante Elástico Linear</p><p>4</p><p>K5</p><p>3d132R )σσ(KKKM −+= , para 1d Kσ <</p><p>K5</p><p>31d42R )σK-(σKKM += , para 1d Kσ ></p><p>Combinado</p><p>5 K2</p><p>1R θKM</p><p>=</p><p>Granular dependente</p><p>da soma das tensões</p><p>principais</p><p>6 K2</p><p>d1R σKM = Argiloso dependente</p><p>da tensão desvio</p><p>A saída dos resultados pode constar da impressão de todos os deslocamentos</p><p>dos pontos modais, do estado de tensões no meio dos elementos finitos, possibilitando</p><p>calcular a contribuição de cada camada na deflexão total da estrutura do pavimento.</p><p>Pode-se optar por uma saída simplificada com impressão dos resultados</p><p>somente relativos aos pontos ditos notáveis, ou seja, a deflexão ou deslocamento</p><p>vertical entre rodas duplas na superfície do pavimento, diferença de tensões vertical de</p><p>compressão e horizontal de tração, na fibra inferior da camada de revestimento e sua</p><p>correspondente deformação específica de tração, bem como a tensão normal vertical</p><p>no topo do subleito.</p><p>Um exemplo dos parâmetros de saída do Fepave de forma simplificada é</p><p>mostrado na figura 6.8:</p><p>106</p><p>Fig. 6.8 – Exemplo de saída do programa Fepave.</p><p>6.2.3 – Outros Programas</p><p>O programa Mecaf3d � Método das Camadas Finitas (MCF), desenvolvido por</p><p>Rodrigues (Ref.48) é um procedimento tridimensional fundamentado na técnica de</p><p>camadas finitas onde o perfil do pavimento é subdividido em camadas homogêneas e</p><p>infinitas no sentido horizontal.</p><p>107</p><p>O carregamento aplicado é simétrico em relação ao eixo xy e as profundidades</p><p>(z) são automaticamente definidas em função das espessuras das camadas do</p><p>pavimento.</p><p>As coordenadas dos pontos para o cálculo do estado de tensões, de</p><p>deformações e de deslocamentos são fornecidas pelo usuário. É um programa bastante</p><p>amigável.</p><p>O programa Alise desenvolvido pelo LCPC, França, considera a elasticidade</p><p>linear para �n� camadas e �n� cargas de roda, sendo muito semelhante ao programa</p><p>Bristo da Shell. Já o Illi-PAve, desenvolvido na Universidade de Illinois, EUA, é muito</p><p>semelhante ao Fepave 2. O programa Dama2, desenvolvido no Instituto de Asfalto dos</p><p>EUA, é baseado em diferenças finitas, admite duas cargas, calcula as deformações, os</p><p>deslocamentos, a vida de serviço das camadas constituintes e simula a evolução da</p><p>deteorização da estrutura do pavimento ao longo do tempo.</p><p>O programa Pave 2000 (Ref.22), elástico linear, desenvolvido a partir do</p><p>programa Ayma (Ref.4), faz uma abordagem probabilística pelo método de</p><p>Rosenblueth, na análise de um sistema de camadas com a consideração de modelos</p><p>de comportamento de materiais de pavimentação. Podem ser incluídos os dados sobre</p><p>o clima da região (temperaturas médias mensais). Admite entre 2 (duas) e 8 (oito)</p><p>camadas constituintes do pavimento e no máximo 8 (oito) rodas para uma determinada</p><p>configuração de eixos.</p><p>A carga de roda, pressão de contato pneu pavimento e as coordenadas dos</p><p>centros das rodas são fornecidos pelo usuário. É um programa para análise de</p><p>pavimentos de rodovias e de aeroportos.</p><p>Em síntese, são mostradas, na Figura 6.9, as características de alguns</p><p>programas mais utilizados.</p><p>108</p><p>Fig. 6.9 – Características dos programas computacionais.</p><p>6.3 – Fadiga de Misturas Asfálticas</p><p>A pesquisa de Inter-relacionamento de Custos Rodoviários, desenvolvida no</p><p>Brasil de 1975 a 1980, com financiamento do Banco Mundial (BIRD) mostrou, segundo</p><p>Queiroz (Ref.45), que o afundamento observado na trilha de roda de pavimentos</p><p>flexíveis é, em média, de 2,53mm, com desvio padrão de 0,90mm, para um intervalo de</p><p>valores entre 0,4mm e 7,4mm. Deformações permanentes inferiores a 5mm ocorriam</p><p>em 95% da extensão de trechos estudados, muito inferior ao valor crítico (20mm),</p><p>preconizado na literatura. No nosso país, o principal defeito dos pavimentos flexíveis é</p><p>o trincamento por fadiga do revestimento provocado pela repetição das cargas de</p><p>tráfego. Por outro lado, a resiliência das camadas granulares é relativamente elevada</p><p>para baixos níveis de tensões confinantes atuantes, contribuindo bastante para o</p><p>109</p><p>aumento da deformabilidade elástica e, assim, acelerando o processo de degradação</p><p>por fadiga dos revestimentos betuminosos ou de camadas cimentadas.Em contra</p><p>partida, os subleitos, quando dotados de um bom sistema de drenagem, atingem teores</p><p>de umidade de equilíbrio inferiores ao teor ótimo obtido no ensaio de compactação com</p><p>a energia do Proctor Normal (Ref.47). Esse fenômeno é típico de regiões tropicais, onde</p><p>ocorrem elevadas temperaturas atmosféricas, em que pese a alta pluviosidade. Já em</p><p>regiões frias e temperadas, o degelo primaveril satura o subleito e as camadas do</p><p>pavimento, não permitindo ao projetista tomar partido de solos finos para constituírem</p><p>camadas estruturais. A partir dessas considerações é que os estudos de resiliência dos</p><p>materiais de pavimentação, iniciados em 1977, permitiram explicar de modo racional o</p><p>excelente comportamento de pavimentos tropicais, quando as camadas de base e sub-</p><p>base eram constituídas de materiais lateríticos finos e graúdos. Por outro lado, mostrou</p><p>o desempenho crítico de perfis de pavimentos construídos com elevadas espessuras de</p><p>materiais granulares não lateríticos. Faltava também incorporar nos procedimentos de</p><p>avaliação estrutural e de projetos as leis de comportamento à fadiga dos materiais</p><p>betuminosos, de modo a caracterizar o trabalho à flexão do revestimento sobrejacente</p><p>a camadas granulares flexíveis. Daí, a preocupação de estudar para os vários tipos de</p><p>ligantes betuminosos e faixas granulométricas da mistura de agregados o desempenho</p><p>dessas misturas sob carregamento repetido de curta duração. O procedimento de</p><p>projeto Tecnapav (Método da Resiliência), desenvolvido por Preussler e Pinto (Ref.43)</p><p>incorpora os parâmetros de comportamento dinâmico dos materiais tropicais, de modo</p><p>a se conceber estruturas compatíveis com a natureza do subleito e dos materiais</p><p>granulares, considerando as leis de fadiga de misturas asfálticas brasileiras.</p><p>! Comportamento à Fadiga de Misturas Asfálticas</p><p>As misturas asfálticas são rotineiramente utilizadas como revestimentos de</p><p>pavimentos rodoviários.</p><p>O asfalto é um material termo-visco-elástico, cujo comportamento é</p><p>representado por modelos simples ou compostos, através de molas e amortecedores</p><p>110</p><p>em série ou em paralelo, de modo a expressar as propriedades tensão-deformação-</p><p>tempo-temperatura (Ref.36).</p><p>A interpretação da resposta estrutural do revestimento betuminoso por meio de</p><p>modelos viscoelásticos, permite entender melhor o comportamento dos pavimentos</p><p>flexíveis sob condições de carregamentos variáveis com o tempo para solicitações</p><p>estáticas e dinâmicas. Contudo, a reprodução em ensaios de laboratório é bastante</p><p>complexa.</p><p>Os procedimentos de laboratório para avaliar a resposta viscoelástica de</p><p>materiais betuminosos são do tipo estático e dinâmico. Nos ensaios estáticos são</p><p>analisados a fluência ou relaxação de tensões, onde o módulo de fluência (Ec) ou de</p><p>�Creep� e o de relaxação são avaliados, considerando:</p><p>• Ensaios de fluência (Creep):</p><p>)t(</p><p>0</p><p>)t(CE</p><p>ε</p><p>σ=</p><p>• Ensaios de relaxação de tensões:</p><p>0</p><p>)t(</p><p>)t(RE</p><p>ε</p><p>σ</p><p>=</p><p>• Ensaios à velocidade de deformação constante:</p><p>ε</p><p>σ=</p><p>d</p><p>dE )t(R</p><p>111</p><p>• Ensaios dinâmicos � senoidais:</p><p>)-t(w sen)(</p><p>)( sen)(</p><p>0</p><p>0</p><p>φεε</p><p>σσ</p><p>⋅⋅=</p><p>⋅⋅=</p><p>t</p><p>twt</p><p>Esse ensaio é realizado para diferentes valores da freqüência angular (w),</p><p>determinando-se a relação entre a tensão senoidal aplicada e a deformação resultante,</p><p>que também é uma função alternada, porém defasada em relação à tensão. O valor do</p><p>ângulo de fase (φ) caracteriza a predominância elástica (φ = 0), viscosa (φ = 90°) e</p><p>viscoelástica (0° < φ < 90°).</p><p>Van der Poel (1954) formulou o conceito de rigidez como um meio de incorporar</p><p>os efeitos do tempo de carga e temperatura nas soluções elásticas, levando em conta a</p><p>dificuldade de formulação de modelos de comportamento mais realísticos para</p><p>materiais termo-sensíveis e viscoelásticos, como as misturas betuminosas (Ref.23).</p><p>As deformações permanentes, devidas às solicitações</p><p>das cargas repetidas,</p><p>estão normalmente associadas a efeitos viscoelásticos. O modo prático é utilizar a</p><p>teoria elástica associada ao módulo de rigidez correspondente a um tempo de</p><p>carregamento e temperatura particulares. Os concretos asfálticos exibem</p><p>comportamento viscoelástico entre 10°C e 40°C e a deformação total (εt), devida a</p><p>passagem de cargas é decomposta nas seguintes parcelas:</p><p>VpVeePt ε+ε+ε+ε=ε</p><p>onde:</p><p>εP � deformação plástica</p><p>εe � deformação elástica</p><p>εVe � deformação viscoelástica</p><p>εVp � deformação viscoplástica</p><p>Pinto (Ref.36) estudando o comportamento a ruptura de misturas betuminosas</p><p>através de ensaios de fluência estática (�Creep�), mostrou que é possível prever o</p><p>112</p><p>comportamento a fadiga dessas misturas e determinar as parcelas de deformação, que</p><p>contribuem para a deformação total, considerando carregamentos e descarregamentos.</p><p>As curvas obtidas descreveram com bastante acurácia o comportamento reológico das</p><p>misturas estudadas, calibrando, de certo modo, o comportamento elástico,</p><p>viscoelástico, plástico e viscoplástico.</p><p>A fadiga do revestimento que não pode ser evitada devido à repetição do</p><p>tráfego na rodovia é considerada através da definição de modelos que relacionam o</p><p>número de repetições do carregamento com o estado de tensões induzidas, e assim,</p><p>projeta-se uma mistura betuminosa associada à espessura do revestimento para que o</p><p>fenômeno da fadiga, só ocorra após o período de serviço do pavimento construído</p><p>(Ref.32).</p><p>As trincas interligadas conhecidas como �couro de jacaré�, visíveis na superfície</p><p>do revestimento, caracterizam a manifestação da fadiga, com a diminuição do módulo</p><p>elástico do revestimento e a perda de sua capacidade estrutural, ocorrendo num</p><p>estágio mais avançado o aparecimento de blocos separados sem a transmissão da</p><p>carga entre eles.</p><p>O estudo da ruptura por fadiga dos materiais tem sido objeto de pesquisas</p><p>significativas desde o século passado, quando peças de máquinas submetidas a</p><p>solicitações repetidas eram danificadas. Os registros históricos dos estudos de fadiga</p><p>dos materiais podem ser assim, resumidos (Ref.23).</p><p>• Albert (1829) � estudou os efeitos de cargas repetidas em peças de máquinas,</p><p>na Alemanha;</p><p>• Hodgkinson (1849) � executou ensaios de flexão em peças metálicas, na</p><p>Inglaterra;</p><p>• Wöhler (1852) � estudou, na Alemanha, a fadiga de metais utilizando</p><p>equipamentos especiais para simular o efeito de repetições do carregamento.</p><p>Em 1867, elaborou as conhecidas leis fundamentais desse fenômeno:</p><p>113</p><p>“O ferro e o aço podem romper-se sob esforços unitários inferiores não somente</p><p>à carga de ruptura estática, mas também ao limite elástico, desde que esses</p><p>sejam repetidos um número suficiente de vezes”.</p><p>“A ruptura não terá lugar, qualquer que seja o número de solicitações, se a</p><p>amplitude máxima entre os esforços máximo e mínimo for inferior a um</p><p>determinado valor limite (Limite da Fadiga – Endurance Limit)”.</p><p>• Porter (1942), Nijboer (1953), Van der Poel (1953), Hveem (1955) � mostraram</p><p>que os trincamentos que ocorriam nos revestimentos betuminosos eram devidos</p><p>ao mecanismo de fadiga: o número de repetições de cargas versus deformações</p><p>reversíveis.</p><p>• WASHO Road Test � nesse grande empreendimento rodoviário, ficou constatada</p><p>que a ruptura por fadiga de camadas cimentadas era decorrente de elevadas</p><p>deflexões reversíveis dos pavimentos, sem que houvessem deformações</p><p>plásticas das camadas constituintes.</p><p>O fenômeno de fadiga tem sido descrito como um processo de deterioração</p><p>estrutural que sofre um material quando submetido a um estado de tensões e de</p><p>deformações repetidas, resultando em trincas ou fratura completa, após um número</p><p>suficiente de repetições do carregamento, ou seja, é a perda de resistência que o</p><p>material sofre, quando solicitado repetidamente por uma carga.</p><p>O conceito de fadiga pode, portanto, ser resumido nas seguintes definições:</p><p>a) Ensaio de Fadiga � material submetido à solicitação onde há evolução de modo</p><p>irreversível para um estágio final de ruptura ou estabilização;</p><p>b) Susceptibilidade à Fadiga � taxa de variação da resistência ao curso dos ciclos</p><p>de carga;</p><p>c) Duração de Vida � número de ciclos necessários para que uma solicitação</p><p>provoque a ruína;</p><p>d) Resistência à Fadiga � é a solicitação (tensão ou deformação) a que</p><p>corresponde uma determinada duração de vida;</p><p>114</p><p>e) Limite de Fadiga � solicitação que conduz a uma duração de vida infinita.</p><p>6.3.1 – Método Experimental</p><p>Para estimativa da vida de fadiga de misturas asfálticas, dispõem-se de ensaios</p><p>laboratoriais que procuram simular as condições de solicitação de uma rodovia e os que</p><p>procuram uma aproximação fundamentada.</p><p>No primeiro grupo, estão os ensaios executados em placas ou vigas apoiadas</p><p>em suporte que visam representar as camadas subjacentes ao revestimento. No</p><p>segundo grupo, estão classificados os ensaios laboratoriais executados em corpos-de-</p><p>prova cilíndricos ou prismáticos, submetidos a níveis de tensões ou deformações de</p><p>modo a simular a condição de solicitação no campo.</p><p>Os métodos experimentais podem ser classificados em função do carregamento</p><p>imposto, do seguinte modo:</p><p>• Condição de carga:</p><p>$ Estática � Fluência, Relaxação, Velocidade de Deformação Constante;</p><p>$ Dinâmica � Senoidal, Pulsatória.</p><p>• Tipo de carga:</p><p>$ Compressão simples;</p><p>$ Compressão diametral;</p><p>$ Tração;</p><p>$ Flexão simples ou em balanço;</p><p>$ Triaxial;</p><p>$ Rotativa � torção.</p><p>Os ensaios sob carga dinâmica distinguem-se, quanto ao processo empregado</p><p>para desenvolver tensões e deformações repetidas: torção, tração direta ou indireta,</p><p>flexão. A Figura 6.10 a seguir, resume as características básicas dos ensaios que vêm</p><p>sendo realizados nos últimos anos, levando em consideração a geometria das amostras</p><p>(Ref.41).</p><p>115</p><p>No ensaio rotacional, amostras cilíndricas com seção reduzida no centro são</p><p>submetidas a uma carga constante através de um fio conectado em uma das</p><p>extremidades. A rotação da amostra e a carga constante na extremidade produzem</p><p>tensões de compressão e de tração senoidais nos pontos da fibra externa, rompendo a</p><p>amostra no ponto de solicitação máxima.</p><p>No ensaio de tração direta, amostras retangulares são comprimidas e</p><p>tracionadas axialmente.</p><p>O ensaio de flexão consiste em submeter uma vigota retangular simplesmente</p><p>apoiada a duas cargas simétricas em relação ao centro da vigota, que produzem um</p><p>estado de tração uniforme na parte central do bordo inferior da vigota, abaixo da linha</p><p>neutra, entre os dois pontos de carga. Nos ensaios de compressão diametral ou tração</p><p>indireta, as amostras são solicitadas ao longo do diâmetro vertical. O ensaio de</p><p>compressão diametral é bastante utilizado devido à sua simplicidade de execução e por</p><p>ser o que mais se aproxima das condições de solicitação produzidas na fibra inferior</p><p>das camadas de revestimento � estado biaxial de tensões, no ensaio. Além disso, as</p><p>amostras são aquelas preparadas para a definição do projeto das misturas pelo método</p><p>Marshall e podem ser facilmente coletadas no campo com sondas rotativas. O ensaio</p><p>de flexão repetida é também um dos que mais se aproximam do modo do carregamento</p><p>a que os revestimentos betuminosos estão submetidos no campo e tem sido bastante</p><p>utilizado por alguns centros de pesquisa no exterior.</p><p>Observa-se, que os ensaios diferem principalmente quanto à forma do</p><p>carregamento e o estado de tensões e deformações produzido na amostra. Portanto, a</p><p>Figura 6.10 resume os diferentes tipos de ensaios de fadiga de misturas betuminosas,</p><p>quanto à geometria das amostras e à forma do carregamento aplicado.</p><p>116</p><p>Fig. 6.10 – Tipos de ensaios de fadiga</p><p>! Condição do Carregamento Repetido</p><p>A carga repetida pode ser induzida através de uma solicitação simples ou</p><p>complexa (Ref.23).</p><p>Na solicitação simples, os parâmetros de carga como a forma, duração,</p><p>freqüência, nível,</p><p>No entanto, a fim de que essas condições se mantenham, faz-se necessária a</p><p>realização de serviços de conservação, cujo vulto cresce proporcionalmente com o</p><p>aumento do volume de tráfego. A partir de uma certa intensidade de tráfego, esses</p><p>serviços aumentam, de tal modo, que se tornam anti-econômicos (Ref. 2).</p><p>A etapa seguinte, na seqüência de melhoria gradativa, é a estabilização do</p><p>revestimento primário ou a sua proteção com o emprego de ligante betuminoso, de</p><p>modo a assegurar um maior conforto ao usuário, executando o que se denomina de</p><p>tratamento contra pó. Tem-se, nesse caso, a vantagem de reduzir os custos da</p><p>conservação e de oferecer maior conforto e segurança ao tráfego, no entanto, esse tipo</p><p>de tratamento tem a sua utilização limitada pelo volume de trafego, podendo-se admitir,</p><p>como limite máximo, o de 150 veículos comerciais (caminhões e ônibus) por dia. Nestas</p><p>condições, pode-se esperar uma vida útil de até três anos (Ref. 2).</p><p>Com o crescimento do volume de tráfego, é justificável a construção de uma</p><p>estrutura capaz de suportar as solicitações cada vez maiores, produzidas pelo tráfego,</p><p>denominada pavimento. Os investimentos realizados para a construção do pavimento</p><p>serão compensados pelos benefícios decorrentes da:</p><p>! redução do custo de transporte;</p><p>! diminuição do tempo de viagem;</p><p>2</p><p>! diminuição do consumo de combustível;</p><p>! aumento do conforto e da segurança;</p><p>! diminuição das despesas de conservação;</p><p>! redução do índice de acidentes.</p><p>O pavimento é a estrutura que se executa após terraplenagem e que deve</p><p>possuir as seguintes características:</p><p>! ter resistência para suportar os esforços verticais oriundos do tráfego para os</p><p>quais foi projetado e distribuí-los ao terreno sobre o qual assenta;</p><p>! resistir sem desgaste excessivo, aos esforços horizontais produzidos pelo</p><p>tráfego;</p><p>! melhorar as condições de rolamento, permitindo uma circulação fácil, cômoda e</p><p>segura;</p><p>! permitir que se realizem operações de reforço ou recapeamento compatíveis</p><p>com o crescimento do volume de tráfego;</p><p>! conservar suas qualidades sob a ação dos agentes intempéricos.</p><p>O terreno sobre o qual assenta o pavimento que lhe serve de fundação é</p><p>denominado de subleito; é, pois, todo maciço terroso limitado superiormente pelo leito</p><p>da estrada. Do ponto de vista prático, considera-se o subleito como sendo a camada de</p><p>0,60m de espessura, a partir do leito, o que corresponde aproximadamente à</p><p>profundidade em que as cargas que solicitam o pavimento atuam uma de maneira</p><p>significativa.</p><p>Os elementos constituintes da seção transversal de uma estrada pavimentada</p><p>são fundamentalmente:</p><p>! pista de rolamento: é a faixa pavimentada destinada aos veículos em movimento;</p><p>! faixa de tráfego: é a parte da pista de rolamento destinada à passagem de um</p><p>veículo. A pista de rolamento deve ter, pelo menos, duas faixas de tráfego que</p><p>permitam a passagem de dois veículos em dois sentidos, ou a ultrapassagem de</p><p>um veículo por outro;</p><p>3</p><p>! acostamento: destina-se ao estacionamento de veículos; desempenha, também,</p><p>uma função estrutural.</p><p>Em rodovias com baixo volume de tráfego implantadas em regiões planas ou</p><p>pouco onduladas e que ofereçam condições favoráveis para a construção de</p><p>pavimentos de baixo custo, podem ser construídas pistas de rolamento com uma única</p><p>faixa de tráfego. Neste caso, a faixa pavimentada com 3,50m de largura e os</p><p>acostamentos não pavimentados com 1,0m a 2,0m, permitem que, um ou ambos</p><p>veículos, coloquem as rodas externas nos acostamentos durante os cruzamentos ou</p><p>ultrapassagens. São as chamadas rodovias vicinais, concebidas com pavimentos</p><p>singelos.</p><p>4</p><p>CAPITULO 2</p><p>CARGAS SOBRE OS PAVIMENTOS</p><p>As cargas que solicitam os pavimentos rodoviários são assim classificadas:</p><p>! Automóveis (P)</p><p>Veículos de dois eixos e quatro rodas destinados ao transporte de pessoas.</p><p>! Ônibus (O)</p><p>Veículos com dois ou três eixos; o eixo dianteiro possui duas rodas e os demais,</p><p>quatro rodas cada.</p><p>! Caminhões Leves (CL)</p><p>Veículos com dois eixos e quatro rodas destinados ao transporte de carga leve.</p><p>! Caminhões Médios (CM)</p><p>Veículos destinados ao transporte de carga, com dois eixos, o traseiro possuindo</p><p>rodas duplas.</p><p>! Caminhões Pesados (CP)</p><p>Veículos que possuem dois eixos traseiros com quatro rodas cada e o dianteiro</p><p>com duas rodas.</p><p>! Reboques (R) e Semi-reboques (SR)</p><p>Veículos constituídos por mais de uma unidade. O eixo dianteiro do veículo trator</p><p>é simples com duas rodas. Os demais, possuem quatro rodas podendo ser simples, em</p><p>tandem duplo ou tandem triplo.</p><p>A Figura 2.1 mostra as configurações dos eixos dos veículos comerciais.</p><p>5</p><p>As cargas transmitidas ao pavimento pelos veículos são regulamentadas por lei,</p><p>em cada país. No Brasil, como na maioria dos paises, a carga máxima por eixo simples</p><p>é de 10 toneladas. Os limites para as cargas máximas por eixo simples e em tandem</p><p>duplo ou triplo, foram estabelecidas por decretos conforme Figura 2.2.</p><p>São considerados em tandem, dois ou mais eixos que constituem um conjunto</p><p>integral de suspensão, podendo qualquer deles ser ou não motriz.</p><p>As variações entre acréscimos de carga por eixo e os correspondentes efeitos de</p><p>destruição do pavimento ocorrem de forma exponencial; daí, a importância em se evitar</p><p>o uso de veículos com cargas em excesso. Neste sentido, alguns órgãos rodoviários</p><p>controlam os pesos por eixo que os veículos de carga e alguns tipos de ônibus</p><p>transmitem ao pavimento, através de balanças fixas, instaladas em pontos estratégicos,</p><p>e de balanças móveis (Ref. 2).</p><p>Estudos sobre o �Reflexo do Excesso de Carga por Eixos na Vida Útil do</p><p>Pavimento� foram desenvolvidos pela Protos Engenharia e deram origem a curva da</p><p>Fig. 2.3. Essa curva foi determinada para uma frota de veículos, num estudo específico,</p><p>não podendo ser generalizada (Ref. 2).</p><p>Analisando sob o aspecto de diminuição da vida útil do pavimento, a curva da</p><p>Figura 2.3 mostra que uma sobrecarga de 10% na carga por eixo que solicitará o</p><p>pavimento, poderá encurtar sua vida útil de 10 para cerca de 5 anos, ou seja,</p><p>reduzindo-a à metade. Se esse acréscimo for de 20% a redução for de 20 anos a</p><p>redução da vida útil será de 70%, de 10 para 3 anos. Os limites de carga por eixo foram</p><p>recentemente majorados em que pese à falta de estudos pormenorizados sobre o</p><p>assunto.</p><p>6</p><p>7</p><p>8</p><p>9</p><p>CAPITULO 3</p><p>PAVIMENTO RODOVIÁRIO</p><p>A definição de pavimento envolve o usuário e o engenheiro, ou seja:</p><p># Segundo o Usuário:</p><p>O pavimento é uma superfície capaz de suportar o tráfego em condições de</p><p>conforto e segurança.</p><p># Segundo o Engenheiro:</p><p>O pavimento é uma estrutura constituída por uma ou mais camadas, com</p><p>características para receber as cargas aplicadas na superfície e distribuí-las, de modo</p><p>que as tensões resultantes fiquem abaixo das tensões admissíveis dos materiais que</p><p>constituem a estrutura. Os pavimentos são classificados em rígido, flexível e semi-</p><p>rígido:</p><p>! Rígido: aquele em que o revestimento tem uma elevada rigidez em relação às</p><p>camadas inferiores e, portanto absorve praticamente todas as tensões</p><p>provenientes do carregamento aplicado. Exemplo típico: pavimento constituído</p><p>por lajes de concreto de cimento Portland.</p><p>! Flexível: aquele em que todas as camadas sofrem uma deformação elástica</p><p>significativa sob o carregamento aplicado e, portanto, a carga se distribui em</p><p>parcelas aproximadamente equivalentes entre as camadas. Exemplo típico:</p><p>pavimento constituído por uma base de brita (brita graduada, macadame) ou por</p><p>uma base de solo pedregulhoso, revestida por uma camada asfáltica.</p><p>! Semi-rígido: caracteriza-se por uma base cimentada quimicamente, como por</p><p>exemplo, por uma camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica.</p><p>10</p><p>3.1 – CAMADAS CONSTITUINTES</p><p>3.1.1 – Regularização</p><p>intervalo entre as cargas são mantidos constantes durante o ensaio,</p><p>como por exemplo:</p><p>117</p><p>Condições de carregamento (solicitação simples)</p><p>Na solicitação complexa, os parâmetros de carga variam ao longo do ensaio.</p><p>Têm-se os chamados ensaios em blocos repetidos, ordenados ou a nível aleatório</p><p>(Ref.23).</p><p>118</p><p>Condições de carregamento dinâmico (solicitação complexa)</p><p>Embora na prática corrente os pavimentos estejam submetidos a solicitações</p><p>complexas, os centros de pesquisa freqüentemente realizam ensaios de fadiga sob</p><p>condições de solicitação simples. A adoção de ensaios mais representativos está</p><p>associada ao desenvolvimento de equipamentos mais sofisticados e dispendiosos.</p><p>Ensaios de fadiga em pistas experimentais têm sido uma tônica adotada por grandes</p><p>laboratórios rodoviários, na França e na Suíça, principalmente.</p><p>Os equipamentos laboratoriais para ensaios de carga repetida permitem a</p><p>aplicação de carregamentos cíclicos ao material sob o regime de tensão constante ou</p><p>119</p><p>controlada e de deformação constante ou controlada. Assim, a grande separação que</p><p>se pode fazer entre os diferentes ensaios é quanto ao modo de solicitação.</p><p>No ensaio de tensão controlada (TC), a carga aplicada é mantida constante e</p><p>as deformações resultantes aumentam no decorrer do ensaio. O ensaio de deformação</p><p>controlada (DC) envolve a aplicação de cargas repetidas que produzam uma</p><p>deformação constante ao longo do ensaio, o que conduz a uma diminuição de carga</p><p>aplicada, para manter a deformação constante. Em ambos os ensaios há uma redução</p><p>da rigidez inicial do material a um nível que pode ser pré-estabelecido, no sentido de</p><p>definir o fim do ensaio.</p><p>Segundo Monismith & Deacon (Ref.31), os ensaios de deformação controlada</p><p>aplicam-se melhor a pavimentos com camadas betuminosas fracas em relação ao seu</p><p>suporte, pois assim, o revestimento adiciona uma pequena rigidez à estrutura como um</p><p>todo e, quando a carga é aplicada, a sua deformação é controlada pela deformação das</p><p>camadas subjacentes.</p><p>Os ensaios de tensão controlada aplicam-se a pavimentos com camadas</p><p>asfálticas rígidas em relação ao seu suporte, pois ao resistirem às cargas aplicadas,</p><p>controlam a magnitude das deformações que podem ocorrer.</p><p>Assim, o comportamento à tensão ou deformação controlada dependerá tanto</p><p>da espessura e do módulo de rigidez do revestimento, como do módulo da estrutura</p><p>subjacente.</p><p>Com a finalidade de estabelecer uma diferença quantitativa entre os dois tipos</p><p>de carregamento, Monismith & Deacon (Ref.31) introduziram o conceito do fator modo,</p><p>definido pela expressão:</p><p>FM =</p><p>A</p><p>A</p><p>−</p><p>+</p><p>B</p><p>B</p><p>onde IAI e IBI são respectivamente as variações percentuais da tensão horizontal e</p><p>deformação horizontal iniciais no revestimento, correspondente a uma determinada</p><p>redução de sua rigidez inicial. O fator modo (FM) assume o valor -1 para a condição de</p><p>tesão controlada e +1 para deformação controlada e entre -1 e +1 para uma condição</p><p>120</p><p>intermediária, que corresponde aos ensaios onde seriam observadas variações de</p><p>tensões e de deformações ao longo dos mesmos (ensaios indefinidos). A figura 6.11</p><p>mostra a representação para os três tipos de solicitação mecânica. O ensaio à tensão</p><p>controlada, sendo mais severo, permite uma avaliação mínima da vida de fadiga,</p><p>enquanto que o de deformação controlada, uma avaliação máxima.</p><p>Tem-se, portanto:</p><p>A 1</p><p>1</p><p>= ∆σ</p><p>σ</p><p>B 1</p><p>1</p><p>= ∆ε</p><p>ε</p><p>Para tensão controlada ou constante:</p><p>A = 0 FM 1= −</p><p>Para deformação controlada ou constante:</p><p>B = 0 FM 1=</p><p>Estado intermediário:</p><p>A B= FM 0=</p><p>A B 0≠ ≠ -1 < FM <1</p><p>121</p><p>Deformação Controlada, FM = 1</p><p>Fig. 6.11 - Representação esquemática dos tipos de carregamento utilizados nos</p><p>ensaios de fadiga</p><p>Revestimentos delgados onde o ligante betuminoso é de baixa viscosidade</p><p>predomina a deformação controlada (pelas outras camadas), enquanto que os</p><p>espessos, com asfaltos de elevada viscosidade (CAP duro), a predominância é a</p><p>tensão controlada, dependendo certamente do seu suporte � camada subjacente. Em</p><p>suma, os revestimentos delgados como fletem mais, aproveitam melhor o seu suporte,</p><p>já os espessos fletem menos, tomando menos partido do suporte.</p><p>Os estudos teóricos mostraram que nos revestimentos delgados (HR< 6cm), as</p><p>deformações máximas na fibra inferior da camada não dependem significativamente da</p><p>temperatura e do módulo elástico, sendo conveniente analisar a fadiga à deformação</p><p>122</p><p>controlada. Neste caso, a mistura betuminosa deve ser projetada com asfaltos de baixa</p><p>viscosidade ou modificado por polímero, de pequena rigidez, de modo à gerar baixas</p><p>tensões de tração e, conseqüentemente, maior vida de fadiga à deformação controlada</p><p>(DC).</p><p>Para revestimentos espessos (HR > 10cm), as deformações decrescem com o</p><p>aumento do módulo elástico ou com a diminuição da temperatura, enquanto o estado</p><p>de tensões permanece aproximadamente constante, e a condição crítica, está</p><p>associada ao aumento da temperatura. Neste caso, o ensaio à tensão controlada é o</p><p>indicado. A grande vantagem do ensaio de DC é permitir uma melhor observação da</p><p>propagação de fissuras por fadiga.</p><p>Os estudos de Pinto (Ref.36) mostram que para as condições predominantes</p><p>de estruturas de pavimentos brasileiros, o comportamento à tensão controlada ocorre</p><p>na maioria das vezes e que para algumas misturas betuminosas estudadas, a diferença</p><p>entre as curvas obtidas de ensaios à tensão controlada e à deformação controlada não</p><p>é muito relevante.</p><p>Os critérios de ruptura nos dois ensaios são diferentes, embora expressos por</p><p>relações do tipo:</p><p>N = K</p><p>n</p><p>1</p><p>σ εou</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>onde:</p><p>N - vida de fadiga expressa em número de solicitações da carga;</p><p>σ; ε - tensão (σ) ou deformação (ε) de tração.</p><p>K, n - parâmetros de fadiga determinados experimentalmente.</p><p>No ensaio à tensão controlada, o critério de fadiga está associado à fratura da</p><p>amostra. A tensão é mantida constante ao longo do ensaio e as deformações atingem</p><p>um valor máximo até o estágio de colapso do corpo-de-prova. Portanto, a vida de fadiga</p><p>(N) é definida como o número total de aplicações de uma carga necessária à fratura</p><p>completa da amostra.</p><p>No ensaio à deformação controlada, o critério de fadiga não está condicionado</p><p>à ruptura completa do corpo-de-prova. Para que a deformação seja mantida constante</p><p>123</p><p>ao longo do ensaio, é necessário que haja uma diminuição do carregamento aplicado.</p><p>Alguns autores definem a vida de fadiga à deformação controlada como o número de</p><p>repetições da carga capaz de reduzir o desempenho ou rigidez inicial da amostra a um</p><p>nível pré-estabelecido. Consideram esses autores que uma redução de módulo de</p><p>rigidez ou de resiliência, da ordem de 50%, define o fim do ensaio, ou seja, da vida de</p><p>fadiga. Outros admitem que o fim do ensaio é atingido quando a carga aplicada para</p><p>manter a deformação é reduzida de 40% ou 50% da carga inicial (Ref.36).</p><p>A figura 6.12, mostra a influência do modo de carregamento na vida de fadiga.</p><p>Fig. 6.12 – Influência do modo de carregamento</p><p>O ensaio de fadiga à compressão diametral em corpos-de-prova cilíndricos</p><p>(63mm x 100mm) é feito à tensão controlada, onde as cargas verticais devem induzir</p><p>tensões de tração horizontais no centro da amostra entre 10% e 50% da resistência à</p><p>tração estática, ou seja:</p><p>.D.H</p><p>F2</p><p>t π</p><p>σ =</p><p>onde:</p><p>D - diâmetro do corpo-de-prova;</p><p>H - altura do corpo-de-prova;</p><p>124</p><p>F - carga vertical aplicada por compressão;</p><p>σt - tensão de fração induzida devido a carga aplicada.</p><p>A temperatura do ensaio adotada é de 25°C ± 0,5°C, fácil de manter no</p><p>laboratório. Contudo, podem ser consideradas outras temperaturas, desde que os</p><p>corpos-de-prova sejam mantidos durante os ensaios em câmara de temperatura</p><p>controlada, dotadas de termômetro e termostato. Tem-se modelado os resultados</p><p>dos</p><p>ensaios de fadiga em termos da deformação específica resiliente inicial e da diferença</p><p>de tensões (∆σ) � estado biaxial de tensões �versus� número de solicitações do</p><p>carregamento repetido (N) � Vida de Fadiga. A figura 6.13 mostra os resultados de</p><p>ensaios à temperaturas entre 10°C e 35°C. (Ref.36).</p><p>Fig.6.13 – Efeito da temperatura de ensaio na vida de fadiga</p><p>T = 10°C; N = 6,42 x 105 (∆σ)-4,03</p><p>T = 25°C; N = 5,63 x 103 (∆σ)-2,65</p><p>125</p><p>T = 30°C; N = 3,01 x 103 (∆σ)-2,48</p><p>T = 35°C; N = 7,37 x 102 (∆σ)-2,30</p><p>O quadro 6.1 mostra as características de fadiga à tensão controlada de</p><p>concretos asfálticos estudados por Pinto (Ref.36).</p><p>Quadro 6.1 – Características mecânicas e de fadiga à tensão controlada</p><p>1n</p><p>1</p><p>1K=N </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>σ∆</p><p>Am CAP Petróleo MR</p><p>(MPa)</p><p>S</p><p>(MPa)</p><p>σtr</p><p>(MPa)</p><p>S</p><p>(MPa)</p><p>K1 n1 r2</p><p>1 50/60 Bachaquero 3920 270 0,63 0,04 1,2x103 2,77 0,97</p><p>2 50/60 Mistura 4020 330 0,62 0,03 1,97x103 2,86 0,96</p><p>3 30/45 Árabe Leve 5950 390 1,04 - 5,63x103 2,65 0,99</p><p>4 20/45 Árabe Leve 14300 1950 1,87 0,05 5,32x104 2,88 0,94</p><p>5 55 Mistura 5140 410 1,06 0,10 3,59x103 2,32 0,97</p><p>6 20 Mistura 3520 290 0,81 0,05 1,31x103 2,61 0,98</p><p>OBS: processo de destilação � amostras 1, 2, 6: vácuo; amostras 3 e 4: desasfaltação ao propano;</p><p>amostra 5: vácuo/desasfaltação ao propano.</p><p>MR: Módulo Resiliente; S: desvio padrão: ∆σ: diferença de tensões horizontal e vertical no ensaio; σtr:</p><p>resistência à tração indireta por compressão diametral.</p><p>Obteve, também, correlação estatística para os ensaios feitos entre 10°C e</p><p>35°C, do tipo:</p><p>N 2,03 10 1 1</p><p>Tf</p><p>6</p><p>i</p><p>2,63 1,45</p><p>= ×</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−</p><p>ε</p><p>r 0,952 =</p><p>onde:</p><p>T - temperatura em °C;</p><p>εi - deformação específica de tração;</p><p>126</p><p>Nf � vida de fadiga.</p><p>Para todas as misturas do tipo concreto asfáltico, Pinto (Ref.36) estabeleceu a</p><p>seguinte correlação, genérica:</p><p>N</p><p>i</p><p>= ×</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−121 10 18</p><p>2 66</p><p>,</p><p>,</p><p>ε</p><p>r 0,962 = (82 pontos)</p><p>A partir desse estudo, foi constatado que é possível definir um único modelo</p><p>como representativo da vida de fadiga de misturas do tipo concreto asfáltico, com os</p><p>ligantes produzidos no país.</p><p>Por outro lado, ficou patente, que a deformação é um importante critério para</p><p>definir a resistência à fadiga, onde os efeitos de rigidez das misturas são rígidos pela</p><p>magnitude da deformação resultante do carregamento induzido à amostra.</p><p>O estudo da fadiga à deformação controlada foi feito de modo pioneiro no Brasil</p><p>por Pinto (Ref.36), em vigotas preparadas na faixa B das especificações do DNER, com</p><p>o CAP-50/60.</p><p>A carga inicial aplicada para produzir a flexão alternada da vigota reduz-se no</p><p>decorrer do ensaio até atingir 40% da inicial, definindo o fim do ensaio.</p><p>Obtiveram-se as correlações seguintes:</p><p>NDC</p><p>t</p><p>= ×</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−6 64 10 17</p><p>2 93</p><p>,</p><p>,</p><p>ε</p><p>com r2=0,96; erro padrão da estimativa=0,35, onde εt é a deformação específica de</p><p>tração:</p><p>N ,TC</p><p>ti</p><p>,</p><p>= ×</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−100 10 111</p><p>4 07</p><p>ε</p><p>127</p><p>com r2=0,96; erro padrão estimativa=0,39, onde εti é a deformação específica de tração</p><p>inicial.</p><p>As considerações genéricas sobre os ensaios a DC e TC, de flexão (FX) e</p><p>compressão diametral (CD), são:</p><p>• a vida de fadiga à compressão diametral é inferior à obtida na flexão;</p><p>• os módulos à flexão alternada são praticamente iguais aos módulos de resiliência na</p><p>compressão diametral;</p><p>• o módulo resiliente aproxima-se do módulo de elasticidade à tração, sendo este</p><p>diferente do de compressão;</p><p>• a resistência à tração na flexão determinada no ensaio estático de viga biapoiada, é</p><p>superior, a resistência à tração por compressão diametral: σt≈3σr.</p><p>Portanto, o ensaio de compressão diametral mostra-se conservador quanto à</p><p>vida de fadiga e à resistência a tração. O ensaio de flexão de vigotas à deformação</p><p>controlada, é bem mais difícil do que à tensão controlada.</p><p>Soliman, segundo Pinto (Ref.36), mostrou que, se o critério de fadiga for</p><p>considerado como o número de repetições da carga necessário ao aparecimento da</p><p>primeira trinca, os resultados dos ensaios à tensão controlada e à deformação</p><p>controlada seriam agrupados numa única reta N= f(ε), confirmado nos estudos de Pinto</p><p>(Ref.36).</p><p>Em resumo tem-se os seguintes critérios de fadiga preconizados:</p><p>Ensaio Critério de Fadiga Vida de Fadiga (N)</p><p>TC ruptura completa fim do ensaio</p><p>DC redução de desempenho arbitrário estágio de</p><p>ruptura</p><p>TC ou DC início de fissuras retas N x ε agrupadas</p><p>128</p><p>! Fatores que afetam a resistência à fadiga</p><p>Dentre os principais fatores que afetam a vida de fadiga das misturas</p><p>betuminosas citam-se:</p><p>1. Fatores de Carga:</p><p>a) Magnitude do carregamento</p><p>b) Tipo do carregamento; tensão ou deformação controlada</p><p>c) Freqüência, duração e intervalo de tempo entre as aplicações sucessivas do</p><p>carregamento</p><p>d) História de tensões: carregamento simples ou composto</p><p>e) Forma de carregamento: triangular, quadrado, etc.</p><p>2. Fatores de mistura:</p><p>a) Tipo do agregado, forma e textura;</p><p>b) Granulometria do agregado</p><p>c) Penetração do asfalto</p><p>d) Teor de asfalto</p><p>e) Temperatura</p><p>3. Fatores ambientais:</p><p>a) Temperatura</p><p>b) Umidade</p><p>4. Outras variáveis:</p><p>a) Módulo resiliente ou de rigidez</p><p>b) Índice de vazios</p><p>O Quadro 6.2 mostra como se pode associar a resistência à fadiga de concretos</p><p>asfálticos aos parâmetros da mistura.</p><p>129</p><p>Quadro 6.2 � Fatores que afetam o comportamento à fadiga</p><p>Efeito de variação do fator</p><p>Fator Variação do</p><p>fator Na rigidez</p><p>Na vida de</p><p>fadiga à</p><p>tensão</p><p>controlada</p><p>Na vida de</p><p>fadiga à</p><p>deformação</p><p>controlada</p><p>Penetração no</p><p>asfalto decresce aumenta aumenta decresce</p><p>Teor de asfalto aumenta aumentaa decresceb</p><p>Teor de</p><p>agregado</p><p>aumentaa</p><p>rugosidade e</p><p>angularidade</p><p>aumenta aumenta decresce</p><p>Granulometria</p><p>do agregado aberta a densa aumenta aumenta decresceb</p><p>Índice de</p><p>vazios decresce aumenta aumenta decresceb</p><p>Temperatura decresce aumenta aumenta decresce</p><p>a Existe um teor ótimo para vida de fadiga máxima</p><p>b Poucos estudos</p><p>6.3.2 – Método Mecanístico e Experimental</p><p>O método mecanístico utiliza os conhecimentos da mecânica da Fratura para</p><p>explicar o fenômeno da fadiga do material. Segundo Rodrigues (Ref. 48), Majidzadeh</p><p>(1972) mostrou que a fadiga é um fenômeno de propagação de fissuras existentes no</p><p>material, e que pode ser prevista a partir de taxas de propagação de trincas. Essa taxa</p><p>está relacionada ao tamanho da trinca inicial, e à energia armazenada em sua</p><p>extremidade. As misturas betuminosas constituídas com agregados de granulometria</p><p>fina têm uma taxa de propagação de trincas inferior do que aquelas com agregados</p><p>mais graúdos, ou seja, nessas últimas, as fissuras iniciais são maiores. O crescimento</p><p>da trinca é decorrente da mudança do perfil de sua extremidade, devido ao</p><p>carregamento repetido. As tensões de tração provocam a abertura da trinca, tornando-a</p><p>arredondada à medida que a zona plástica se forma nas proximidades da extremidade</p><p>da trinca. Quando a tensão de tração é removida, o material se contrai induzindo uma</p><p>tensão residual de compressão na zona plastificada da extremidade da trinca,</p><p>130</p><p>provocando o seu refinamento. Esse mecanismo de arredondamento e refinamento,</p><p>repetidas vezes, leva a um crescimento até atingir um tamanho crítico (Ref. 48).</p><p>A vida de fadiga (N) é expressa por uma equação paramétrica do tipo:</p><p>( )ICKKnACfN ,,,,0=</p><p>onde C0 está associado ao início do trincamento, determinado experimentalmente. O</p><p>parâmetro KIC é uma constante do material determinado em ensaios de ruptura, e</p><p>caracteriza o valor crítico de intensidade de tensões. Os parâmetros (A, n, K) estão</p><p>relacionados com o crescimento da trinca, e são representados na lei de Paris:</p><p>nAK</p><p>dN</p><p>dC =</p><p>onde:</p><p>dN</p><p>dC - Velocidade de crescimento da trinca com o número de repetições da carga;</p><p>A, n � constantes determinadas</p><p>experimentalmente;</p><p>K � fator de intensidade de tensões que governa o valor das tensões na</p><p>extremidade da trinca. É função do modo do carregamento, geometria, e</p><p>rigidez do material. É o parâmetro que controla o crescimento da trinca.</p><p>Portanto, segundo esse conceito, a interpretação dos ensaios de fadiga deve ser</p><p>relacionada ao fenômeno de propagação de fissuras existentes no material.</p><p>Majidzadeh, segundo Rodrigues (Ref. 48), analisou o comportamento à fadiga de</p><p>misturas betuminosas utilizando o ensaio de flexão, através da expressão:</p><p>∫=</p><p>Cf</p><p>C</p><p>nf dc</p><p>AK</p><p>N</p><p>0</p><p>1</p><p>onde:</p><p>Nf � número de repetição da carga até a ruptura completa da amostra;</p><p>Cd Cf � Comprimento da trinca inicial e final, respectivamente, determinado</p><p>através de raios X.</p><p>131</p><p>O fator de intensidade de tensão foi determinado pela expressão:</p><p>c</p><p>LEPK n</p><p>∂</p><p>∂</p><p>−</p><p>=</p><p>)1(2 2µ</p><p>Onde:</p><p>P � Carga;</p><p>E � Módulo de elasticidade de Young;</p><p>µ � Coeficiente de Poisson;</p><p>c � comprimento da trinca;</p><p>L � cedência, é o inverso da derivada do diagrama carga/deflexão, para cada</p><p>ciclo de carga.</p><p>Esse procedimento permite avaliar a fadiga de materiais desde que se conheçam</p><p>os valores de C0, A, n e KIC e todas as variáveis que determinam K através da mecânica</p><p>da fratura (Ref. 48).</p><p>A grosso modo, o número de repetições de carga para a reflexão completa da</p><p>trinca em uma camada de reforço de espessura H é dado pela expressão:</p><p>nAK</p><p>HN =</p><p>Em termos teóricos, foi desenvolvido por Jayawickrama e Lytton (Ref. 27), um</p><p>modelo para previsão da vida de fadiga de camadas de reforço considerando a reflexão</p><p>de trincas. Utilizaram a teoria de vigas sobre base elástica para estabelecer a forma das</p><p>equações para os fatores de intensidade de tensões dos modos cisalhamento e flexão.</p><p>As camadas do pavimento correspondentes às do revestimento antigo e do reforço são</p><p>consideradas como uma viga. A camada de base e o subleito são representados por</p><p>uma constante k, de acordo com a hipótese de Winkler. Esse procedimento é usado</p><p>para calcular os momentos fletores máximos e as forças cortantes que ocorrem em uma</p><p>seção trincada de pavimento devido às cargas que passam sobre a seção. As</p><p>132</p><p>expressões que constituem os modelos refletem a influência da rigidez das camadas</p><p>(espessuras e módulo) e do suporte de fundação (Ref. 48).</p><p>A partir da equação fenomenológica que representa o ensaio de fadiga, obteve</p><p>Rodrigues (Ref. 48), por dedução, que:</p><p>( )n</p><p>k</p><p>DA e</p><p>nn</p><p>log27155,051323,02 22</p><p>1</p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> −</p><p>π</p><p>onde:</p><p>D � diâmetro do corpo de prova;</p><p>K e n são parâmetros experimentais dos ensaios tradicionais de fadiga.</p><p>Para efeito de uma previsão teórica do número de repetições de carga</p><p>necessário ao trincamento de uma camada asfáltica, pode-se utilizar os seguintes</p><p>modelos (Ref. 48):</p><p>1- Origem e formação das primeiras trincas na camada de revestimento</p><p>(pavimentos novos):</p><p>2195,21167,0</p><p>3</p><p>5225,0</p><p>2</p><p>9442,084113,20202,1</p><p>1</p><p>31047,4 −−−×= QEEheEN f</p><p>2- Trincamento de reflexão de uma camada de reforço (pavimentos</p><p>recapeados):</p><p>2195,206363,0</p><p>3</p><p>178,0</p><p>2</p><p>03832,0</p><p>1</p><p>1860,0</p><p>1</p><p>4152,1691,12644,0</p><p>057,83 −−−= QEEEhheEN n</p><p>f</p><p>Onde:</p><p>E0, h0 � módulo elástico e espessura da camada de reforço;</p><p>E1, h1 - módulo elástico e espessura do revestimento original;</p><p>E2, E3 - módulo elástico da base e no subleito;</p><p>Q � carga de roda simples aplicada ao pavimento.</p><p>133</p><p>Estes modelos teóricos foram desenvolvidos a partir da integração numérica da</p><p>lei de Paris, com os fatores de intensidade de tensões para o pavimento calculado pela</p><p>solução de Jayawickrama & Lytton (1987). Os parâmetros de fratura da mistura asfáltica</p><p>foram derivados pela interpretação, a partir da Mecânica da Fratura, dos resultados dos</p><p>ensaios de fadiga de Preussier (Ref. 41).</p><p>Nos modelos teóricos, �n� é o expoente da lei de Paris, que é o mesmo das</p><p>equações de fadiga à tensão controlada, sendo dado por:</p><p>32 02505,06872,0002,6752,13 RRRn σσσ +−+−=</p><p>onde σR é a resistência à tração estática por compressão diametral a 25ºC em Kgf/cm2</p><p>de concretos asfálticos ensaiados por Preussier (1983), Pinto (1991) e Motta et alii</p><p>(1993), tem variado entre 5,0 Kgf/cm2 e 19,0 Kgf/cm2 para módulos de resiliência entre</p><p>20.000 Kgf/cm2 e 146.000 Kgf/cm2.</p><p>Braz (1997), aplicando a tomografia computadorizada a ensaios de fadiga e</p><p>calcado nos estudos de Rodrigues (1991), mostrou que a curva obtida do modelo onde</p><p>se relacionava os valores de A (constante da lei de Paris) com os valores da resistência</p><p>à tração dos concretos asfálticos, passa por um mínimo para a resistência entre 7,0</p><p>Kgf/cm2 e 9,0 Kgf/cm2, o que mostra que nesse intervalo é menor a taxa de propagação</p><p>de trincas ou fissuras.</p><p>Uma outra alternativa para previsão do comportamento à fadiga foi desenvolvida</p><p>por Pinto (Ref. 36), utilizando uma aparelhagem mais barata, através de ensaios</p><p>estáticos, em uma prensa de adensamento convencional de solos, para obter curvas</p><p>com amostras cilíndricas moldadas em laboratório ou extraídas de revestimentos</p><p>betuminosos com sondas rotativas.</p><p>A figura 6.14 retrata o estado de deformabilidade que se desenvolve no</p><p>pavimento devido à passagem de eixos rodoviários, com o objetivo de mostrar a</p><p>complexibilidade do tema tratado nesse capítulo.</p><p>134</p><p>Fig 6.14 – Estado de tensões e deformações</p><p>Deacon (1965) foi um dos primeiros pesquisadores que aplicou a lei de Miner</p><p>(1945) para simular o carregamento complexo que ocorre na rodovia devido às</p><p>mudanças nas condições de solicitações ao longo da vida do pavimento. Considerou as</p><p>deformações como o critério mais adequado. Essa lei é definida como a soma linear de</p><p>relações de ciclos de cargas, ou seja:</p><p>∑</p><p>=</p><p>==</p><p>A</p><p>i i</p><p>i</p><p>N</p><p>n</p><p>D</p><p>1</p><p>0,1</p><p>onde:</p><p>135</p><p>D � dano acumulado de fadiga;</p><p>ni � número de repetições da tensão ou deformação (σi, εi);</p><p>Ni � número de repetições da tensão ou deformação (σi, εi), que define a</p><p>resistência à fadiga do material.</p><p>Essa lei mostra que quando diversas séries de cargas são aplicadas várias</p><p>vezes (n), ocorre uma perda da resistência à fadiga do material, de modo progressivo, e</p><p>que estaria consumida quando a soma das razões dos ciclos fosse igual à unidade.</p><p>Uma carga constante aplicada �n� vezes pode não provocar a ruptura do material se</p><p>n<N, porém contribui para consumir a resistência à fadiga. (Ref. 32).</p><p>Pinto (Ref. 36) utilizou o invariante �densidade de energia de deformação� (Ud)</p><p>para expressar os resultados dos ensaios de fadiga a partir da equação:</p><p>( ) ( )xzyzxyzxzyyxzyxd GEE</p><p>U 222222</p><p>2</p><p>1)(</p><p>2</p><p>1 τττσσσσσσµσσσ +++++−++=</p><p>Os resultados dessa modelagem foram:</p><p>$ Ensaio de compressão diametral</p><p>84,0110*78,2 2</p><p>30,1</p><p>1 =</p><p></p><p></p><p></p><p>= − r</p><p>U</p><p>N</p><p>d</p><p>$ Ensaio de flexão alternada</p><p>79,0110*01,7 2</p><p>07,2</p><p>3 =</p><p></p><p></p><p></p><p>= − r</p><p>U</p><p>N</p><p>d</p><p>Esse tipo de abordagem pode ser apropriado para transpor os dados de</p><p>laboratório para o campo, contudo, Pinto (Ref. 36), aplicando os procedimentos de</p><p>136</p><p>análise laboratoriais e dos conceitos de Mecânica dos Pavimentos para os trechos</p><p>experimentais, construídos pelo autor, na BR�101/RJ, Niterói- Manilha e monitorados</p><p>durante 6 (seis) anos, conclui fundamentalmente o seguinte:</p><p>$ A calibração do fator laboratório-campo (fo) depende da estrutura do pavimento</p><p>de percentagem de área trincada (TR), da história do carregamento aplicado, do</p><p>tipo de ensaio de laboratório, e parâmetro considerado (εt , σt,  ∆σ, Ud), ou seja:</p><p>TR</p><p>lab</p><p>efo</p><p>foNNc</p><p>*βα=</p><p>=</p><p>onde:</p><p>Nc � número �N� de campo (projeto)</p><p>Nlab � �N� do ensaio de fadiga</p><p>$ Os ensaios de fadiga têm um grande potencial para levar a um modelo analítico-</p><p>empírico consistente através de investigações levadas a efeito em trechos</p><p>experimentais construídos a partir de projetos concebidos com as ferramentas</p><p>disponíveis da Mecânica dos Pavimentos;</p><p>$ Para efeitos práticos e considerando o estudo pioneiro de</p><p>Pinto (Ref. 36), pode-</p><p>se dizer:</p><p>• Para uma análise estrutural em termos de diferença de tensões (∆σ) calculada</p><p>na fibra inferior do revestimento e para no máximo 20% da área trincada</p><p>observada na camada de rolamento, toma-se fo=104.</p><p>• Para os mesmos condicionantes anteriores, porém em termos de deformação</p><p>específica de tração (εt) calculada na fibra inferior do revestimento, toma-se</p><p>fo=105.</p><p>As investigações teóricas experimentais de Pinto (Ref. 36), a partir dos trechos</p><p>construídos e monitorados, mostram as curvas de �fo� (Shift Factor) modeladas para</p><p>uma abordagem mais genérica, como por exemplo, para a variação da área trincada,</p><p>137</p><p>para os tipos de ensaios: flexão alternada de vigotas, compressão diametral e</p><p>parâmetros estruturais responsáveis pelo desempenho do pavimento � parâmetros</p><p>notáveis.</p><p>138</p><p>CAPÍTULO 7</p><p>PREVISÃO DE COMPORTAMENTO DE MATERIAIS DE PAVIMENTAÇÃO</p><p>Os métodos numéricos de avaliação estrutural de pavimentos flexíveis, de modo</p><p>mecanístico, requerem o uso de modelos de previsão de comportamento dos materiais</p><p>constituintes das camadas e do subleito. Estes modelos são rotineiramente</p><p>desenvolvidos em laboratórios com simulações aproximadas das condições reais de</p><p>campo.</p><p>Os métodos de cálculo de tensões e deformações de sistemas estratificados</p><p>encontram-se em programas computacionais de fácil utilização, como já foi descrito</p><p>anteriormente, contudo, é importante selecionar adequadamente os modelos de</p><p>previsão de comportamento dos materiais, de modo a tornar a análise estrutural mais</p><p>racional.</p><p>No Brasil, os estudos para modelagem do desempenho do desempenho dos</p><p>materiais de pavimentação fazem parte de uma linha de pesquisa em andamento na</p><p>UFRJ.</p><p>7.1 – Modelos de Temperatura do Pavimento</p><p>É importante o conhecimento das temperaturas predominantes nos pavimentos</p><p>rodoviários, levando em conta que afetam bastante o seu desempenho.</p><p>Um dos primeiros estudos realizados nesse sentido, segundo Motta (1991), foi o</p><p>De Barber (1957).</p><p>Os modelos normalmente utilizam a temperatura média mensal do ar para</p><p>calcular a temperatura do pavimento a uma determinada profundidade.</p><p>As observações realizadas durante 30 anos (1961 � 1990) de temperaturas</p><p>médias mensais ao longo do ano do ar de cidades brasileiras mostram que as</p><p>139</p><p>variações das médias ao longo do ano são pequenas em relação a média anual (Tabela</p><p>7.1).</p><p>Tabela 7.1 � Temperaturas médias mensais do ar em ºC, a partir de normais</p><p>climatológicas (DNM)</p><p>CIDADE JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ MÉDIA</p><p>DESVIO</p><p>PADRÃO</p><p>Curitiba 19.6 19.9 19.0 16.7 14.6 12.2 12.8 14.0 15.0 16.5 18.2 19.3 16.5 2,7</p><p>São Paulo 22.1 22.4 21.7 19.7 17.6 16.5 15.8 17.1 17.8 19.0 20.3 21.1 19.3 2,3</p><p>Porto Alegre 24.6 24.7 23.1 20.1 16.8 14.3 14.5 15.3 16.8 19.2 21.3 23.2 19.5 3,9</p><p>Florianópolis 24.3 24.7 23.7 21.4 18.5 16.7 16.3 16.9 17.5 19.6 21.5 22.5 20.3 3,1</p><p>Belo Horizonte 22.8 23.2 23.0 21.1 19.8 18.5 18.1 19.0 21.0 21.9 22.2 22.2 21.1 1,8</p><p>Brasília 21.6 21.8 22.0 21.4 20.2 19.1 19.3 21.8 22.6 24.1 24.3 24.3 22.7 2,0</p><p>Campo Grande 24.4 24.4 24.0 23.1 20.4 19.1 19.3 21.8 22.6 24.1 24.3 24.3 22.7 2,0</p><p>Goiânia 23.8 23.8 23.9 23.6 22.1 20.8 20.8 22.9 24.6 24.6 24.0 23.5 23.2 1.3</p><p>Rio de Janeiro 26.2 26.5 26.0 24.5 23.0 21.5 21.3 21.8 21.8 22.8 24.2 25.2 23.7 1,9</p><p>Vitória 26.3 26.9 26.5 25.2 23.7 22.5 21.7 22.2 22.6 23.5 24.4 25.4 24.2 1,8</p><p>Maceió 26.2 26.3 25.3 25.9 25.1 24.3 23.7 23.5 23.9 24.1 24.4 24.8 24.8 1,0</p><p>Mossoró 26.8 25.0 27.3 27.3 27.0 26.7 26.6 27.1 27.7 28.1 28.3 28.7 27.2 1,0</p><p>Rio Branco 25.5 25.4 25.5 25.3 24.5 23.2 23.4 24.3 25.2 25.7 25.7 25.6 24.9 0,9</p><p>Porto Velho 25.0 25.5 25.7 25.5 24.9 23.5 24.0 25.0 25.6 25.8 25.7 25.5 25.1 0,7</p><p>Salvador 26.5 26.6 26.7 25.2 25.2 24.3 23.6 23.7 24.2 25.0 25.5 26.0 25.2 1,1</p><p>Recife 26.6 26.6 26.5 25.9 25.2 24.5 24.0 23.9 24.6 25.5 25.9 26.3 25.5 1,0</p><p>Cuiabá 26.7 25.3 26.5 26.1 24.6 23.5 22.0 24.7 26.6 27.4 27.2 26.6 25.6 1,6</p><p>Aracaju 27.0 27.1 27.2 26.8 26.0 25.1 24.6 24.5 25.1 25.9 26.1 26.4 26.0 1,0</p><p>Belém 26.6 24.5 25.5 26.7 25.9 25.9 25.8 26.0 26.1 26.4 26.4 26.1 26.0 0,6</p><p>João Pessoa 25.8 25.2 28.2 25.5 27.0 26.2 23.7 25.4 27.5 27.7 27.0 24.1 26.1 1,4</p><p>Porto Nacional 25.5 25.5 25.6 26.0 26.2 25.5 25.5 27.0 28.0 26.8 26.2 25.8 26.1 0,8</p><p>São Luiz 26.1 25.7 25.8 25.8 25.9 25.9 25.7 26.0 26.4 26.6 27.0 26.8 26.1 0,4</p><p>Macapá 26.0 25.7 25.7 25.9 26.1 26.2 26.1 26.8 27.5 27.9 27.7 27.0 26.6 0,8</p><p>Fortaleza 27.3 26.7 26.3 26.5 26.3 25.9 25.7 26.1 26.6 27.0 27.2 27.3 26.6 0,6</p><p>Manaus 26.1 26.0 26.1 26.3 263. 26.4 26.5 27.0 27.5 27.6 27.3 26.7 26.7 0,6</p><p>140</p><p>Esse fenômeno difere bastante do que se observa nos EUA e países Europeus</p><p>onde as altas latitudes proporcionam maiores variações de temperaturas e ainda</p><p>prevalecem baixas temperaturas e a ocorrência de gelo.</p><p>Witczak, do Instituto de asfalto dos EUA, desenvolveu um modelo para calcular a</p><p>temperatura média mensal do pavimento, a partir da média mensal do ar, ou seja:</p><p>6</p><p>4z</p><p>34</p><p>4z</p><p>11TT aP +</p><p>+</p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p>+=</p><p>Pa TTz</p><p>zS</p><p>log0417,0log.412422,0.03982,01</p><p>.03908,0896,3</p><p>+−−</p><p>−=</p><p>onde:</p><p>PT - Temperatura média mensal do revestimento na profundidade z, em ºF;</p><p>aT - Temperatura média mensal do ar, em ºF;</p><p>S � Desvio padrão da temperatura do revestimento, em ºF;</p><p>z - Profundidade da camada betuminosa onde se deseja conhecer a</p><p>temperatura, em polegadas;</p><p>C � Grau centígrado.</p><p>32</p><p>5</p><p>9 += CF</p><p>C > 0</p><p>Motta (1979) realizou investigações em um painel experimental construído na</p><p>UFRJ, onde foram analisadas as temperatura do ar e do pavimento durante um ano.</p><p>Calcado nos resultados experimentais, Rodrigues (1991) desenvolveu um modelo de</p><p>previsão que estima a temperatura em uma profundidade do revestimento.</p><p>141</p><p>( ) ( )[ ]xxTTTT arx ..002633,006855,0exp1.supsup)( −−−+=</p><p>onde:</p><p>)( xT - Temperatura na profundidade x do revestimento, em ºC;</p><p>supT - Temperatura da superfície do revestimento, em ºC;</p><p>arT - Temperatura do ar, em ºC;</p><p>X � Profundidade no revestimento onde se deseja conhecer a temperatura, em</p><p>cm.</p><p>Assim, verifica-se que a necessidade de estimar a temperatura do revestimento é</p><p>fato ligado à natureza viscosa do ligante betuminoso, onde seu comportamento é</p><p>afetado pela temperatura do ar, de modo significativo. Por outro lado, o Instituto de</p><p>Pesquisas Rodoviárias do DNER, após investigações de campo em 53 trechos</p><p>experimentais distribuídos em rodovias federais (1979 a 1984), mostrou que as</p><p>deflexões dos pavimentos, medidas com a viga Benkelman, eram pouco afetadas pelas</p><p>mudanças das estações climáticas.</p><p>7.2 – Modelos de Fadiga dos Materiais</p><p>Os pavimentos flexíveis são constituídos de camadas granulares, subjacentes a</p><p>revestimentos betuminosos por penetração ou por misturas de agregados com ligantes</p><p>betuminosos. Esses últimos, sofrem o dano por fadiga devido à repetição do tráfego</p><p>rodoviário. Daí, a consideração de modelos representativos de previsão do número de</p><p>repetições da carga para atingir o trincamento por fadiga.</p><p>Os modelos básicos estão relacionados às tensões ou deformações de tração</p><p>que ocorrem nos pontos críticos do pavimento concebido. Esses modelos são assim</p><p>formulados, segundo Franco (Ref. 22):</p><p>142</p><p>• Modelo da �Shell Oil�</p><p>363,2671,5</p><p>2 1.11085,6 </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>E</p><p>xN</p><p>t</p><p>f ε</p><p>onde:</p><p>fN - número de repetições de carga para a ruptura por fadiga;</p><p>E � módulo complexo da camada betuminosa, em psi;</p><p>tε - deformação de tração na fibra inferior do revestimento, cm/cm.</p><p>A diferença entre o módulo complexo ou dinâmico e o módulo resiliente é que o</p><p>primeiro é determinado no ensaio triaxial onde a tensão desvio é aplicada em pulsos</p><p>senoidiais e o módulo resiliente ou de rigidez é determinado à compressão diametral,</p><p>onde o carregamento é aplicado em pulsos retangulares para um tempo de aplicação</p><p>da carga de cerca de 0,10 segundo para 0,90 segundo de repouso, ou seja, para</p><p>uma</p><p>freqüência de 1 ciclo por segundo ou 1 hertz.</p><p>• Modelo do �Asphalt Institute� � MS-1</p><p>[ ]854,0291,33 ..10.325,44,18 −−−= EN tf ε</p><p>onde:</p><p>fN - número equivalente de solicitações da carga do eixo padrão rodoviário,</p><p>considerado como terminal no que tange ao trincamento por fadiga da</p><p>camada de concreto asfáltico;</p><p>tε - máxima deformação específica horizontal de tração na face inferior da</p><p>camada de concreto asfáltico, cm/cm;</p><p>E � módulo dinâmico do concreto asfáltico, em psi;</p><p>F0 = 18,4 � fator laboratório-campo.</p><p>143</p><p>Com a finalidade de tornar o modelo mais amplo no que concerne ao efeito dos</p><p>vazios da mistura betuminosa e do teor volumétrico de betume, foi introduzido o fator de</p><p>ajustamento da mistura (C)</p><p>C = 10m</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−</p><p>+</p><p>= 69,084,4</p><p>bv</p><p>b</p><p>VV</p><p>Vm</p><p>onde:</p><p>Vb � volume de betume expresso como percentagem do volume total da mistura</p><p>betuminosa;</p><p>Vv � volume de vazios ocupado pelo ar, expresso como percentagem do volume</p><p>total da mistura betuminosa.</p><p>Para os concretos asfáltico bem projetados, Vb=11,0% e Vv=4,0%, m=0,21 e</p><p>C=1,622.</p><p>Tem-se:</p><p>[ ]854,0291,33 ..10.325,44,18 −−−= ECN tf ε</p><p>[ ]854,0291,33 ..10.325,430 −−−= EN tf ε</p><p>• Modelo de �Berkeley�, Califórnia</p><p>72,2</p><p>1</p><p>624,3077,05 ...10738,2 −−= EexN t</p><p>B</p><p>f ε</p><p>onde:</p><p>B � Teor de asfalto da mistura, em %;</p><p>tε - deformação específica de tração na face inferior da camada betuminosa,</p><p>cm/cm;</p><p>E1 � E.senφ - módulo de perda, em psi;</p><p>144</p><p>φ - ângulo de fase, em graus;</p><p>φ = 22,34 � 1,979logE + 28,71 (logE)2 + 17,23 (logE)3</p><p>Alguns modelos de Pinto, S. (Ref.36), mais representativos da condição</p><p>brasileira são a seguir apresentados:</p><p>0633,065,2</p><p>9 1.11007,9 </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>Rt</p><p>f M</p><p>xN</p><p>ε</p><p>r2 = 0,96</p><p>onde:</p><p>tε - máxima deformação específica horizontal de tração na face inferior da camada</p><p>betuminosa, cm/cm;</p><p>MR � módulo de resiliencia do concreto betuminoso, em kgf/cm2.</p><p>45,163,2</p><p>6 1.11003,2 </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>t</p><p>xN</p><p>t</p><p>f ε</p><p>r2 = 0,95</p><p>T</p><p>R exM 051,051004,2 −=</p><p>T</p><p>R e 075,034,72 −=σ</p><p>onde:</p><p>T � temperatura, em ºC;</p><p>Rσ - resistência à tração por compressão diametral, em kgf/cm2.</p><p>61,2</p><p>5 11063,5 </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>∆</p><p>=</p><p>σ</p><p>xNL r2 = 0,98</p><p>Lc NfN 0=</p><p>145</p><p>onde:</p><p>NL � número de repetições de cargas necessárias à ruptura completa da mistura</p><p>betuminosa no laboratório, no ensaio de compressão diametral à tensão</p><p>controlada � Vida de Fadiga;</p><p>σ∆ - diferença algébrica entre as tensões horizontal (de tração) e vertical (de</p><p>compressão) no centro da amostra;</p><p>0f - fator laboratório-campo definido nos estudos de Pinto, tomado igual a:</p><p>f0 = 104;</p><p>Nc � número terminal de solicitações do eixo padrão rodoviário, para uma área</p><p>afetada por trincas de fadiga da ordem de 20% da área total do respectivo</p><p>revestimento.</p><p>66,2</p><p>8 11021,1 </p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>i</p><p>L xN</p><p>ε</p><p>r2 = 0,96</p><p>Lc NfN 0=</p><p>onde:</p><p>NL � vida de fadiga da mistura betuminosa no laboratório, no ensaio de</p><p>compressão diametral;</p><p>iε - deformação específica resiliente inicial, cm/cm;</p><p>f0 � fator laboratório-campo definido nos estudos de Pinto, tomado igual a:</p><p>f0 = 105</p><p>Nc � número �N� de campo para as mesmas condições anteriores consideradas.</p><p>146</p><p>• Modelo de Pinto, S. (1991)</p><p>Ensaio de fadiga em vigotas:</p><p>• Deformação controlada, FM=1</p><p>93,2</p><p>7 11064,6 </p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>ε</p><p>xN r2 = 0,96</p><p>• Intermediário, FM=0</p><p>50,3</p><p>9 11066,2 </p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>ε</p><p>xN</p><p>• Tensão controlada, FM=-1</p><p>07,4</p><p>11 1100,1 </p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>ε</p><p>xN r2 = 0,96</p><p>• Densidade de energia de deformação</p><p>07,2</p><p>3 11001,7 </p><p></p><p></p><p></p><p>= −</p><p>dU</p><p>xN r2 = 0,81</p><p>onde:</p><p>N � vida de fadiga da mistura betuminosa;</p><p>ε - deformação específica de tração, cm/cm;</p><p>Ud � densidade de energia de deformação, kgf/cm2.</p><p>• Modelos para Misturas Cimentadas</p><p>Os modelos estão relacionados às tensões ou deformações de tração do tipo:</p><p>tε = a + b logN.</p><p>Estudo de Ceratti (1991) mostraram que os resultados dependem do tipo de</p><p>amostra ensaiada.</p><p>A grosso modo, os modelos podem ser representados por:</p><p>147</p><p>• Amostra cilíndrica tipo Marshall:</p><p>tε = 6,10 x 10-4 � 2,0 x 10-5 log Nf</p><p>• Amostra em vigota:</p><p>tε = 1,50 x 10-4 � 1,50 x 10-5 log Nf</p><p>• Modelo do Corpo de Engenheiros do Exército Norte Americano, USACE e outro</p><p>(segundo Franco).</p><p>( )tN ε0578,011,910 −=</p><p></p><p></p><p></p><p> −=</p><p>0825,0</p><p>972,010 MN tσ</p><p>onde:</p><p>M � módulo de ruptura da camada cimentada, kgf/cm²;</p><p>σt � tensão de tração, kgf/cm²;</p><p>εt � deformação de tração, cm/cm.</p><p>7.3 – Deformação Elástica e Permanente</p><p>A deformação permanente se caracteriza fundamentalmente pelos afundamentos</p><p>que ocorrem ao longo da trilha de roda do revestimento.</p><p>Com base nos modelos de previsão da deformação permanente de cada camada</p><p>do pavimento, é estimada a deformação permanente total pela equação:</p><p>148</p><p>( )∑</p><p>=</p><p>=∆</p><p>n</p><p>i</p><p>i</p><p>i</p><p>PP h</p><p>1</p><p>.ε</p><p>onde:</p><p>∆P = deformação permanente total;</p><p>i</p><p>Pε = deformação específica permanente da camada de ordem i;</p><p>hi = espessura da camada de ordem i;</p><p>n = número de camadas.</p><p>Os ensaios triaxiais de carga repetida e os com simuladores de tráfego são</p><p>utilizados para avaliar a relação entre o número de solicitações do carregamento e a</p><p>deformação permanente acumulada. Alguns modelos foram selecionados, entre eles</p><p>citam-se:</p><p>• Modelo de Cardoso e outros (1987)</p><p>• Revestimento Asfáltico:</p><p>( ) µα</p><p>ε</p><p>ε NN</p><p>R</p><p>P =</p><p>• Base e Sub-base:</p><p>( ) µα</p><p>ε</p><p>ε NN</p><p>R</p><p>P =</p><p>• Subleito:</p><p>( ) µα</p><p>ε</p><p>ε NN</p><p>R</p><p>P =</p><p>0,45 ≤ α ≤ 0,90</p><p>0,10 ≤ α ≤ 0,50</p><p>0,90 ≤ α ≤ 1,00</p><p>0,10 ≤ α ≤ 0,30</p><p>0,70 ≤ α ≤ 0,90</p><p>0,01 ≤ α ≤ 1,20</p><p>149</p><p>( ) ( )</p><p>( ) ( ) 1431.155.5</p><p>664.2</p><p>1</p><p>1346.0</p><p>P .CBR</p><p>.N8748,12</p><p>θσ</p><p>σ</p><p>=ε</p><p>CBR<40%</p><p>( ) ( )</p><p>( ) 893.436.1</p><p>0911.6</p><p>1</p><p>1878..0</p><p>P .CBR6313,55</p><p>.N</p><p>θσ</p><p>σ</p><p>=ε</p><p>CBR>40%</p><p>onde:</p><p>Pε (N) - deformação permanente na n-ésima repetição de carga;</p><p>Rε - deformação específica resiliente;</p><p>N - número de aplicações de carga</p><p>$ Modelo de Santos (1988) segundo Franco</p><p>Para 3σ =1,05kgf/cm2 e dσ = 3,15kgf/cm2, como exemplo para solos lateríticos:</p><p>! Camada de Base:</p><p>11,03</p><p>P N105 −×=ε</p><p>! Camada de Sub-base :</p><p>061,03</p><p>P N102 −×=ε</p><p>! Subleito :</p><p>061,03103 NP</p><p>−×=ε</p><p>$ Modelo de Motta ( 1991 )</p><p>081,03</p><p>p N10 x 2,2 ⋅=ε −</p><p>150</p><p>$ Modelo de Verstraeten et alii ( 1982) � para misturas asfálticas � segundo</p><p>Franco</p><p>B</p><p>5p 10</p><p>NA </p><p></p><p></p><p></p><p>=ε</p><p>FE65,0</p><p>A 31 σ−σ=</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−</p><p>−=</p><p>vb</p><p>b2-</p><p>VV</p><p>V02,1110 x 5,5F</p><p>-2-3 10 x 2,2F10 X 6 ≤≤</p><p>onde :</p><p>εp - acúmulo de deformações permanentes</p><p>E - módulo dinâmico, psi;</p><p>VV - percentagem de vazios;</p><p>VB - volume de betume , %.</p><p>B = 0,25 (valor típico )</p><p>$ Modelo de Ayres (1997)</p><p>! Revestimento Asfáltico</p><p>( ) ( )N log 42956,0Tlog 58155,280661,4log</p><p>R</p><p>P ++−=</p><p></p><p></p><p></p><p>ε</p><p>ε</p><p>onde :</p><p>εp - deformação específica permanente , cm / cm;</p><p>εR - deformação específica resiliente cm/ cm;</p><p>N - número de repetições de carga;</p><p>T - temperatura em 0F</p><p>Os modelos apresentados desenvolvidos por pesquisadores nacionais e</p><p>internacionais foram formulados para condições específicas de materiais e níveis de</p><p>151</p><p>tensões consideradas. Por outro lado, é de conhecimento dos projetistas que a</p><p>obtenção de dados para a investigação de equações específicas é dificultada pela</p><p>demora na realização dos ensaios devido ao número de variáveis a serem</p><p>consideradas e avaliadas.</p><p>A previsão da deformação permanente de forma indireta , pode ser considerada</p><p>através de tensões verticais e deformações causadas pelas cargas aplicadas nos</p><p>pavimentos.</p><p>A limitação da tensão vertical no topo do subleito é um critério bastante utilizado</p><p>devido ser a camada de menor resistência ao cisalhamento e, portanto , com aptidão</p><p>para plastificação. Heukelom e klomp ( Ref. 24 ) indicam para pavimentos</p><p>dimensionados pelo método do CBR, o modelo abaixo:</p><p>( )</p><p>N log 0,701</p><p>M 006,0 R</p><p>admV +</p><p>=σ</p><p>( ) ( )</p><p>R</p><p>admV</p><p>admV M</p><p>σ</p><p>=ε</p><p>Tem-se ainda:</p><p>CBR 100MR =</p><p>( ) 5,12</p><p>admV CBR 1087,3 −×=σ</p><p>Onde:</p><p>( )admVσ - tensão vertical admissível no topo do subleito, kgf/cm2 :</p><p>MR - módulo da resiliência do subleito, kgf/cm2 ;</p><p>N - número de aplicações de carga.</p><p>Outros modelos são também considerados , segundo Franco :</p><p>$ Modelo da Shell Oil (1999)</p><p>Para dois níveis de confiabilidade (85 % e 95 %):</p><p>152</p><p>( ) 25,0</p><p>F</p><p>2</p><p>V N101,2 −−×=ε</p><p>( ) 21,0</p><p>F</p><p>2</p><p>V N109,1 −−×=ε</p><p>$ Modelo do Asphalt Institute</p><p>477,4</p><p>V</p><p>9</p><p>f</p><p>110365,1N </p><p></p><p></p><p></p><p>ε</p><p>×= −</p><p>$ Modelo do Laboratorie Central des Ponts et Chausses , LCPC França</p><p>505,4</p><p>V</p><p>9</p><p>f</p><p>110227,2N </p><p></p><p></p><p></p><p>ε</p><p>×= −</p><p>$ Modelo de Santucci , Califórnia , EUA</p><p>484,4</p><p>V</p><p>9</p><p>f</p><p>110338,1N </p><p></p><p></p><p></p><p>ε</p><p>×= −</p><p>Onde :</p><p>εV - deformação específica vertical de compressão gerada no topo do subleito pela</p><p>carga do eixo rodoviário ;</p><p>Nf - número equivalente de solicitações da carga do eixo rodoviário para produzir</p><p>nas trilhas de roda uma deformação máxima da ordem de 13mm .</p><p>$ Modelo de Preussler e Pinto (1987 )</p><p>Para previsão de módulos resilientes de solos finos de predominância argilosa e /</p><p>ou siltosa:</p><p>! Solo tipo I:</p><p>129,1</p><p>dSL 4874M −σ= Baixo grau de resiliência</p><p>153</p><p>! Solo tipo II :</p><p>5478,0</p><p>dSL 1286M −σ= Grau de resiliência intermediário</p><p>! Solo Tipo III :</p><p>2</p><p>SL kgf/cm 530M = Elevado grau de resiliência</p><p>onde;</p><p>MSL - módulo resiliente do solo , kgf / cm2;</p><p>σd - tensão desvio , kgf / cm2.</p><p>7.4 – Critério de Ruptura por Cisalhamento da Camada Granular</p><p>A resistência ao cisalhamaneto dos solos (coesiva e friccional) é devida pela</p><p>teoria de Mohr-Coulomb:</p><p>ϕσ+=τ tg c</p><p>onde:</p><p>τ - tensão cisalhante responsável pela ruptura do material no plano de ruptura ;</p><p>c - coesão;</p><p>σ - tensão normal no plano de ruptura na ocasião da ruptura;</p><p>ϕ - ângulo de atrito interno entre as partículas do material.</p><p>Como as camadas de base e sub-base são normalmente constituídas de</p><p>materiais granulares , pode-se admitir : 35º ≤ φ ≤ 45º.</p><p>Para o valor médio de φ , tem-se tg φ = 0,839 e c=0 , e assim :</p><p>σ=τ 839,0</p><p>154</p><p>O critério que pode ser considerado é de que as tensões principais normais</p><p>mínima e máxima, induzidas em camadas granulares, devem ser inferiores á resistência</p><p>do material, de acordo com a teoria de Mohr- Coulomb, que mostra que:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> ϕ+σ+</p><p></p><p></p><p></p><p> ϕ+⋅⋅=σ</p><p>2</p><p>45tg</p><p>2</p><p>45tgc2 2</p><p>31</p><p>Para materiais granulares ( φ=400) , tem-se :</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> ϕ+σ=σ</p><p>2</p><p>45tg 2</p><p>31</p><p>( ) 3adm1 6,4 σ=σ</p><p>Dessa forma, esse critério mostra que a ruptura por cisalhamento não ocorre</p><p>quando :</p><p>( ) 0,1</p><p>1</p><p>1 <</p><p>admσ</p><p>σ</p><p>No caso de materiais cimentados, como particularmente as britas graduadas</p><p>tratadas com cimento (BGTC), demonstra-se que:</p><p>( )</p><p>R</p><p>t</p><p>fN</p><p>σ</p><p>σ</p><p>10,0</p><p>0,10 log max−=</p><p>Onde :</p><p>( )max1σ - tensão de tração máxima na base da camada cimentada, em kgf / cm2;</p><p>rσ - resistência á tração por compressão diametral em kgf / cm2.</p><p>Uma outra abordagem mostra que a relação entre a tensão aplicada e</p><p>resistência á tração comanda a vida de fadiga da camada, de modo que se consiga a</p><p>seguinte relação :</p><p>155</p><p>( )</p><p>40,0≤</p><p>r</p><p>admt</p><p>σ</p><p>σ</p><p>onde:</p><p>( )admtσ - tensão de tração horizontal máxima admissível na face inferior da camada</p><p>cimentada ;</p><p>rσ - resistência à tração aos 28 dias de idade.</p><p>Dessa forma , a relação entre a tensão de tração máxima que pode ocorrer na</p><p>camada de BGTC e a tensão de tração admissível deve obedecer a condição:</p><p>( )</p><p>( ) 0,1max ≤</p><p>admt</p><p>t</p><p>σ</p><p>σ</p><p>Em termos de deformação específica horizontal de tração, considera-se;</p><p>( )</p><p>( ) 0,1max ≤</p><p>admt</p><p>t</p><p>ε</p><p>ε</p><p>( ) 44 1050,01030,0 −− ×≤≤× admtε</p><p>Os critérios de falha das camadas constituintes para um número equivalente de</p><p>solicitações da carga padrão rodoviária (8,2 tf) de projeto (Np), podem ser assim</p><p>sumariados:</p><p>! Camada de Revestimento:</p><p>( )</p><p>( ) 0,1 ou NNN</p><p>adm1</p><p>max1</p><p>PfC ≤</p><p>ε</p><p>ε</p><p>≥=</p><p>! Camada de Base e Sub-base granulares :</p><p>156</p><p>( ) 0,1</p><p>adm1</p><p>1 ≤</p><p>σ</p><p>σ</p><p>! Camada do Subleito:</p><p>( ) 0,1ou ≤≥</p><p>admt</p><p>t</p><p>Pf NN</p><p>σ</p><p>σ</p><p>! Camada Cimentada:</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( )</p><p>( ) 0,1 ; 0,1 ; maxmax ≤≤≥</p><p>admt</p><p>t</p><p>admt</p><p>t</p><p>Pf NN</p><p>ε</p><p>ε</p><p>σ</p><p>σ</p><p>157</p><p>CAPITULO 8</p><p>PROJETO DO PAVIMENTO</p><p>Existem muitos métodos desenvolvidos para o dimensionamento de pavimentos,</p><p>que diferem nas maneiras de abordar o problema.</p><p>A tarefa do dimensionamento de pavimentos, de alto grau de dificuldade, deve-</p><p>se à grande quantidade de variáveis de naturezas diversas. A consideração simultânea</p><p>de tensões devidas ao tráfego, como fadiga e deformação permanente, as variáveis</p><p>climáticas, como temperatura e umidade, a resistência do solo de fundação e dos</p><p>materiais de construção disponíveis, a magnitude e a repetição das cargas de tráfego,</p><p>a durabilidade do revestimento, são apenas alguns exemplos do porque dessa</p><p>dificuldade.</p><p>√ Tipos de Dimensionamento</p><p>Os métodos de dimensionamento progrediram através de várias etapas, e</p><p>podem ser classificadas genericamente em:</p><p>$ Métodos Empíricos</p><p>Os métodos empíricos são os que se utilizam de correlações entre um</p><p>parâmetro mensurável, como por exemplo a deflexão ou a capacidade de</p><p>suporte do subleito, e a espessura , de modo a permitir que o desempenho</p><p>do pavimento tenha sucesso ao suportar o volume de tráfego previsto ;</p><p>$ Métodos Teóricos � Mecanísticos</p><p>Os métodos teóricos tiveram nos últimos anos um desenvolvimento</p><p>considerável. Correlacionam valores teóricos calculados de tensões e de</p><p>deformações em alguns pontos da estrutura, com a vida útil prevista ou com o</p><p>número de repetições do eixo padrão te o final da vida útil do pavimento.</p><p>158</p><p>$ Métodos Mecanísticos � Empíricos</p><p>São baseados em modelos de previsão de desempenho do tipo mecanístico-</p><p>empírico, através de observação de trechos experimentais concebidos.</p><p>O projeto de um pavimento compreende:</p><p>! O dimensionamento, ou seja, a determinação da espessura total e das</p><p>espessuras das diferentes camadas constituintes (revestimento, base,</p><p>sub-base, reforço do subleito). Consideram-se os seguintes fatores:</p><p>cargas dos veículos e sua freqüência de ocorrência prevista ao longo da</p><p>vida de projeto, características geotécnicas do subleito, características dos</p><p>materiais disponíveis e condições ambientais ou regionais. Graficamente,</p><p>o dimensionamento é apresentado sob a forma de uma seção transversal</p><p>do pavimento das pistas de rolamento e do acostamento;</p><p>! A escolha dos materiais que irão constituir as camadas constituintes;</p><p>! A indicação dos requisitos essenciais da drenagem subterrânea e</p><p>subsuperficial, de acordo com as condições geotécnicas, hidrológicas e de</p><p>estrutura do pavimento;</p><p>! O estudo econômico das várias soluções, satisfatórias do ponto-de-vista</p><p>estrutural, considerando-se os materiais disponíveis, seu transporte e</p><p>utilização, a natureza do tráfego, as disponibilidades financeiras e a</p><p>experiência local;</p><p>! Um das peculiaridades do pavimento, comparativamente a outras</p><p>estruturas, tais como barragens e edifícios, é o fato de que a sua extensão</p><p>costuma ser de vários quilômetros, com espessura em torno de apenas</p><p>meio metro e largura em geral de sete metros ou menos;</p><p>! A pavimentação de uma estrada de rodagem exige vultosos</p><p>investimentos, os quais atingem, freqüentemente, a metade do custo de</p><p>construção da rodovia. O conhecimento dos solos e dos materiais naturais</p><p>disponíveis repercute consideravelmente no projeto e no custo da</p><p>construção;</p><p>159</p><p>! As Investigações Geotécnicas, em seus itens : Estudos de Cortes, Estudo</p><p>de Subleito de Trechos Implantados, Ocorrência de Solos e Materiais</p><p>Granulares, estudo de Pedreiras e Ocorrências de Rochas, descreve os</p><p>diversos tipos de trabalhos de campo que interessam diretamente ao</p><p>projeto de pavimentos;</p><p>! O terreno de</p><p>fundação do pavimento, ou subleito, pode variar muito</p><p>quanto á natureza geológica, pois que , á variação vertical nas seções</p><p>soma-se á variação horizontal decorrente das diferentes características</p><p>geológicas e pedológicas do terreno ao longo da estrada;</p><p>! Os dados geotécnicos ( referentes aos solos e aos materiais naturais )</p><p>devem ser interpretados tendo-se em conta a natureza peculiar das</p><p>solicitações que recebem os pavimentos. Sofre o pavimento a ação dos</p><p>fatores climáticos de modo acentuado. Há a natural intemperização de</p><p>suas camadas superficiais;</p><p>! Tensões térmicas importantes se manifestam nos revestimentos e são</p><p>levadas em conta no projeto das placas de concreto. As variações de</p><p>temperatura dos pavimentos betuminosos, fazem variar a rigidez destes, e</p><p>o desempenho estrutural do pavimento como um todo ;</p><p>! A natureza das cargas, que são móveis e repetitivas, leva á consideração</p><p>de fenômeno de fadiga dos materiais. É este um aspecto importante deste</p><p>tipo de estrutura, e que leva em conta no dimensionamento;</p><p>! O desenvolvimento do método de dimensionamento de pavimento flexível</p><p>adotado pelo DNER fez-se a partir das curvas de dimensionamento</p><p>baseadas no valor do Índice de Suporte Califórnia ou CBR (Califórnia</p><p>Bearing Ratio) e obtidas experimentalmente pelo �Corps of Engineers� do</p><p>Exército dos Estados Unidos , desde a época da II Guerra Mundial. A</p><p>consideração das condições reais de tráfego � diversas cargas de roda e</p><p>freqüências de solicitações- só 1962 tornou-se possível, graças à</p><p>divulgação de estudos do "Corps of Engineers". As curvas de</p><p>dimensionamento originais foram modificadas a fim de permitirem calcular</p><p>espessuras granulares equivalentes, tal como se faz no método do</p><p>160</p><p>"Departamento Rodoviário da California". Finalmente, coeficientes de</p><p>equivalência estrutural de diferentes tipos de materiais foram adotados</p><p>coerentemente com os resultados da pista experimental da AASHTO. Até</p><p>recentemente o DNER adotava, para o dimensionamento, um índice de</p><p>suporte determinado a partir do CBR e do índice de grupo do solo do</p><p>subleito;</p><p>! Em situações especiais de pavimentos dotados de bases cimentadas ou</p><p>toda vez que a rigidez de uma camada sujeita a fadiga tiver que ser</p><p>levada em conta, fugindo do alcance do método CBR, poder-se-á estudar</p><p>o pavimento como um sistema em camadas. A teoria da elasticidade e o</p><p>método dos elementos finitos, com auxílio dos computadores, permitem o</p><p>cálculo de tensões e deformações, desde que se conheçam os módulos</p><p>de elasticidade dos materiais de pavimentação.</p><p>8. 1 - Pavimento Flexível - Método do DNER</p><p>O método tem como base o trabalho "Design of Flexible Pavements</p><p>Considering Mixed Loads and Traffic Volume", de autoria de W. J. Turnbull, C.R. Foster</p><p>e R.G. Ahlvin, do Corpo de Engenheiros do Exército dos E.E.U.U. e conclusões obtidas</p><p>na Pista Experimental da AASHTO (Ref.54).</p><p>Relativamente aos materiais integrantes do pavimento, são adotados</p><p>coeficientes de equivalência estrutural tomando por base os resultados obtidos na Pista</p><p>Experimental da AASHTO, com modificações julgadas oportunas.</p><p>A capacidade de suporte do subleito e dos materiais constituintes do pavimento</p><p>é definida pelo CBR, adotando-se, o método de ensaio preconizado pelo DNER, em</p><p>corpos-de-prova indeformados ou moldados em laboratório para as condições de</p><p>massa específica aparente e umidade especificada para o serviço no campo e</p><p>submetidos a embebição durante quatro dias.</p><p>O subleito e as diferentes camadas do pavimento devem ser compactadas de</p><p>acordo com os valores fixados nas "Especificações Gerais", recomendando-se que, em</p><p>nenhum caso, o grau de compactação deve ser inferior a 100 %.</p><p>161</p><p>Os materiais do subleito devem apresentar uma expansão, medida no ensaio</p><p>CBR menor ou igual a 2% e um CBR > 2%.</p><p># Classificação dos materiais empregados no pavimento</p><p>a) Materiais para reforço do subleito, os que apresentam:</p><p>• CBR maior que o do subleito</p><p>• Expansão < 1 % (medida com sobrecarga de 10 Ib)</p><p>b) Materiais para sub-base, os que apresentam:</p><p>• CBR > 20%</p><p>• IG = O (Índice de Grupo)</p><p>• Expansão < 1 % (medida com sobrecarga de 10 Ibs)</p><p>c) Materiais para base, os que apresentam:</p><p>• CBR > 80%</p><p>• Expansão < 0,5% (medida com sobrecarga de 10 Ibs)</p><p>• Limite de liquidez < 25%</p><p>• Índice de plasticidade < 6%</p><p>Caso o limite de liquidez seja superior a 25% e/ou o índice de plasticidade seja</p><p>superior a 6%; o material pode ser empregado na base (satisfeitas as demais</p><p>condições), desde que o equivalente de areia seja superior a 30%.</p><p>Para um número de repetições do eixo-padrão (N), durante o período do projeto</p><p>do N < 5 x 106, podem ser empregados materiais com CBR > 60%. No caso de</p><p>materiais lateríticos, especificações complementares fixam os parâmetros de</p><p>consistência, granulometria, expansão e CBR dos materiais.</p><p>Os materiais para base granular devem se enquadrar numa das seguintes</p><p>faixas granulométricas:</p><p>162</p><p>Percentagem, em peso, passando Peneiras A B C D</p><p>2� 100 100 - -</p><p>1� - 75-90 100 100</p><p>3/8� 30-65 40-75 50-85 60-100</p><p>No 0 25-55 30-60 35-65 50-85</p><p>No 10 15-40 20-45 25-50 40-70</p><p>No 20 8-20 15-30 15-30 25-45</p><p>No 40 2-8 5-15 5-15 5-20</p><p># Tráfego e Número Equivalente (Ref.26)</p><p>O pavimento é dimensionado em função do número equivalente (N) de</p><p>operações de um eixo tomado como padrão, durante o período de projeto escolhido e</p><p>obtido a partir dos estudos de tráfego.</p><p>Os trechos experimentais da AASHTO e do USACE (Corpo de Engenheiros do</p><p>Exército Norte-Americano), forneceram subsídios para o desenvolvimento de fatores de</p><p>equivalência de carga, para converter cargas variadas do tráfego em cargas</p><p>equivalentes padronizadas.</p><p>Na pista experimental da AASHTO, as várias seções de pavimentos foram</p><p>submetidas ao carregamento de veículos com diferentes tipos de eixos e cargas. Foram</p><p>avaliados os efeitos do carregamento na perda de serventia para diversas concepções</p><p>de pavimento.</p><p>O fator de equivalência de carga por eixo (FC) pode Ser assim definido:</p><p>serventiadeperdamesmaa</p><p>causaqueduplosimpleseixoporqualqueracumadeplicaçõesdeNúmero</p><p>serventiadeperdaadaeruma</p><p>causarparatfdesimpleseixoporacdeaplicaçõesdeNúmero</p><p>FC</p><p>,arg</p><p>mindet</p><p>2,8arg</p><p>=</p><p>Por exemplo, considere duas estruturas idênticas de pavimento que para</p><p>sofrerem uma redução de serventia, tiveram de suportar o seguinte carregamento:</p><p>163</p><p>a) 1o pavimento � 100.000 aplicações de carga por eixo simples de 8,2tf;</p><p>b) 2o pavimento � 14.000 aplicações de carga por eixo simples de 13,7 tf;</p><p>O fator de equivalência seria 7,1 (100.000/14.000) para o eixo simples de 13,7</p><p>tf. Isto significa que 14.000 passagens de eixos simples de 13,7 tf produzem o mesmo</p><p>efeito (perda de serventia), que 100.000 aplicações de eixo simples de 8,2 tf.</p><p>Os fatores de equivalência da AASHTO, baseiam-se na perda de serventia e</p><p>variam com o tipo do pavimento (flexível e rígido), índice de serventia terminal e</p><p>resistência do pavimento (número estrutural -SN). Eles são diferentes dos obtidos pelo</p><p>USACE, que avaliaram os efeitos do carregamento na deformação permanente</p><p>(afundamento nas trilhas de roda). As expressões para cálculo dos fatores de</p><p>equivalência de carga são apresentadas nas Tabelas 8.1 e 8.2.</p><p>Tabela 8.1 - Fatores de equivalência de carga do USACE</p><p>Tipo de eixo Faixa de Cargas (t) Equações (P em tf)</p><p>0 � 8 FC = 2,0782 x 10-4 x P4,0175 Simples de roda simples</p><p>ou dupla > 8 FC = 1,8320 x 10-6 x P6,2542</p><p>0 � 11 FC = 1,5920 x 10-4 x P3,472 Tandem duplo > 11 FC = 1,5280 x 10-6 x P5,484</p><p>0 � 18 FC = 8,0359 x 10-5 x P3,3549 Tandem triplo > 18 FC = 1,3229 x 10-7 x P5,5789</p><p>P = Peso bruto total sobre o eixo</p><p>Tabela 8.2 -Fatores de equivalência de carga da AASHTO</p><p>Tipos de eixo Equações (P em tf)</p><p>Simples de roda simples FC = (P / 7,77) 4,32</p><p>Simples de roda dupla FC = (P / 8,17) 4,32</p><p>Tandem duplo de roda dupla FC = (P / 15,08) 4,14</p><p>Tandem triplo</p><p>de roda dupla FC = (P / 22,95) 4,22</p><p>P = Peso bruto total sobre o eixo</p><p>164</p><p>O Número Equivalente "N", necessário ao dimensionamento do pavimento de</p><p>uma rodovia, é definido pelo número de repetições equivalentes de um eixo-padrão de</p><p>8,2t (18.000 Ib ou 80 kN), durante o período de vida útil do projeto.</p><p>Na determinação do número "N" são considerados fatores relacionados com a</p><p>composição do tráfego e referidos a cada categoria de veículos, definida em função da</p><p>carga transportada e do número de eixos dos veículos.</p><p>Seus valores anuais e acumulados durante o período de projeto são calculados</p><p>com base nas projeções do tráfego, sendo necessário para isso o conhecimento</p><p>qualitativo e quantitativo da composição presente e futura dos veículos. Esse</p><p>conhecimento é obtido por meio das pesagens, pesquisas de origem e destino,</p><p>contagens volumétricas classificatórias e pesquisas de tendências da frota regional ou</p><p>nacional.</p><p>O número de operações do eixo-padrão (N) é calculado pela seguinte equação:</p><p>N= Vt x FE x FC</p><p>em que:</p><p>N - parâmetro representativo do efeito destrutivo do tráfego, correspon -</p><p>dente ao número equivalente de repetições do eixo de 8,2tf.</p><p>Vt - volume total de tráfego durante o período de projeto, em um senti -</p><p>do;</p><p>FE - fator de eixos, que é a média ponderada das quantidades percen -</p><p>tuais dos diversos tipos de eixos que atuam no pavimento;</p><p>FC � fator de equivalência de carga para o eixo padrão de 8,2tf.</p><p>onde:</p><p>Vt = 365 x Vm x P</p><p>em que:</p><p>Vm - volume médio diário de tráfego, durante o período de projeto na</p><p>faixa de projeto;</p><p>P - período de projeto em anos, ou seja, tempo decorrido entre o início</p><p>da vida do pavimento e a época do recapeamento.</p><p>165</p><p>O cálculo de Vt está relacionado ao problema de projeção do tráfego para o</p><p>período de projeto. No caso do crescimento em progressão aritmética, sendo V0 o</p><p>volume médio diário inicial de tráfego e t a taxa anual de crescimento em progressão</p><p>aritmética, tem-se:</p><p>[ ]</p><p>2</p><p>)1(20 tPVVm</p><p>−+</p><p>=</p><p>No caso do crescimento em progressão geométrica, tem-se:</p><p>t</p><p>tVV</p><p>p</p><p>O</p><p>t</p><p>]1)1[(365 −+</p><p>=</p><p>Os demais símbolos tem significado do caso anterior e t é a taxa de</p><p>crescimento anual, em progressão geométrica.</p><p>Para a determinação do fator de carga (FC), é considerado o conceito de fator</p><p>de equivalência de carga apresentado anteriormente e pode ser utilizado o quadro de</p><p>distribuição de cargas apresentado a seguir:</p><p>100/)()( jj FCxPFC Σ=</p><p>Quadro de equivalência de carga</p><p>Eixo simples (t) Freqüência na</p><p>amostra</p><p>Percentagem</p><p>(Pj)</p><p>Fator de</p><p>equivalência</p><p>(FCj) *</p><p>Equivalência</p><p>de operações</p><p>(Pj x FCj)</p><p>T1</p><p>t2</p><p>...</p><p>n1</p><p>n2</p><p>...</p><p>1j</p><p>P</p><p>2jP</p><p>...</p><p>Eixo tandem (t)</p><p>t�1</p><p>t�2</p><p>...</p><p>n�</p><p>1</p><p>n�</p><p>2</p><p>...</p><p>1'</p><p>jP</p><p>2</p><p>'</p><p>jP</p><p>...</p><p>100 Fator de carga</p><p>(FC)</p><p>* (FCj) obtidos a partir das expressões da AASHTO ou USACE</p><p>166</p><p>Substituindo Vt na expressão de N, tem-se:</p><p>N= 365 x Vm x P x FE x FC</p><p>ou</p><p>N = 365 x Vm x P x FV</p><p>onde,</p><p>FV = Fator de veiculo = FE x FC</p><p>A determinação da solicitação do tráfego para a vida de projeto pode ser obtida</p><p>a partir do cálculo de FV. Conhecendo-se os FV individuais (FVj) para as diferentes</p><p>categorias de veículos, determinadas numa estação de pesagem representativa da</p><p>região, e das percentagens Pj com que estas categorias de veículos ocorrem na estrada</p><p>que está sendo considerada, tem-se:</p><p>100/)()( jj FVxPFV Σ=</p><p>Os diferentes veículos são classificados basicamente nas seguintes categorias:</p><p>a) Automóveis;</p><p>b) Ônibus;</p><p>c) Caminhões Leves, com dois eixos simples, de roda simples;</p><p>d) Caminhões Médios com dois eixos, sendo o traseiro com rodas</p><p>duplas;</p><p>e) Caminhões Pesados, com dois eixos, sendo o traseiro "tandem";</p><p>f) Reboques e Semi-Reboques: as diferentes condições de veículos,</p><p>em unidades múltiplas.</p><p>Os FVj para automóveis a caminhões leves, são desprezíveis, interessando,</p><p>especialmente, os FVj para caminhões médios, pesados, reboques e semi-reboques.</p><p># Exemplo de cálculo de N a partir dos Fatores de Veículos (FV)</p><p>Para os dados de uma pesagem e adotando os fatores de equivalência,</p><p>resultam os seguintes FVj (Ref.26):</p><p>167</p><p>Categoria FVj</p><p>Automóveis -</p><p>Caminhões Leves -</p><p>Caminhões Médios 1,67</p><p>Caminhões Pesados 13,17</p><p>Reboques e Semi-Reboques 10,12</p><p>Ônibus 0,76</p><p>Calcular o número N para uma estrada, que apresenta um Vm = 1600;</p><p>P = 15 anos e t = O. A composição de tráfego é a seguinte:</p><p>Categoria Pj(%)</p><p>Automóveis 50</p><p>Caminhões Leves 4</p><p>Caminhões Médios 32</p><p>Caminhões Pesados 8</p><p>Reboques e Semi-Reboques 1</p><p>Ônibus 5</p><p>a) Considerando o tráfego total:</p><p>100/)()( jj FVxPFV Σ=</p><p>12,1001,017,1308,067,132,076,005,0 xxxxFV +++=</p><p>72,1=FV</p><p>000.760.8160015365365 === xxVxPxV mt</p><p>7105,172,1000.760.8)( xxFVxVN t ===</p><p>b) Considerando só os veículos comerciais</p><p>Categoria Pj(%)</p><p>Caminhões Leves 8</p><p>Caminhões Médios 64</p><p>Caminhões Pesados 16</p><p>Reboques e Semi-Reboques 2</p><p>Ônibus 10</p><p>76,0x1,012,10x02,017,13x16,067,1x64,0FV +++=</p><p>168</p><p>45,3=FV</p><p>8001600x5,0Vm ==</p><p>000.380.480015365 == xxVt</p><p>7105,145,3000.380.4 xxN ==</p><p>• FE - Fator de Eixo → é um número que multiplicado pelo número de veículos,</p><p>dá o número de eixos correspondentes;</p><p>• FC - Fator de Carga → é um número que multiplicado pelo número de eixos</p><p>que operam, dá o número de eixos equivalentes ao eixo padrão;</p><p>• FV - Fator de Veículo → é um número que multiplicado pelo número de</p><p>veículos que operam, dá diretamente, o número de eixos equivalentes ao eixo</p><p>padrão.</p><p>O número equivalente de solicitações do eixo-padrão de 8,2 tf referido aos</p><p>fatores de equivalência de cargas de eixo da AASHTO, é cerca de quatro vezes menor</p><p>que o baseado nos fatores de equivalência de cargas de eixo do DNER (USACE), ou</p><p>seja:</p><p>DNERAASHTO NN 25,0=</p><p># Fator Climático Regional (FR)</p><p>Para levar em conta as variações de umidade dos materiais do pavimento</p><p>durante as diversas estações do ano (o que se traduz em variações de capacidade de</p><p>suporte dos materiais) o número equivalente de operações do eixo-padrão ou</p><p>parâmetro de tráfego, N, deve ser multiplicado por um coeficiente (FR) que, na pista</p><p>experimental da AASHTO, variou de 0,2 (ocasião em que prevalecem baixos teores de</p><p>umidade) a 5,0 (ocasiões em que os materiais estão praticamente saturados). É</p><p>possível que, estes coeficientes sejam diferentes, em função da diferença de</p><p>sensibilidade à variação do número N; é possível, ainda, pensar-se num fator climático</p><p>169</p><p>que afetaria a espessura do pavimento (em vez do número N), e que seria, ao mesmo</p><p>tempo, função desta espessura.</p><p>O coeficiente final a adotar é uma média ponderada dos diferentes coeficientes</p><p>sazonais, levando-se em conta o espaço de tempo em que ocorrem.</p><p>Parece mais apropriado a adoção de um coeficiente, quando se soma, para</p><p>projeto, um calor CBR compreendido entre o que se obtém antes e o que se obtém</p><p>depois da embebição, isto é, um valor correspondente à umidade de equilíbrio. Tem-se</p><p>adotado um FR = 1,0 face aos resultados de pesquisas desenvolvidas no IPR/DNER.</p><p># Coeficiente de Equivalência Estrutural (K)</p><p>Este coeficiente é a razão de espessura granular para uma unidade de</p><p>espessura do material considerado. Na falta de correlações experimentais no Brasil,</p><p>são adotados valores adaptados da experiência rodoviária norte-americana e</p><p>decorrente, principalmente, das pistas experimentais da AASHTO. Tem-se assim:</p><p>Tabela 8.1 - Coeficiente de equivalência estrutural</p><p>(pavimentos flexíveis e semi-rígidos)</p><p>Componentes do pavimento K</p><p>Revestimentos e Bases</p><p>Betuminosas</p><p>Concreto betuminoso usinado a quente</p><p>Pré-misturado a quente</p><p>Pré-misturado a frio</p><p>Macadame betuminoso de penetração</p><p>2,0</p><p>1,7</p><p>1,4</p><p>1,2</p><p>Camadas Granulares (não</p><p>cimentadas, não</p><p>betuminosas)</p><p>Base de macadame hidráulico</p><p>Base estabilizada granulometricamente</p><p>(solo, mistura de solos, solo brita, brita</p><p>graduada)</p><p>Base de solo melhorado com cimento</p><p>Sub-base estabilizada</p><p>Granulometricamente</p><p>Sub-base de solo melhorado com cimento</p><p>Reforço de subleito</p><p>1,0 **</p><p>Solo-Cimento *</p><p>Rcs, 7 dias, superior a 45 kgf/cm2</p><p>Rcs, 7 dias, entre a 45 e 28 kgf/cm2</p><p>Rcs, 7 dias, entre 28 e 21 kgf/cm2</p><p>1,7</p><p>1,4</p><p>1,2</p><p>170</p><p>* Ouras camadas cimentadas que não o solo-cimento poderão ter coeficientes de equivalência estrutural</p><p>(K) avaliados aproximadamente, tomando-se como referência o comportamento do solo-cimento nas três</p><p>faixas de resistência à compressão simples.</p><p>** O método de projeto de pavimentos flexíveis de 1966, adotava para a sub-base K=0,77 e para o reforço</p><p>do subleito K=0,71. O projetista pode considerar esses valores se achar tecnicamente conveniente, face</p><p>às características da estrutura projetada (proteção maior do solo de fundação do pavimento).</p><p>Estes coeficientes são designados genericamente por:</p><p>• Revestimento: KR;</p><p>• Base: KB;</p><p>• Sub-Base: KSB;</p><p>• Reforço: KRef;</p><p>As espessuras mínimas do revestimento betuminoso que, a seguir, se</p><p>recomendam, visam proteger as bases, especialmente as granulares, dos esforços</p><p>impostos pelo tráfego. A espessura e a qualidade do revestimento influem no</p><p>comportamento conjunto da estrutura do pavimento, principalmente quanto aos</p><p>esforços de tração sob repetição de cargas nas camadas superiores.</p><p>Os tipos e as espessuras mínimas de revestimento betuminoso foram fixados</p><p>em função do número N do seguinte modo:</p><p>N Espessuras Mínimas do Revestimento Betuminoso</p><p>N ≤ 106 Tratamentos Superficiais Betuminosos</p><p>106 < N ≤ 5 × 106 Concreto Betuminoso com 5,0cm de espessura</p><p>5 × 106 < N ≤ 107 Concreto Betuminoso com 7,5cm de espessura</p><p>107 < N ≤ 5 × 107 Concreto Betuminoso com 10,0cm de espessura</p><p>N > 5 × 107 Concreto Betuminoso com 12,5cm de espessura</p><p>! Dimensionamento do Pavimento</p><p>A equação apresentada a seguir fornece a espessura total do pavimento (Ht)</p><p>em função do número N e do CBR; esta espessura é definida em termos de material</p><p>com coeficiente de equivalência estrutural K = 1, isto é, de camada de material granular.</p><p>171</p><p>Ht = 77,67 . N0,0482 . CBR -0,598</p><p>Supõe-se, sempre que a drenagem superficial seja adequada e que o lençol</p><p>d�água subterrâneo tenha sido rebaixado a, pelo menos, 1,50m em relação ao greide de</p><p>regularização (do leito). Embora o ensaio CBR seja normalmente executado em</p><p>amostras embebidas na água durante quatro dias, não se pode dispensar a drenagem,</p><p>pois que a ação das cargas dos veículos, sendo repetitiva ou dinâmica, não é</p><p>reproduzida, nos seus efeitos danosos de degradação da estrutura, naquele ensaio de</p><p>penetração. Esses efeitos se manifestam, não somente em subleitos argilosos, como</p><p>também em camadas granulares de base e sub-base. Assim, é essencial que o projeto</p><p>de drenagem preveja o escoamento da água que percola abaixo do pavimento.</p><p>a) No caso de ocorrência de solo do subleito com CBR inferior a 2%, é</p><p>sempre preferível substituí-lo numa espessura de, pelo menos, 0,60m por</p><p>material de CBR maior que 2%;</p><p>b) A espessura mínima para camadas granulares é 10,0cm;</p><p>Na simbologia utilizada do dimensionamento do pavimento, Hm define a</p><p>espessura total do pavimento necessária para proteger o material com CBR = n.</p><p>Mesmo que o CBR da sub-base seja superior a 20%, a espessura do pavimento</p><p>necessária para protegê-la é determinada como se este valor fosse 20% e, por esta</p><p>razão, usam-se sempre os símbolos H20 e h20 para designar a espessura do pavimento</p><p>sobre a sub-base e a própria espessura da sub-base, respectivamente. Os símbolos B</p><p>e R designam respectivamente as espessuras da base e do revestimento.</p><p>Uma vez determinadas as espessuras Hm, Hn e H20, pela equação, as</p><p>espessuras da base (B), sub-base (h20) e reforço do subleito (hn), são obtidas pela</p><p>resolução sucessiva das seguintes inequações:</p><p>R.KR + B.KB ≥ H20</p><p>R.KR + B.KB + h20. KSB ≥ Hn</p><p>172</p><p>R.KR + B.KB + h20. KSB + hn . KRef ≥ Hm</p><p>Figura 8.1 � Espessura do Pavimento sobre a sub-base</p><p>!!!! Acostamento</p><p>Não se dispõe de dados seguros para o dimensionamento dos acostamentos,</p><p>sendo que a sua espessura está, de antemão, condicionada à da pista de rolamento,</p><p>podendo ser feitas reduções de espessura, praticamente, apenas na camada de</p><p>revestimento. As solicitações de cargas é, no entanto, diferente e pode haver uma</p><p>solução estrutural diversa da pista de rolamento.</p><p>A adoção nos acostamentos da mesma estrutura da pista de rolamento tem</p><p>efeitos benéficos no comportamento desta última e simplifica os problemas de</p><p>drenagem; geralmente, na parte correspondentes as partes às camadas de reforço e</p><p>sub-base, adota-se, para acostamentos e pistas de rolamento, a mesma solução,</p><p>procedendo-se de modo idêntico para a parte correspondente à camada de base,</p><p>quando o custo desta camada não é muito elevado. O revestimento dos acostamentos</p><p>pode ser, sempre, de categoria inferior ao da pista de rolamento.</p><p>Quando a camada de base é de custo elevado, pode-se dar uma solução de</p><p>menor custo para os acostamentos.</p><p>Algumas sugestões têm sido apontadas para a solução dos problemas aqui</p><p>focalizados, como:</p><p>a) Adoção nos acostamento, na parte correspondente à camada de base,</p><p>de materiais próprios para sub-base granular de excepcional qualidade;</p><p>173</p><p>b) Consideração, para efeito de escolha de revestimento, de um tráfego</p><p>nos acostamentos da ordem de, até 1% do tráfego na pista de</p><p>rolamento.</p><p>!!!! Pavimentos por Etapas</p><p>Muitas vezes, quando não se dispõe de dados seguros sobre a composição de</p><p>tráfego, é conveniente a pavimentação por etapas, havendo ainda a vantagem de, ao</p><p>se completar o pavimento para o período de projeto definitivo, serem eliminadas as</p><p>pequenas irregularidades que podem ocorrer nos primeiros anos de vida do pavimento.</p><p>A pavimentação por etapas é especialmente recomendável quando, para a</p><p>primeira etapa, pode-se adotar um tratamento superficial como revestimento, cuja</p><p>espessura é, perfeitamente desprezível; na segunda etapa a espessura a acrescentar</p><p>vai ser ditada, muitas vezes, pela condição de espessura mínima de revestimento</p><p>betuminoso a adotar.</p><p>!!!! Apresentação do projeto</p><p>O projeto de pavimento é constituído de:</p><p>a) Memória de calculo e justificativas das soluções adotadas, com apresentação</p><p>de dados técnico-econômicos que conduzirão a escolha das soluções;</p><p>b) Seções transversais em meia encosta, em tangente em curvas, contendo as</p><p>inclinações de taludes de corte e de aterro, tipo de sarjeta, tipo de banqueta,</p><p>dreno profundo, abaulamento e todas as dimensões necessárias a perfeita</p><p>definição de conformação da plataforma;</p><p>c) Planta de execução do pavimento, mostrando espessuras e tipos das</p><p>diversas camadas ao longo do eixo, a distribuição dos materiais das</p><p>ocorrências selecionadas e quadro resumo dos quantitativos dos materiais</p><p>constituintes.</p><p>174</p><p>8.2 – Pavimento flexível - Método Mecanístico</p><p>Tem como base o cálculo de tenções de deformações e de deslocamentos</p><p>calcado em medidas das características dos materiais envolvidos, cargas e aspectos</p><p>ambientais.</p><p>Fundamenta-se em definir por meio de ensaios de laboratório, equações</p><p>constitutivas para os materiais, de modo que sejam utilizadas em modelos de</p><p>comportamento mecânico do pavimento sob a ação das cargas.</p><p>O esquema que engloba estes condicionantes foi elaborado por Motta (1991), a</p><p>seguir apresentado:</p><p>175</p><p>Motta (Ref.32) sugere que os fatores ambientais sejam traduzidos pela</p><p>temperatura do revestimento e pela umidade do subleito, o seguinte modo:</p><p>● Temperatura média anual, média das máximas e média das mínimas:</p><p>Tm = Tarmed + 10°c;</p><p>Tmáx = Tarmed + 30°c;</p><p>Tmin = Tar min;</p><p>No que tange a umidade do subleito, os estudos experimentais tem mostrado</p><p>variações sazonais desprezíveis, ou seja, a</p><p>umidade de equilíbrio é próxima e menor do</p><p>que a umidade ótima determinada no ensaio de compactação com a energia do Proctor</p><p>Normal. Quanto ao tráfego sugere-se a consideração dos procedimentos abordados</p><p>pelo DNER, face à carência de estudos experimentais em pistas instrumentadas, com o</p><p>controle sistemático das cargas atuantes.</p><p>Considerando que o projeto de uma estrutura de pavimento é um problema</p><p>probabilístico e não determinístico, é necessário verificar o efeito da variação das</p><p>características dos materiais, dos tráfegos e dos métodos construtivos, com a finalidade</p><p>de melhor prever o desempenho futuro.</p><p>A confiabilidade de uma estrutura projetada e construída é a probabilidade de</p><p>desempenhar satisfatoriamente sua função durante o período de projeto fixado. É um</p><p>risco maior ou menor que pode ser admitido de degradação do pavimento aquém do</p><p>período de vida útil Motta (Ref.32).</p><p>A técnica proposta por Rosenblueth, segundo Motta (Ref.32)m, é uma das mais</p><p>promissoras para quem utiliza o método dos elementos finitos. Motta (Ref.32) introduziu</p><p>essa técnica, adaptando o programa Fepave, com o objetivo de permitir o cálculo</p><p>automático do estado de tenções e de deformações, considerando a confiabilidade (c).</p><p>O nível de confiabilidade é função do tipo ou classe da estrada, podendo ser</p><p>considerado, segundo o seguinte critério:</p><p>176</p><p>Tráfego Previsto C (%) Nível de confiança</p><p>Leve 50 a 75 Baixo</p><p>Médio 75 a 85 Médio</p><p>Pesado 85 a 95 Alto</p><p>Medina (Ref. 28) mostra um exemplo de procedimento do Rosenblueth com o</p><p>uso do programa Fepave para seguinte estrutura:</p><p>● Revestimento de concreto asfáltico com 10 cm de espessura e MR = 3000</p><p>MPa;</p><p>● Base de brita graduada com 30cm de espessura e MR = 200 MPa ;</p><p>● Subleito de solo siltoso com MR = 50 MPa;</p><p>Foram considerados os coeficientes de variação (Cv), para as espessuras (hi)</p><p>das camadas e módulos elásticos:</p><p>• Revestimento → Cv (hr) = 20%; Cv (MR) = 10%;</p><p>• Base → Cv (hb) = 10%; Cv (MR) = 50%;</p><p>• Subleito → Cv (MR) = 50%;</p><p>Os resultados encontrados foram:</p><p>Parâmetros Valores Constantes Valores Variáveis</p><p>D (mm) 0,40 0,47 ± 0,15</p><p>εt (10-4) 2,26 2,14 ± 0,74</p><p>∆σ (MPa) 0,814 0,813 ± 0,202</p><p>σv (MPa) 0,016 0,015 ± 0,005</p><p>Segundo Medina (Ref. 28), a repercussão no cálculo da vida de fadiga pela</p><p>equação N = 1,5 × 107 (∆σ)-3,68, para ∆σ em kgf/cm2, foi:</p><p>• C = 50%; Nadm = 6,6 × 107;</p><p>• C = 84,1%; Nadm = 3,0 × 107;</p><p>• C = 97,7%; Nadm = 1,7 × 107.</p><p>177</p><p>A consideração do critério de confiabilidade no programa Fepave constituiu uma</p><p>sub-rotina designada conf2.exe.</p><p>Um outro tipo de abordagem, para modelos experimentais, pode ser assim</p><p>considerado, por exemplo.</p><p>A equação que relaciona a deflexão (D) com o número �N� é definida por:</p><p>N = a (D)-b</p><p>A deflexão de projeto característica é calculada pela expressão:</p><p>Dc = D + ZS</p><p>onde:</p><p>Dc � deflexão de projeto para confiabilidade, C (%);</p><p>D � deflexão média para confiabilidade, C = 50%;</p><p>S � desvio padrão das deflexões;</p><p>Z � grau de confiabilidade: função do grão de confiabilidade da curva normal</p><p>estatística.</p><p>A equação de Dc pode também ser escrita do seguinte modo:</p><p>D</p><p>ZS</p><p>D</p><p>D +=</p><p>D</p><p>Dc</p><p>vZC+= 1</p><p>D</p><p>Dc</p><p>A partir do nível de confiança admitido no projeto, Obtém-se da curva normal o</p><p>coeficiente de confiabilidade (Z), ou seja:</p><p>C(%) 50 60 70 80 85 90 95 99</p><p>Z 0,00 0,253 0,524 0,842 1,036 1,282 1,645 2,326</p><p>178</p><p>O fator de correção de confiabilidade é dado por:</p><p>cN</p><p>NF =</p><p>Onde:</p><p>F � fator para garantir C (%) de confiabilidade;</p><p>N - número de solicitações do eixo padrão rodoviário a uma confiabilidade média</p><p>(C = 50%);</p><p>Nc � número de solicitações do mesmo eixo padrão a uma confiabilidade de C</p><p>(%).</p><p>Portanto Tem-se:</p><p>( )</p><p>( )</p><p>b</p><p>c</p><p>b</p><p>c</p><p>b</p><p>c D</p><p>D</p><p>Da</p><p>Da</p><p>N</p><p>NF </p><p></p><p></p><p></p><p>===</p><p>−</p><p>−</p><p>Por outro lado, vem:</p><p>( )b</p><p>v</p><p>b</p><p>c ZC</p><p>D</p><p>D</p><p>F +=</p><p></p><p></p><p></p><p>= 1</p><p>A equação da fadiga do modelo Tecnapav pode ser escrita na forma:</p><p>N = 5,56 × 1016 (D)-5,319 onde:</p><p>319,5)1( v</p><p>c</p><p>ZC</p><p>N</p><p>NF +==</p><p>Para o coeficiente de variação, Cv = 25%, tem-se:</p><p>319,5)25,01( ZF += e assim:</p><p>179</p><p>Tráfego Nível de Confiança, (C%) Z F</p><p>Leve 50(baixo) 0,0 1,00</p><p>Médio 85(médio) 1,036 3,40</p><p>Pesado 95(alto) 1,645 6,25</p><p>Tem-se, portanto, a seguinte representação esquemática:</p><p>180</p><p>CAPÍTULO 9</p><p>REFORÇO DE PAVIMENTOS ASFÁLTICOS</p><p>O reforço por meio de camada asfáltica adicional ou recapeamento é o</p><p>procedimento mais utilizado na reabilitação de pavimentos. Este tipo de intervenção</p><p>pode ser utilizado tanto para corrigir defeitos estruturais como funcionais.</p><p>Uma grande variedade de métodos e procedimentos para dimensionamento de</p><p>reforço asfáltico foram desenvolvidas e são utilizados por vários órgãos rodoviários.</p><p>Porém, ainda não existe até o momento um consenso sobre a metodologia mais</p><p>adequada. De maneira geral, o procedimento para o projeto de um reforço é similar ao</p><p>do projeto de um novo pavimento, exceto que considera a condição atuais ou a vida</p><p>remanescente do pavimento existente.</p><p>Seja qual for o método utilizado, é importante avaliar as condições do pavimento</p><p>existente e subdividí-lo em um ou mais seguimentos homogêneos para análise,</p><p>baseada na idade, tráfego, condições do pavimento e sua estrutura.</p><p>Historicamente, até 1960, a abordagem para dimensionamento do reforço de um</p><p>pavimento considerava a experiência regional e o critério da resistência (deformações</p><p>permanentes). A maioria dos órgãos utilizava a sensibilidade de engenheiros</p><p>experientes para determinar o tipo e espessura do reforço do pavimento. A partir da</p><p>década de 60, os métodos baseados em ensaias defletométricos obtiveram aceitação</p><p>generalizada e foram gradualmente difundidos.</p><p>Em meados da década de 70, com o desenvolvimento de equipamentos e</p><p>programas capazes de fornecer informações sobre as características elásticas dos</p><p>materiais constituintes dos pavimentos, começaram a ser introduzidos os métodos</p><p>mecanísticos ou analíticos, que se fundamentam na analise de tensões e deformações</p><p>das das camadas.</p><p>Já a partir dos anos 80, com o desenvolvimento dos sistemas de gerências de</p><p>pavimentos, começaram a surgir metodologias de reforço que se fundamentam em</p><p>modelos de previsão de desempenho e que procuram analisar diversas estratégias de</p><p>intervenção com vistas a diminuir o custo de ciclo de vida do pavimento.</p><p>181</p><p>A tendência mais recente tem sido a de classificar os enforques de</p><p>dimensionamento de reforço nas seguintes formas:</p><p>a) Abordagem empírica</p><p>• Deflectometrica</p><p>• Deficiência estrutural ou resistência</p><p>b) Abordagem mecanístico-empírica</p><p>Os procedimentos empíricos defletométricos baseiam-se no estabelecimento de</p><p>uma relação entre a duração da vida do pavimento (ou números de solicitações do</p><p>tráfego) e os valores de deflexão máxima que usualmente são obtidos sob</p><p>carregamento. A espessura do reforço deve ser necessária para reduzir a deflexão</p><p>recuperável a um valor admissível, que corresponde a um comportamento</p><p>comprovadamente satisfatório, considerando o tráfego previsto.</p><p>O conceito básico deste enfoque é que, quanto maior for o valor da deflexão</p><p>recuperável, maior é o comprometimento elástico das camadas do pavimento e do</p><p>subleito. Desta maneira, uma camada asfáltica adicional deve ser utilizada para</p><p>reforçar a estrutura do pavimento e obter uma adequada redução da deflexão.</p><p>Na análise defletométrica também deve ser efetuada o diagnóstico das</p><p>condições do pavimento para o estabelecimento das necessidades de reabilitação, da</p><p>identificação dos segmentos homogêneos e do conhecimento de outras considerações</p><p>especiais que poderão, influenciar no projeto do reforço.</p><p>A grande vantagem deste enfoque é que a deflexão na superfície do pavimento é</p><p>facilmente determinada, e as relações entre espessura de reforço e redução da</p><p>deflexão são bastante conhecidas devido a diversos estudos desenvolvidos</p><p>A regularização é uma camada irregular, constituída sobre o subleito e destinada</p><p>a conformá-lo transversalmente e longitudinalmente, de acordo com o projeto</p><p>geométrico.</p><p>Quando os trabalhos de pavimentação são executados logo após a</p><p>terraplenagem, a regularização resume-se em corrigir algumas falhas da superfície</p><p>terraplenada, pois já foram tomados todos os cuidados necessários ao acabamento da</p><p>superfície e à compactação do subleito.</p><p>No caso da pavimentação ser executada sobre um leito antigo de estrada de</p><p>terra, é certo que a superfície desse leito se apresentará irregular, não satisfazendo</p><p>assim, às condições de forma impostas ao pavimento.</p><p>Executando a regularização em pequenos aterros, permanece intacta a</p><p>compactação já executada pelo tráfego por vários anos, evitando-se escarificação de</p><p>uma casca já consolidada.</p><p>O material a ser importado para os pequenos aterros pode ser obtido nos</p><p>próprios taludes de corte, se não for de pior qualidade que o material do subleito. A</p><p>utilização dos materiais dos taludes de corte deve ser cercada de cuidados, a fim de</p><p>não implicar numa destruição da forma geométrica desses taludes.</p><p>Havendo possibilidade, e sendo viável, convém sempre trazer o material de</p><p>alguma caixa de empréstimo fora da faixa de domínio.</p><p>O preparo do subleito é uma operação que, se não for executada com requintes</p><p>técnicos, pode comprometer todo o trabalho de pavimentação. É o suporte sobre o qual</p><p>vão trabalhar as camadas do pavimento.</p><p>Durante a execução, é necessário controlar principalmente o grau de</p><p>compactação exigido.</p><p>As Notas de Serviço para pavimentação são tiradas em relação à camada de</p><p>regularização, pois daí para cima as camadas terão espessuras constantes,</p><p>reproduzindo-se, no revestimento, a mesma forma dada na regularização.</p><p>11</p><p>Para os trechos em curva, a regularização deve ser feita de modo a resultar</p><p>numa seção transversal com a inclinação de um por cento, correspondente à</p><p>superelevação calculada para essa curva.</p><p>Admitindo-se que o trecho em pavimentação apresenta um perfil longitudinal com</p><p>irregularidades na superfície, os pequenos aterros vêm corrigir essas irregularidades,</p><p>dando condições geométricas definidas ao subleito.</p><p>Quanto à geometria, o subleito preparado deve apresentar a mesma seção</p><p>transversal exigida para o pavimento. O acabamento deverá ser feito de preferência</p><p>com máquina, e controlado por meio de régua própria, a qual, colocada</p><p>longitudinalmente sobre o subleito, não se afaste do perfil estabelecido.</p><p>3.1.2 – Reforço do Subleito</p><p>O reforço do subleito é a camada de espessura constante transversalmente e</p><p>variável longitudinalmente, de acordo com o dimensionamento do pavimento, fazendo</p><p>parte integrante deste e que, por circunstâncias técnico-econômicas, é executada sobre</p><p>o subleito regularizado.</p><p>Geralmente o material constituinte do reforço do subleito é um solo argiloso</p><p>selecionado, de boas a excelentes características físicas e elevada resistência. Essas</p><p>qualidades devem dar ao reforço melhores condições de suporte do que as do subleito,</p><p>e resistência que permita a absorção e distribuição das cargas que se transmitem</p><p>através das camadas superiores do pavimento.</p><p>A simples utilização do reforço do subleito indica um pavimento de elevada</p><p>espessura advindo de um subleito de má qualidade, ou de um subleito de regulares</p><p>condições associado a um tráfego intenso e pesado.</p><p>3.1.3 – Sub-Base</p><p>A sub-base é uma camada situada entre o reforço ou regularização do subleito e</p><p>a camada de base da estrutura de um pavimento.</p><p>12</p><p>Rodovias importantes, que suportam tráfego pesado, geralmente incluem a sub-</p><p>base como parte da estrutura, a menos que o solo do subleito seja de excelente</p><p>qualidade.</p><p>A sub-base pode consistir de uma ou mais camadas de material</p><p>apropriadamente compactadas. A disponibilidade de bons materiais de jazidas de</p><p>empréstimo geralmente ditará o que deve ser usado para sua construção.</p><p>A sub-base deve ter estabilidade e capacidade de suporte, ótima capacidade</p><p>para drenar água acumulada e reduzida suscetibilidade às variações volumétricas. O</p><p>uso de materiais granulares ou estabilizados na sub-base tem sido o mais freqüente.</p><p>Com relação à sua posição na estrutura do pavimento, a sub-base é usualmente</p><p>distinguida da camada de base pelas menores exigências em termos de resistência,</p><p>plasticidade e graduação dos materiais que a constituem.</p><p>O material da sub-base deve ser de melhor qualidade do que o solo do subleito</p><p>ou do reforço do subleito.</p><p>Quando os solos do subleito forem de baixa qualidade, vários projetos</p><p>alternativos devem ser elaborados definindo seções transversais com ou sem a sub-</p><p>base. A seleção de uma alternativa pode então ser realizada considerando a</p><p>disponibilidade e o custo relativo dos materiais.</p><p>As tensões de compressão geradas no pavimento pelas cargas do tráfego,</p><p>decrescem com a profundidade. Contudo, o material imediatamente acima do subleito é</p><p>submetido a tensões que são ligeiramente maiores do que aquelas que atuam sobre o</p><p>subleito.</p><p>Muitos materiais alternativos têm sido usados com sucesso. Experiências locais</p><p>podem indicá-los, e, especial consideração deve ser dada à determinação da</p><p>espessura mínima da base e revestimento em função do tipo de material que constitui a</p><p>sub-base.</p><p>Adicionalmente às funções principais como camada estrutural, a sub-base tem</p><p>algumas funções secundárias como:</p><p>13</p><p>$ Prevenir a intrusão ou bombeamento do solo do subleito na base. O bombeamento</p><p>contínuo de materiais do subleito levará o pavimento a ruína. Por outro lado, o</p><p>bombeamento depende de três condições básicas:</p><p>a) freqüência de cargas pesadas;</p><p>b) presença de solo de granulometria fina que possa ser carreado pela água;</p><p>c) presença de água livre no pavimento, geralmente oriunda de infiltrações</p><p>pelas laterais ou trincas no pavimento.</p><p>$ Prevenir o acúmulo de água livre no pavimento. Nesse caso, o material da sub-base</p><p>deve ter qualidades granulométricas drenantes, ou então deve-se prever a inclusão</p><p>de dispositivos de drenagem tais como colchão drenante, drenos "espinhas-de-</p><p>peixe", entre outros;</p><p>$ Proporcionar uma plataforma de trabalho para os equipamentos pesados utilizados</p><p>na fase de construção do pavimento.</p><p>Recentemente tem-se utilizado como material de sub-base, brita graduada</p><p>tratada com cimento (BGTC), com características de resistência maior que a camada de</p><p>base granular.</p><p>3.1.4 – Base</p><p>A camada de base é a estrutura do pavimento situada imediatamente abaixo da</p><p>camada de revestimento e acima da sub-base, quando existente, ou diretamente sobre</p><p>o subleito.</p><p>Sua principal função no pavimento é o suporte estrutural, promovendo a rigidez e</p><p>a resistência à fadiga da estrutura.</p><p>A base deve reduzir as tensões de compressão no subleito e na sub-base a</p><p>níveis aceitáveis, ou seja, deve distribuir as cargas aplicadas na superfície do</p><p>pavimento de modo a minimizar ou eliminar as deformações de consolidação e</p><p>cisalhamento no subleito e/ou sub-base.</p><p>14</p><p>Além disso, deve garantir que a magnitude das tensões de flexão no</p><p>revestimento não o leve ao trincamento prematuro.</p><p>As especificações para os materiais da camada de base são, em geral, mais</p><p>rigorosas do que para materiais de sub-base, em termos de: resistência, plasticidade,</p><p>graduação e durabilidade.</p><p>Os materiais mais comumente utilizados consistem de produtos de britagem,</p><p>mistura de solos, mistura de solos e materiais britados.</p><p>A base pode também ser executada com materiais tratados ou estabilizados com</p><p>aglomerantes como o cimento Portland, betume, cal, cinzas volantes e misturas desses</p><p>aglomerantes. Deve ser dada consideração ao uso de tais materiais tratados para</p><p>camada de base, se forem economicamente viáveis, particularmente quando materiais</p><p>não tratados, apropriados, forem escassos.</p><p>Vantagens econômicas podem resultar não somente do uso de agregados de</p><p>por</p><p>organismo com: Asphalt instituto, Califórnia Department of Transportation, U.S. Army</p><p>Corps of Engineers e o transportation Research Laboratory. Cada um destes órgãos</p><p>tem seus próprios procedimentos, porém, os principais componentes são muitos</p><p>similares.</p><p>182</p><p>! Deficiência Estrutural e/ou Resistência</p><p>A análise da deficiência estrutural ou resistência, também conhecida como</p><p>metodologia da espessura equivalente, tem seu conceito básico fundamentado na</p><p>consideração de que a espessura do reforço deve ser a diferença entre a espessura</p><p>total requerida para o pavimento e a �espessura equivalente ou efetiva� determinada</p><p>para o pavimento existente. Essa espessura equivalente ou efetiva é determinada por</p><p>meio dos fatores de equivalência estrutural adotados em função do tipo e qualidade dos</p><p>materiais utilizados na estrutura do pavimento (ref.26).</p><p>O procedimento considera que a deterioração do pavimento está associada à</p><p>degradação de todas as camadas constituintes. Portanto, a condição de cada camada</p><p>deve ser avaliada e um fator de conversão é adotado para a determinação da</p><p>espessura equivalente do pavimento existente. Essa espessura é determinada em</p><p>termos de espessura de concreto asfáltico, através dos fatores de conversão a seguir</p><p>tabelados (ref.26):</p><p>Fatores de conversão para determinação da espessura efetiva</p><p>Classificação</p><p>do Material Descrição do Material Fator de</p><p>Conversão</p><p>I Subleito natural ou melhorado 0,0</p><p>II Base ou sub-base granular (CBR>20) 0,1-0,2</p><p>III Bases ou sub-bases estabilizadas</p><p>quimicamente ( solo-cimento ou solo-cal) 0,2-0,3</p><p>IV Revestimento ou bases estabilizadas bastante</p><p>deterioradas. 0,3-0,5</p><p>V Revestimento ou bases estabilizadas</p><p>razoavelmente trincadas. 0,5-0,7</p><p>VI Revestimento ou bases estabilizadas pouco</p><p>trincadas. 0,7-0,9</p><p>VII Revestimento de concreto asfáltico sem</p><p>trincamento e pouco deformado 0,9-1,0</p><p>A espessura efetiva de cada camada (hi) é calculada pela multiplicação da</p><p>espessura atual pelo respectivo fator de conversão (Ci). A espessura total efetiva (he) é</p><p>obtida pelo somatório das espessuras efetivas individuais de todas as camadas do</p><p>pavimento (Ref. 26):</p><p>183</p><p>∑ =</p><p>= n</p><p>1i iie Chh</p><p>A espessura necessária de reforço é obtida pela diferença entre a espessura total</p><p>necessária para a vida de projeto (hn) e a espessura efetiva do pavimento existente (he).</p><p>Alguns métodos também consideram a redução da funcionalidade do pavimento</p><p>ao longo da vida de serviço (AASHTO e PRO 159/85). Nestes casos, são considerados</p><p>parâmetros como a perda de serventia (∆PSI) ou acréscimo da irregularidade (∆QI ou</p><p>∆IRI).</p><p>Vários organismos internacionais como o Asphalt Institute, U.S Army Corps of</p><p>Engineers e a AASHTO, possuem métodos de dimensionamento que se baseiam no</p><p>enfoque de deficiência estrutural e/ou funcional.</p><p>! Abordagem Mecanístico-Empírica</p><p>Como resultado de intensas pesquisas conduzidas na década de 80 e do</p><p>desenvolvimento da Mecânica dos Pavimentos, os métodos de dimensionamento de</p><p>reforços de pavimentos baseados em critérios mecanísticos ou analíticos vêm sendo</p><p>crescentemente utilizados. Contribuiram para isto os avanços alcançados na</p><p>compreensão e operacionalização dos ensaios dinâmicos, na avaliação dos módulos</p><p>de elasticidade �in situ� dos materiais por retroanálise de deformadas e em análises de</p><p>tensões com o emprego de programas computacionais.</p><p>O emprego de análises mecanísticas no projeto de reforços, apresenta a</p><p>vantagem de proporcionar ao projetista condições de trabalhar com parâmetros</p><p>específicos da estrutura em estudo, apresentando maior flexibilidade em relação aos</p><p>métodos empíricos. Permite ainda a interpretação racional do comportamento elástico</p><p>dos pavimentos, com as mais variadas composições de materiais de reforço e quando</p><p>sujeitos a ação dos diversos tipos de carregamentos.</p><p>A análise mecanística é um poderoso ferramental para efetuar um</p><p>dimensionamento adequado, apesar de se enfrentarem dificuldades que a colocam em</p><p>risco, como a confiabilidade de dados, principalmente quando ás características</p><p>184</p><p>elásticas dos materiais das camadas, e quanto à previsão da deterioração por alguns</p><p>critérios empíricos, além da interpretação correta dos resultados obtidos.</p><p>Foi selecionada uma coletânea de métodos mais utilizados e representativos</p><p>dos tipos de abordagens. Os métodos selecionados são na maioria normalizados no</p><p>país no âmbito federal.</p><p>a) Enfoque Empirico-Análise Deflectométrica</p><p>• PRO 10/79 � Método A</p><p>• PRO11/79 � Método B</p><p>b) Enfoque Empírico-Análise da Deficiência Estrutural e Funcional</p><p>•PRO 159/85</p><p>c) Enfoque Mecanístico-Empírico</p><p>• PRO 269/94 � Método da Resiliência (Tecnapav)</p><p>9.1 – PRO 10/97 – Método A (Ref. 26)</p><p>O PRO 10/79 é um dos procedimentos normalizados para o dimensionamento de</p><p>reforços. Seus princípios básicos derivaram do trabalho: �Análise das Condições de</p><p>Deformadilidade de reforços com Base na Experiência Californiana� (Pereira, A. M �</p><p>1973). Neste trabalho o autor procede à adaptação do método de dimensionamento</p><p>então adotado pela Califórnia Division of Highways ( antiga CDH, atual Caltrans),</p><p>propondo entre outras inovações, soluções nomográficas que eliminavam a</p><p>interatividade inerente ao método.</p><p>Os resultados dos estudos defletométricos de superfície e das prospecções</p><p>realizadas são representados graficamente para auxilio na divisão do trecho em</p><p>segmentos homogêneos.</p><p>Após definidos os seguimentos homogêneos, calcula-se para um deles, a</p><p>deflexão média(D ) e o desvio padrão (s), procedendo a eliminação dos valores fora do</p><p>intervalo, D ± zs, em que z é estimado em função de �n�, mediante o critério constante</p><p>em tabela apresentada na norma.</p><p>185</p><p>Após esse procedimento, define-se então a chamada deflexão característica (Dc)</p><p>como a média dos valores contidos no intervalo de aceitação, somada ao desvio padrão</p><p>das medidas; Dc = D + s.</p><p>Cumpre ressaltar que a norma considera que as deflexões correspondam a eixos</p><p>de cargas de 6,8tf enquanto que as medições são normalmente levantadas para a</p><p>carga de 8,2tf. Assim sendo, devem ser efetuadas conversões, Conforme será</p><p>explicada mais adiante.</p><p>! Diretrizes de Projeto</p><p>A norma faz também considerações sobre os critérios para fixação de diretrizes a</p><p>serem consideradas no projeto, que é baseado tanto nos resultados do inventário do</p><p>estado do pavimento, Conforme a DNER-PRO 08/94, bem como nos da análise</p><p>defletométrica. A seguir é apresentado o critério para o estabelecimento de diretrizes de</p><p>projeto.</p><p>Os símbolos adotados, que resumem os critérios para a fixação de diretrizes de</p><p>projeto, correspondem os seguintes significados:</p><p>IGG � índice de Gravidade Global;</p><p>F � Valor médio das flechas nas trilhas de roda:</p><p>AP � Porcentagem de afundamentos plásticos graves;</p><p>do � Deflexão de projeto, referida a carga de 6,8tf;</p><p>dadm � deflexão admissível pelo pavimento existente, referida a carga de 6,8tf,</p><p>em se considerando o tráfego que ele suportaria durante o período</p><p>compreendido entre a data correspondente ao final do período de projeto</p><p>estabelecido para efeito de análise;</p><p>ITT � Índice de trafego referido ao período desde o ano de abertura até o final de</p><p>nova vida de projeto.</p><p>186</p><p>Critérios para o estabelecimento das diretrizes de projeto</p><p>IGG F e AP do e dadm</p><p>Decisão quando ao aproveita-mento da estrutura</p><p>existente e quanto ás medidas corretivas a serem</p><p>levadas em conta no projeto</p><p>do ≤ dadm</p><p>1. Aproveitamento total do valor residual do</p><p>pavimento existente;</p><p>2. Programação de reparos locais, se</p><p>necessários;</p><p>3. Programação de tratamento de</p><p>rejuvenescimento, se necessário.</p><p>3dadm≥ do> dadm</p><p>1. Aproveitamento total do valor residual do</p><p>pavimento existente;</p><p>2. Programação de reparos locais, se</p><p>necessários;</p><p>3. Projeto de reforço com base no critério de</p><p>deformabilidade. F≤ 30mm</p><p>e</p><p>AP≤33%</p><p>do>3dadm</p><p>1. Aproveitamento total do valor residual</p><p>do</p><p>pavimento existente;</p><p>2. Programação de reparos locais, se</p><p>necessários;</p><p>3. Projeto de reforço com base no critério de</p><p>deformabilidade e projeto de reforço com base</p><p>no critério de resistência, no caso de</p><p>aproveitamento total do valor residual do</p><p>pavimento existente.</p><p>Projeto de nova estrutura bom base no</p><p>critério de resistência, no caso de</p><p>aproveitamento parcial do valor residual</p><p>do pavimento.</p><p>IGG≤180</p><p>F>30mm</p><p>ou</p><p>AP>33%</p><p>-----</p><p>1. Aproveitamento total do valor residual do</p><p>pavimento existente;</p><p>2. Programação de reparos locais;</p><p>3. Projeto de reforço com base no critério de</p><p>deformabilidade e projeto de reforço com base</p><p>no critério de resistência, no caso de</p><p>aproveitamento total do valor residual do</p><p>pavimento existente.</p><p>Projeto de nova estrutura bom base no critério</p><p>de resistência, no caso de aproveitamento</p><p>parcial do valor residual do pavimento.</p><p>IGG>180 ------ -----</p><p>Remoção parcial ou total do pavimento e sua</p><p>substituição parcial ou total por nova estrutura</p><p>projetada com base no critério de resistência.</p><p>! Fundamentos</p><p>Basicamente e experiência da CDH em projetos de reforços, respaldada por</p><p>apreciável acervo experimental, pode ser resumida em nomogramas, que vinculavam</p><p>as seguintes variáveis:</p><p>187</p><p>a) Nomograma A: deflexão admissível versus parâmetro de tráfego.</p><p>Este nomograma expressa uma tendência toda particular do método, qual</p><p>seja: a deflexão admissível é uma função não só do trafego previsto como</p><p>da espessura da camada crítica da estrutura em termos de deformabilidade.</p><p>Assim, em igualdade das demais condições, um revestimento em concreto</p><p>asfáltico com 4 cm de espessura teria condições de suportar uma deflexão</p><p>superior àquela tolerada por uma camada de mesma constituição, porém</p><p>com espessura de 7 cm. Além de enfocar o problema dos revestimentos em</p><p>concreto asfáltico, o procedimento fornece relações aplicáveis a pavimentos</p><p>com base cimentada e também para flexíveis com revestimento em</p><p>tratamento superficial. Após transformações, o nomograma A deu origem</p><p>aos nomograma 1 e 3, da PRO 10/79.</p><p>b) Nomograma B: redução percentual de deflexão (∆) versus espessura do</p><p>reforço expresso em termos de material granular.</p><p>Este nomograma permite estimar a eficiência de uma certa solução de</p><p>reforço, em termos de sua potencialidade para proporcionar a redução nos</p><p>níveis de deflexão vigentes sobre o pavimento existente. A redução</p><p>percentual de deflexão é calculada em função da deflexão medida sobre o</p><p>pavimento existente (do) e da deflexão prevista sobre o reforço (dh), que é</p><p>considerada como sendo igual à deflexão admissível pela camada crítica</p><p>do reforço (dadm).</p><p>100</p><p>d</p><p>dd</p><p>0</p><p>h0 ×</p><p>−</p><p>=∆</p><p>A espessura equivalente em termos de material granular (H) é determinada</p><p>mediante utilização de coeficientes estruturais específicos do método. O nomograma B</p><p>corresponde ao nomograma 5 da PRO 10/79, ou seja (Ref.53).</p><p>H=0,0083∆2 H≤ 15,5cm</p><p>188</p><p>H=1,0371∆ - 29,24 H> 15,5cm</p><p>Cumpre observar as seguintes particularidades inerentes ao método californiano:</p><p>• As deflexões são referidas à carga de eixo de 6,8 tf, havendo necessidade de</p><p>conversão das deflexões medidas no Brasil, onde a carga é 8,2 tf, levando em</p><p>consideração este fato e as diferenças existentes entre os dois procedimentos de</p><p>ensaio, a conversão é feita pela expressão:</p><p>d6.8 = 0.7 x d8,2</p><p>• O parâmetro de tráfego californiano é o índice de tráfego IT, calculado pela</p><p>expressão:</p><p>( )</p><p>FCFEVP365EWL</p><p>EWL30,1IT</p><p>m</p><p>12,0</p><p>××××=</p><p>=</p><p>2,4</p><p>27,2</p><p>QFC </p><p></p><p></p><p></p><p>= eixo simples</p><p>2,4</p><p>54,4</p><p>Q1,12FC </p><p></p><p></p><p></p><p>= eixo tandem</p><p>em que a variável EWL representa o número equivalente de operações do eixo-</p><p>padrão de 10000 lb (4,5 tf), calculado pela aplicação dos fatores de equivalência</p><p>de cargas específicos do método, onde Q é a carga do semi-eixo. Pode-se</p><p>considerar também, que:</p><p>( )</p><p>333,8</p><p>AASHTO</p><p>12,0</p><p>AASHTO</p><p>747,1</p><p>itN</p><p>N747,1IT</p><p>166,0Nlog127,0ITlog</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>=</p><p>+=</p><p>189</p><p>• O material de referencia considerado para as equivalências estruturais é o</p><p>pedregulho californiano.</p><p>Utilizando o nomograma 1, citado anteriormente , estima-se inicialmente a</p><p>deflexão admissível do pavimento existente em função do ITT na situação mais critica</p><p>em termos deformabilidade da estrutura,ou seja : a espessura do revestimento em</p><p>mistura densa .Este nomograma é representado pelas equações (Ref.53):</p><p>Combinando-se as variáveis acima citadas a norma permite definir a estratégia a</p><p>ser adotada, sendo possível as seguintes alternativas:</p><p>$ execução somente de reparos locais;</p><p>$ aplicação de tratamento de rejuvenescimento ;</p><p>$ execução de reforço dimensionado por critério de deformabilidade;</p><p>$ execução de reforço dimensionado por critério de resistência ;</p><p>$ remoção total ou parcial da estrutura e dimensionamento de nova</p><p>estrutura por critério de resistência.</p><p>As estruturas existentes que trabalham em regime não elástico são consideradas</p><p>incompatíveis com a aplicação de critérios defletométricos.Isto é caracterizado na PRO-</p><p>10/79, pela ocorrência excessiva de afundamentos plásticos e/ou de flechas de valor</p><p>elevado.</p><p>Caso a opção seja por reforço dimensionado por deformabilidade, a norma</p><p>continua sendo aplicada. Faz-se uma analise previa da viabilidade de execução de</p><p>reforço exclusivamente com mistura densa (concreto asfáltico) e se for necessário,</p><p>analisa-se a alternativa de reforço composto por duas ou mais camadas.</p><p>307,1log874,7log</p><p>2305 65,0175,0</p><p>−⋅=</p><p>⋅⋅= −−</p><p>ITN</p><p>HND CAadm</p><p>190</p><p>! Viabilidade do Reforço com Mistura Densa</p><p>A vinculação da deflexão admissível à espessura da camada critica da estrutura</p><p>leva a necessidade de analisar o comportamento do reforço composto por mistura</p><p>densa em relação ao revestimento do pavimento existente.Se ambos trabalharem</p><p>solidários, a espessura a espessura a considerar para definição de dadm será a soma da</p><p>espessura do reforço com a camada do revestimento existente.Caso não haja trabalho</p><p>solidário, a espessura do próprio reforço vai governar a definição de dadm .</p><p>A analise destinada a verificação da viabilidade de construção do reforço</p><p>exclusivamente com concreto betuminoso envolve as seguintes etapas:</p><p>a) Definição ou cálculo dos seguintes elementos</p><p>$ Número ��NP��(8,2 tf),referido ao período de projeto;</p><p>$ Índice de trafego ITP (função de ��NP��).</p><p>$ Espessura da camada critica ��he�� quanto à flexibilidade.</p><p>$ Nível de deflexão sobre o pavimento existente (eixo de carga 6,8 tf).</p><p>$ Porcentagem da área com defeito do tipo FC � 1.</p><p>$ Porcentagem da área com defeito do tipo FC � 2.</p><p>$ Porcentagem da área com defeito do tipo FC � 3.</p><p>$ Índice de fissuração (IF) do revestimento existente, definido pela equação:</p><p>IF = 0,250 (FC �1) + 0,625 (FC �2) + (FC �3)</p><p>fr = 1,0 � 0,007 IF</p><p>$ Espessura efetiva do revestimento existente:</p><p>hef = he x fr</p><p>∆h = he - hef</p><p>$ Porcentagem da área com a presença de trincas interligadas, [(FC �2) +</p><p>(FC � 3)]</p><p>191</p><p>b) Estabelecimento da condição de fissuração do revestimento do pavimento</p><p>existente , por meio da analise dos valores de FC � 3 e do somatório (FC �</p><p>2) +(FC � 3).</p><p>Para analisar se o reforço trabalha ou não de forma solidária ao revestimento</p><p>existente, levam-se em consideração as condições de fissuração levantadas por</p><p>ocasião do inventário (PRO � 08/94).O estado da superfície, que define o caminho a ser</p><p>seguido, é função da incidência de trincas de classe 2 e 3, a saber:</p><p>$ Condição (a) → FC �3 < 20% e (FC � 2) + (FC � 3)≥ 80%</p><p>$ Condição (b) → FC �3 < 20% e (FC � 2) + (FC � 3)< 80%</p><p>$ Condição (c) → FC �3 ≥ 20% e (FC � 2) + (FC � 3)≥ 80%</p><p>$ Condição (d) → FC �3 ≥ 20% e (FC � 2) + (FC � 3) < 80%</p><p>c) Determinação da espessura mínima de reforço</p><p>As condições (a) e (c) representam pavimentos altamente comprometidos por</p><p>trincas interligadas, sendo esperado que o reforço vá funcionar de forma desvinculada.</p><p>Nas condições (b) e (d) ocorre a situação</p><p>inversa.</p><p>A condição da FC � 3 está ligada ao problema de reflexão de trincas,sendo</p><p>criticas neste sentido as condições (c)e (d).Nestas duas situações ,o reforço deverá ter</p><p>uma espessura suficientemente elevada (≥10 cm) para prevenir a reflexão precoce de</p><p>trincas.Nas condições (a) e (b),esta preocupação ainda não ocorre.</p><p>A respeito da definição das espessuras mínimas de reforço, a norma</p><p>considerada a questão executiva (mínimo 4 cm) e proteção do material subjacente ao</p><p>revestimento existente,esta última mediante o nomograma 3.</p><p>Definida a espessura mínima, deve-se verificar se o reforço tem condições de</p><p>suportar a vida de projeto em função das considerações fornecidas pela experiência da</p><p>CDH.Com auxílio do nomograma 4 é possível executar a análise de viabilidade,que</p><p>permitirá definir:</p><p>$ se é exeqüível o reforço exclusivamente composto por mistura densa e,</p><p>192</p><p>$ quais os limites do campo de variação de suas espessuras que são satisfatórias</p><p>em termos de deformabilidade.</p><p>A aplicação do nomograma 4 , deve ser feita de forma muito cautelosa,para se</p><p>evitar erros de interpretação. Esta observação é particularmente importante para</p><p>análises das condições (b) e (d), quando se faz necessário o traçado de uma curva</p><p>auxiliar, dependente da espessura da camada critica existente.</p><p>Este nomograma, pode ser representado, aproximadamente , pela equação que</p><p>relaciona a espessura do concreto asfáltico (HCA), com as deflexões antes (Da) e após</p><p>(Dd) a camada de reforço, ou seja (Ref.53):</p><p>786,1</p><p>56,0</p><p>)1(36,45</p><p>)12,01(</p><p>Da</p><p>DdH</p><p>HDaDd</p><p>CA</p><p>CA</p><p>−⋅=</p><p>⋅−⋅=</p><p>ou</p><p>O índice de trafego a considerar na analise contempla o trafego previsto para o</p><p>novo período de projeto (ITp).</p><p>! Reforço Composto por Múltiplas Camadas</p><p>Caso não seja viável a execução de reforço exclusivamente composto por</p><p>misturas densa, a norma prevê a interposição de uma ou mais camadas intermediarias,</p><p>de maior flexibilidade em relação ao concreto asfáltico do revestimento (pré-misturado</p><p>aberto usinado a quente ,por exemplo). Com esta medida a deflexão admissível</p><p>passará a ser governada pelo próprio revestimento do reforço.</p><p>Define-se inicialmente a espessura do revestimento em concreto asfáltico, no</p><p>nomograma 3, em função do material escolhido para a camada intermediária e o</p><p>tráfego previsto para o novo período de projeto (ITp).</p><p>Com o auxílio do nomograma 1, estima-se a deflexão admissível pela camada</p><p>critica da estrutura, em função de sua espessura e de ITp.A seguir faz-se com que a</p><p>193</p><p>deflexão prevista sobre o reforço (dh) seja igual à admissível e, a partir da deflexão</p><p>vigente (do), calcula-se a redução percentual de deflexão necessária (∆).</p><p>Com o auxílio do nomograma 5, estima-se a espessura total de reforço H,</p><p>expressa em termos de pedregulho, requerida para proporcionar a redução percentual</p><p>(∆).Finalmente,aplicando-se os coeficientes estruturais previstos no método, é possível</p><p>definir a(s) espessura(s) da(s) camada(s) intermediária(s).</p><p>A PRO 10/79 é uma norma que tem embasamento experimental bastante</p><p>significativo, muito embora reconheçam-se as dificuldades decorrentes da adaptação</p><p>de métodos empíricos oriundos de paises de clima temperado.</p><p>Os critérios adotados para a fixação das espessuras de proteção do material</p><p>subjacente ao concreto asfáltico, consubstanciados no nomograma 3, parecem</p><p>conduzir a valores algo conservadores, que levam a um dimensionamento seguro,</p><p>porém com reflexos no custo inicial de construção.</p><p>É interessante notar que o aumento da espessura do revestimento em concreto</p><p>asfáltico no reforço composto por duas camadas, não produz redução na espessura da</p><p>camada intermediária, como poderia imaginar-se em primeira analise.Isto se explica da</p><p>seguinte maneira: o aumento da espessura do revestimento provoca queda na deflexão</p><p>admissível pelo reforço (nomograma 1): com isto, é necessário aumentar a espessura</p><p>da camada intermediária, para obter a redução percentual de deflexão requerida.</p><p>A utilização da norma PRO 10/79 é bastante trabalhosa, envolvendo o uso de</p><p>diversos ábacos e diversas etapas de cálculo.É possível, no entanto, informatizar a sua</p><p>aplicação, tornando o seu uso simples e rápido.</p><p>9.2 – PRO 11/79 – Método B (Ref.26)</p><p>! Procedimentos Preliminares</p><p>Os procedimentos preliminares de obtenção dos dados desse método de</p><p>avaliação e dimensionamento são os mesmos da PRO 10/79, ou seja:</p><p>a) dados do levantamento histórico;</p><p>194</p><p>b) dados da prospecção preliminar;</p><p>c) dados da prospecção definitiva.</p><p>A partir do inventário de superfície e das deflexões recuperáveis, divide-se o</p><p>trecho em segmentos homogêneos; para cada segmento determina-se estatisticamente</p><p>a deflexão de projeto dp como descrito na PRO 10/79.</p><p>! Diretrizes de Projeto</p><p>Apesar da norma referir-se à inexistência de critérios universalmente aceitos que</p><p>possibilitem uma fácil tomada de posição com respeito à avaliação estrutural dos</p><p>pavimentos, ela apresenta um critério para a fixação de diretrizes a serem tomadas,</p><p>para efeito da avaliação estrutural dos pavimentos,considerando os seguintes</p><p>parâmetros obtidos durante os estudos de campo:</p><p>N � Número de solicitações de eixos padrão de 8,2tf</p><p>dp � Deflexão de projeto</p><p>R � Raio de curvatura</p><p>dadm � Deflexão admissível</p><p>IGG � Índice de Gravidade Global.</p><p>Em função dos parâmetros estruturais (dp , dadm e R) e baseado na tabela a</p><p>seguir (Tabela III da Norma), procura-se:</p><p>a) fixar a necessidade de estudos complementares;</p><p>b) definir o critério para avaliação e calculo do reforço;</p><p>c) fazer recomendações de medidas corretivas.</p><p>! Fundamentos</p><p>Esse método fundamenta-se em que a deflexão máxima admissível (dadm) para</p><p>um pavimento flexível é função apenas do tráfego que o solicita, não dependendo das</p><p>características da estrutura do pavimento.</p><p>195</p><p>O critério de deflexão admissível contido na PRO 11/79 foi extraído do �� Asphalt</p><p>Institute��, para pavimentos flexíveis constituídos de base granular e revestidos com</p><p>concreto betuminoso.A equação para determinação de dadm, apresentada a seguir,</p><p>corresponde a deflexões com carga padrão de 8,2 tf por eixo.</p><p>log dadm = 3,01 � 0,175 log N</p><p>Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto:</p><p>Hipótese</p><p>Dados</p><p>Defletométricos</p><p>obtidos</p><p>Qualidade</p><p>Estrutural</p><p>Necessidade</p><p>de estudos</p><p>complemen-</p><p>tares</p><p>Critério para</p><p>o cálculo do</p><p>reforço</p><p>Medidas</p><p>Corretivas</p><p>I dp≤damd R≥100m Boa Não _</p><p>Apenas</p><p>correções de</p><p>superfície</p><p>Se dp≤3damd</p><p>regular Não Defleto-</p><p>métrico Reforço</p><p>II dp>damd R≥100m</p><p>Se dp>3damd</p><p>má Sim</p><p>Defleto-</p><p>métrico e</p><p>Resistên-cia</p><p>Reforço ou</p><p>Reconstrução</p><p>III dp≤damd R<100m Regular para</p><p>má Sim</p><p>Defleto-</p><p>métrico e</p><p>Resistên-cia</p><p>Reforço ou</p><p>Reconstrução</p><p>IV dp>damd R<100m Má Sim Resistência Reforço ou</p><p>Reconstrução</p><p>V -</p><p>Má o</p><p>pavimento</p><p>apresenta</p><p>deformações</p><p>permanentes</p><p>e rupturas</p><p>plásticas</p><p>generalizadas.</p><p>(IGG>180)</p><p>Sim Resistência Reconstrução</p><p>Se o pavimento for constituído da base granular revestida com tratamento</p><p>superficial, a deflexão admissível calculada deve ser multiplicada por dois, para efeito</p><p>de avaliação estrutural.</p><p>Para pavimentos semi-rígidos, com base de solo cimento ou de brita tratada com</p><p>cimento, que não apresentem fissuração exagerada, deve ser adotada como dadm a</p><p>metade do valor calculado, independente do tipo de revestimento.</p><p>196</p><p>! Dimensionamento do reforço</p><p>Definida na avaliação estrutural a necessidade de reforço e a possibilidade de</p><p>aplicação de critério defletométrico, o cálculo da espessura de reforço em concreto</p><p>asfáltico é feito na PRO 11/79 de forma muito simples.</p><p>Inicialmente calcula-se a deflexão admissível, pela expressão já apresentada, em</p><p>função do tráfego previsto para o novo período de projeto.A espessura de reforço em</p><p>concreto asfáltico é então calculada pela expressão proposta pelo engenheiro argentino</p><p>Celestino Ruiz, utilizando-se como parâmetros</p><p>à deflexão admissível e a deflexão</p><p>Benkelman de projeto de segmento em análise, a saber:</p><p>adm</p><p>CB d</p><p>dpkh log⋅=</p><p>em que:</p><p>hCB � espessura de reforço em concreto asfáltico, (cm);</p><p>dp � deflexão de projeto, sob carga de 8,2 tf, (0,01 mm);</p><p>dadm � deflexão admissível do reforço, (0,01mm);</p><p>k � fator de redução da deflexão (K = 40 para concreto asfáltico).</p><p>Caso haja interesse do projetista em desmembrar o reforço em duas ou mais</p><p>camadas e determinar as espessuras das camadas não constituídas de concreto</p><p>asfáltico, isto pode ser feito levando-se em conta os coeficientes estruturais definidos</p><p>no método.Estes coeficientes são similares àqueles contidos no Método de Projeto de</p><p>Pavimentos Flexíveis do DNER.</p><p>A norma PRO � 11/79 é de aplicação simples.Contudo, os resultados obtidos</p><p>indicam sistematicamente espessuras de reforço inferiores àqueles que são obtidos</p><p>pela aplicação da PRO � 10/79.</p><p>197</p><p>9.3 – Método PRO – 159/85 (Ref.26)</p><p>O procedimento 159/85 leva em consideração um dos principais conceitos da</p><p>Gerência de Pavimentos, qual seja:a análise de várias alternativas de reforço para um</p><p>pavimento,mediante estudo do desempenho funcional e estrutural de cada uma das</p><p>alternativas, e seus correspondentes custos de construção e manutenção ao longo da</p><p>vida útil estabelecida.</p><p>Para viabilizar a aplicação deste conceito foram utilizadas as equações de</p><p>previsão de desempenho desenvolvidas na Pesquisa de Interrelacionamento de Custos</p><p>Rodoviários (PICR), levada a cabo pelo DNER.</p><p>! Procedimentos Preliminares</p><p>Em termos de levantamento de dados para utilização do método, o procedimento</p><p>se assemelha aos da PRO 10/79 e PRO 11/79, tanto na determinação e demarcação</p><p>dos segmentos homogêneos, como na mensuração das deflexões recuperáveis,</p><p>sondagens, e ensaios de caracterização dos materiais coletados.</p><p>As principais diferenças no levantamento de dados e no cálculo de parâmetros</p><p>representativos são as seguintes:</p><p>a) método para a avaliação da superfície (ES � 128/83) considera as áreas</p><p>afetadas pelos efeitos;</p><p>b) são recomendados ensaios para determinação do módulo de resiliência (MR) do</p><p>revestimento;</p><p>c) é necessária a medição da irregularidade longitudinal do segmento em estudo,</p><p>que pode ser obtida com aparelhos tipo resposta e convertidas em QI(cont./Km);</p><p>d) o parâmetro de tráfego é quantificado em termos de números de eixos</p><p>equivalentes obtidos com os fatores de equivalência da AASHTO;</p><p>e) o trincamento deve ser calculado pela expressão :</p><p>S</p><p>TRTR i⋅=100</p><p>198</p><p>em que:</p><p>TR � porcentagem de área trincada;</p><p>TRi � total das áreas com trincamento de classe 2 e 3, bem como panelas e remendos;</p><p>S � área da superfície avaliada.</p><p>f) o desgaste deve ser calculado através da seguinte expressão:</p><p>S</p><p>DD i⋅=100</p><p>em que:</p><p>D � porcentagem de área de desgaste;</p><p>Di � total das áreas com desgaste;</p><p>S � área da superfície avaliada;</p><p>g) a característica de resistência do pavimento é expressa pelo número estrutural</p><p>corrigido (SNC) que deve ser calculado pela expressão:</p><p>SNC = SN + 3,51 log CBR � 0,85 (log CBR)2 � 1,43</p><p>em que o valor SN é o mesmo proposto pela AASHTO, porém com algum ajuste, pois</p><p>considera o valor do módulo de elasticidade das camadas do pavimento para a</p><p>determinação do coeficiente de equivalência estrutural.As outras parcelas da</p><p>formulação referem-se à contribuição do subleito por meio de seu CBR.</p><p>h) devem ser informadas as restrições construtivas, econômicas e de desempenho,</p><p>assim como os custos unitários dos serviços de restauração .Todas essas</p><p>informações devem ser estabelecidas pelo órgão rodoviário, porém alguns limites</p><p>máximos típicos de desempenho são:</p><p>QI = 45 a 60 cont./Km, TR = 10% a 25% e D = 10% a 25%.</p><p>199</p><p>! Análise da condição do Pavimento Existente</p><p>Os valores máximos admissíveis estabelecidos nas restrições de desempenho</p><p>devem ser cotejados com valores de irregularidade, trincamento e desgaste obtidos no</p><p>levantamento de campo. Como conseqüência poderão ocorrer três situações, a saber:</p><p>a) Situação 1 � não são atingidos quaisquer dos valores das restrições. Calcula-se</p><p>então o trincamento e a irregularidade para o último ano do período de análise,</p><p>com as equações de previsão disponíveis. Caso ambos os novos valores sejam</p><p>iguais ou inferiores aos fixados pelas restrições de desempenho, não haverá</p><p>necessidade de restauração do pavimento; isto não ocorrendo, prossegue-se a</p><p>análise segundo a situação 2.</p><p>b) Situação 2 � quaisquer dos valores das restrições são alcançados ao longo do</p><p>período de análise. Calcula-se ano a ano, a partir do primeiro ano da análise, a</p><p>evolução do trincamento e da irregularidade, utilizando-se as equações de</p><p>previsão. O próximo passo é determinar o ano no qual o primeiro dos parâmetros</p><p>alcança o valor da restrição respectiva. Até esse ano não é necessária a</p><p>restauração, e a partir deste, far-se-á o estudo das alternativas de restauração.</p><p>c) Situação 3 � nesta situação quaisquer dos valores das restrições são</p><p>ultrapassados no início do período de análise. É necessário neste caso,</p><p>intervenção imediata de restauração.</p><p>! Equações de Desempenho</p><p>Mediante a análise do comportamento de trechos experimentais da PICR, foram</p><p>desenvolvidos modelos de previsão de desempenho vinculados a reforços de</p><p>pavimentos flexíveis. Os trechos utilizados na pesquisa e que deram origem aos</p><p>modelos de previsão adotados foram observados por períodos variáveis de 2 a 8 anos.</p><p>Os modelos definidos permitem estabelecer:</p><p>a) a evolução de trincamento de um pavimento existente com revestimento em</p><p>concreto betuminoso (CBUQ);</p><p>200</p><p>b) a evolução da irregularidade longitudinal de pavimentos com revestimento em</p><p>CBUQ ou tratamento superficial (TS);</p><p>c) a evolução do desgaste do pavimento com revestimento</p><p>d) a estimativa da irregularidade longitudinal após restauração em CBUQ;</p><p>e) a evolução da irregularidade longitudinal de pavimentos restaurado com CBUQ;</p><p>f) a evolução do trincamento do pavimento restaurado com CBUQ;</p><p>g) evolução do desgaste em pavimento restaurado com TS;</p><p>h) a evolução do trincamento em pavimento restaurado com lama asfáltica;</p><p>i) a redução de deflexão após recapeamento.</p><p>! Restauração em Concreto Asfáltico</p><p>A restauração em concreto asfáltico deve ser analisada a partir da adoção da</p><p>espessura mínima fixada, que se recomenda seja de 3,0 cm. Em seguida, partindo-se</p><p>do valor das irregularidades longitudinais no início da restauração e da restrição de</p><p>desempenho são efetuadas diversas iterações no intuito de determinar a menor</p><p>espessura de concreto asfáltico que atenda as condições impostas.</p><p>Determina-se em seguida, com as equações pertinentes, os valores de</p><p>irregularidade e trincamento para o último ano de análise, podendo ocorrer os seguintes</p><p>quatro casos:</p><p>1º Caso → QIFinal < QIMáximo e TRFinal < TRMáximo</p><p>Para este caso, como os limites não foram atingidos, a análise é concluída,</p><p>adotando-se a alternativa estudada.</p><p>2º Caso → QIFinal > QIMáximo e TRFinal > TRMáximo</p><p>Retorna-se à análise da irregularidade ano a ano, determinado o ano limite da</p><p>vida do pavimento. Desde que sejam atendidas as restrições de construção, a</p><p>alternativa pode ser adotada, fixando-se o ano seguinte para a restauração. Se a</p><p>duração for insuficiente, descarta-se a alternativa e aumenta-se a espessura do</p><p>recapeamento até atingir um valor que atenda as restrições do desempenho.</p><p>201</p><p>3º Caso → QIFinal < QIMáximo e TRFinal > TRMáximo</p><p>Realiza-se o mesmo procedimento do 2º caso, porém analisando o trincamento,</p><p>até que seja encontrada uma alternativa que atenda às restrições do</p><p>desempenho.</p><p>4º Caso → QIFinal > QIMáximo e TRFinal > TRMáximo</p><p>A análise agora é feita com as duas equações de desempenho, ano a ano, até</p><p>que algum parâmetro (QI ou TR) atinja a restrição. Ocorrendo com o QI, efetua-</p><p>se a análise conforme o 2º caso. No caso do trincamento</p><p>alcançar a restrição de</p><p>desempenho primeiro, desenvolve-se a análise segundo o indicado pelo 3º caso,</p><p>porém verificando-se a evolução da irregularidade.</p><p>Cada uma das alternativas tecnicamente viáveis deve ser alvo da análise de</p><p>viabilidade econômica, pela adoção de qualquer método de comparação entre</p><p>alternativas de investimento.</p><p>Se for utilizado o método preconizado pela norma, os custos unitários de</p><p>restauração referidos ao ano inicial da análise devem ser cotejados com aqueles</p><p>fornecidos pelas restrições econômicas, devendo ser consideradas viáveis todas as</p><p>alternativas que apresentam custos iguais ou inferiores ao limite estabelecido. As</p><p>alternativas tecnicamente viáveis devem ser relacionadas em ordem crescente de</p><p>custos para a avaliação daquela julgada mais adequada.</p><p>! Programa Paep</p><p>Para substituir os exaustivos cálculos necessários à análise desejada, foi</p><p>desenvolvido um programa computacional que, utilizando os modelos estabelecidos,</p><p>permite simular o desempenho do reforço ao longo do tempo. O programa foi</p><p>denominado por Paep.</p><p>Codificado em Basic e Fortran, o programa Paep (baseado na Pesquisa de</p><p>Avaliação Estrutural de Pavimentos realizada pelo IPR) permite a simulação de</p><p>202</p><p>alternativas de restauração em lama asfáltica, em tratamento superficial simples ou</p><p>duplo e em concreto betuminoso em cinco diferentes espessuras, definidas pelo</p><p>projetista a partir da adoção de espessuras mínima e máxima admissíveis.</p><p>Os dados de entrada necessários à alimentação do Paep são basicamente os</p><p>seguintes:</p><p>a) Dados do pavimento existente</p><p>• idade do pavimento</p><p>• tipo de revestimento</p><p>• deflexão</p><p>• trincamento (%)</p><p>• desgaste (%)</p><p>• irregularidade longitudinal (QI)</p><p>• número estrutural corrigido (SNC)</p><p>b) Dados do tráfego</p><p>• período de análise</p><p>• parâmetro de tráfego AASHTO no 1º ano</p><p>• taxa anual de crescimento do tráfego</p><p>c) Restrições de construção</p><p>• espessuras mínima, máxima e total de concreto asfáltico</p><p>• número limite de intervenções</p><p>• vida mínima por intervenção</p><p>d) Restrições de desempenho</p><p>• irregularidade longitudinal máxima ao final da vida útil</p><p>• trincamento máximo ao final da vida útil</p><p>• desgaste máximo ao final da vida útil (para reforço em Ts)</p><p>203</p><p>e) Restrições econômicas</p><p>• recursos disponíveis para a primeira intervenção</p><p>• recursos globais disponíveis</p><p>f) Custos unitários</p><p>• lama asfáltica</p><p>• tratamento superficial simples</p><p>• tratamento superficial duplo</p><p>• concreto asfáltico</p><p>O projetista deve definir, como visto, restrições do desempenho para o reforço, a</p><p>serem atendidas ao cabo da vida útil estabelecida. Normalmente consideram-se para o</p><p>percentual de trincamento ou desgaste final, valores de 10% a 25%, e para a</p><p>irregularidade final de 45 a 60 cont/Km.</p><p>Cada alternativa é analisada no que tange a evolução do trincamento</p><p>(revestimentos em concreto asfáltico ou lama asfáltica), do desgaste (tratamentos</p><p>superficiais simples ou duplos) e da irregularidade longitudinal (todos os tipos de</p><p>restauração). As alternativas viáveis, ou seja, que satisfazem a condição de vida útil</p><p>mínima, tem seus custos de construção estimados, a partir dos custos unitários</p><p>fornecidos. As alternativas que atendem às restrições orçamentárias são selecionadas</p><p>e posteriormente ordenadas em função do seu custo atualizado.</p><p>O programa Paep ordena pelo custo total as alternativas viáveis, ou seja:</p><p>aquelas que satisfazem às restrições de vida útil mínima e de recursos disponíveis</p><p>definidos pelo órgão. Ao final do processamento são listadas as cinco alternativas do</p><p>comportamento da restauração. O procedimento informa ainda a época em que</p><p>deverão ser feitas as intervenções.</p><p>A concepção do PRO- 159/85 e do programa Paep, que permite a sua aplicação</p><p>prática é cercada de bastante lógica, podendo ser considerado o método como uma</p><p>ferramenta de dimensionamento de reforços com condições de ser ajustada às</p><p>particularidades de nosso país. São destacáveis, no entanto, alguns aspectos que</p><p>merecem ser melhor analisados e desenvolvidos:</p><p>204</p><p>• As espessuras resultantes da aplicação do método parecem insuficientes para</p><p>atender à vida de projeto e condições terminais estabelecidas;</p><p>• Apesar do grande número de variáveis envolvido na análise estrutural, na</p><p>verdade, para um conjunto pré-estabelecido de restrições (trincamento e</p><p>secundariamente ao final da vida de projeto) apenas a deflexão e</p><p>secundariamente o parâmetro de tráfego, afetam de forma significativa a</p><p>espessura de reforço em concreto asfáltico resultante;</p><p>• Os modelos de previsão de desempenho contidos no método requerem um</p><p>expressivo esforço de pesquisa adicional, para que possam se tornar mais</p><p>confiáveis e serem estendidos às condições vigentes na malha rodoviária</p><p>nacional.</p><p>O cálculo da espessura de reforço em concreto asfáltico, pelo método PRO 159-</p><p>85 é dado pelo modelo:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−=</p><p>Dl</p><p>Dl</p><p>pn</p><p>nH 1</p><p>41,2</p><p>55,634</p><p>onde:</p><p>H � espessura da camada de reforço, em cm;</p><p>Dp � deflexão de campo entes do reforço, em 0,01mm;</p><p>D - deflexão admissível após o reforço, em 0,01mm.</p><p>O fluxograma do método é apresentado a seguir.</p><p>205</p><p>206</p><p>9.4 – PRO 269/94 – Tecnapav</p><p>Em janeiro de 1978, o Instituto de Pesquisa Rodoviárias do Departamento</p><p>Nacional de Estradas de Rodagem (IPR/DNER) e a Universidade Federal do Rio de</p><p>Janeiro (Coppe/UFRJ), através de convênio deram início ao projeto de pesquisa</p><p>intitulado Dinapav - Dinâmica dos Pavimentos, com vistas á elaboração de</p><p>procedimentos que possibilitassem considerar explicitamente a resiliência na avaliação</p><p>estrutural de pavimentos flexíveis, assim como no dimensionamento de reforço dos</p><p>mesmos. O projeto de pesquisa desenvolveu-se intensamente até 1980, prosseguindo</p><p>seus estudos posteriormente, até 1985.</p><p>Os estudos realizados abrangeram perfis de pavimentos representativos de uma</p><p>extensão de 300 km de rodovias, em que foram analisadas situações críticas de</p><p>comportamento estrutural de pavimentos que não encontravam explicações nos</p><p>procedimentos usuais de análise e no método de dimensionamento de uso corrente,</p><p>que se baseia em critério de ruptura plástica ou de deformações plásticas acumuladas.</p><p>A análise do comportamento mecânico das estruturas dos pavimentos e a</p><p>verificação das causas das deflexões excessivas compreendeu estudos de campo de</p><p>avaliação estrutural, e a consideração do pavimento como um sistema em camadas</p><p>com características resilientes determinadas em ensaios dinâmicos ou de cargas</p><p>repetidas � triaxiais para os solos e materiais granulares, e de compressão diametral</p><p>para as misturas betuminosas. Com os módulos resilientes das várias camadas, obtidos</p><p>nos ensaios de cargas repetidas, procedeu-se à análise com a utilização do programa</p><p>computacional Fepave, de elementos finitos. A boa comparação entre as deflexões</p><p>medidas no campo em prova-de-carga e as deflexões calculadas, trouxe validade aos</p><p>procedimentos de análise desenvolvidos na pesquisa.</p><p>Os resultados alcançados e divulgados por Medina, Preussler e Pinto, em</p><p>congressos, compreendem a classificação de solos brasileiros quanto à resiliência para</p><p>fins de pavimentação, a correlação do módulo resilientes de solos com os respectivos</p><p>valores de CBR, a determinação de módulos resilientes característicos de misturas</p><p>betuminosas, além de valores de deflexão admissível baseados em modelos de fadiga</p><p>de concretos asfálticos.</p><p>207</p><p>Em junho de 1982, foi proposto por Preussler e Pinto um procedimento para</p><p>projeto de reforço de pavimento flexível que permitia considerar explicitamente as</p><p>propriedades resilientes de solos e materiais que, rotineiramente, constituem as</p><p>estruturas de pavimentos no Brasil (Ref.43). No decorrer dos anos, foi possível validar o</p><p>método proposto a partir de dados de campo referentes a trechos recapeados.</p><p>Em fins de 1983, o Instituto</p><p>de Pesquisa Rodoviárias (IPR), elaborou o primeiro</p><p>modelo experimental para previsão de trincamento de pavimentos flexíveis recapeados,</p><p>a partir do modelo original desenvolvido por Queiroz (1981) para pavimentos não</p><p>recapeados. Essa distribuição possibilitou estender o procedimento de Avaliação e</p><p>Projeto de Reforço de pavimentos, inicialmente proposto, e elaborar nova versão</p><p>considerando o comportamento mecanístico e funcional do pavimento.</p><p>Em meados de 1984, a Divisão de Engenharia de Infra – estrutura Aeronáutica</p><p>do ITA, com o apoio técnico e financeiro da Direng � Diretoria de Engenharia do</p><p>Ministério da Aeronáutica, iniciou projetos de pesquisa objetivando estender os estudos</p><p>de resiliência até então realizados, para o caso dos pavimentos aeroportuários. Dentre</p><p>os resultados alcançados, destaca-se o desenvolvimento por Preussler e Pinto (Ref.44)</p><p>do programa computacional Tecnapav � Tecnologia Nacional para Restauração de</p><p>Pavimentos, com aplicação em aeroportos e rodovias, e sua utilização em 19 pistas de</p><p>pouso. O programa gera múltiplas alternativas de estratégia de recapeamento,</p><p>satisfazendo determinadas especificações impostas pelo usuário, calcula os custos</p><p>totais para cada solução em termos do valor atual, imprimindo as cinco alternativas de</p><p>menores custos. A sua utilização para fins aeroportuários ou rodoviário difere quanto à</p><p>consideração das cargas atuantes e suas configurações. O programa Tecnapav é</p><p>fundamentado nos modelos analíticos que deram origem ao método de projeto de</p><p>reforço de pavimentos flexíveis proposto por Preussler e Pinto em 1982, tendo sido</p><p>desenvolvido para fins de Gerência de Pavimentos a nível de rede.</p><p>Portanto, os estudos e pesquisas na área Mecânica dos Pavimentos que se</p><p>desenvolveram no período entre 1978 e 1985 permitiram estabelecer procedimentos</p><p>analíticos e experimentais que levam em conta as características e dos subleitos, como</p><p>contribuição ao aperfeiçoamento do dimensionamento de novos pavimentos e de</p><p>reforço de pavimentos existentes rodoviários, aeroportuários e urbanos.</p><p>208</p><p>Os solos finos coesivos que com freqüência encontram-se em subleitos ou</p><p>camadas de reforços do subleito, são classificados de acordo com os parâmetros de</p><p>resiliência determinados em ensaios triaxiais dinâmicos, nos seguintes tipos:</p><p>• Solos tipo I � Solos com baixo grau de resiliência � apresentam bom</p><p>comportamento, sendo como subleito e reforço de subleito, com possibilidade</p><p>de utilização em camada de sub-base.</p><p>• Solos tipo II � Solos com grau de resiliência intermediário � apresentam</p><p>comportamento regular como subleito. Seu uso como reforço de subleito</p><p>requer estudos e ensaios especiais.</p><p>• Solos tipo III � Solos com grau de resiliência elevado � não é aconselhável seu</p><p>emprego em camadas de pavimentos. Como subleito requerem cuidados e</p><p>estudos especiais.</p><p>A Tabela 9.1 permite classificar o solo em função da porcentagem de silte na</p><p>fração fina (S), ou seja, fração que passa na peneira de número 200, e de valor de CBR</p><p>correspondente.</p><p>Tabela 9.1 � Classificação dos solos finos quanto a resiliência</p><p>S (%) CBR (%)</p><p>≤≤≤≤ 35 35 a 65 ≥≥≥≥ 65</p><p>≥ 5 I II II</p><p>6 a 9 II II III</p><p>2 a 5 III III III</p><p>onde:</p><p>100100</p><p>2</p><p>1 ×−=</p><p>P</p><p>PS</p><p>S � percentagem de site na fração fina que passa na peneira no 200 (0,075 mm).</p><p>P1 � percentagem, em peso, de material cujas partículas tenham diâmetro inferior a</p><p>0,005 mm, determinada na curva de distribuição granulométrica.</p><p>209</p><p>P2 � percentagem, em peso, de material cujas partículas tenham diâmetro inferior a</p><p>0,075mm, determinada na curva de distribuição granulométrica.</p><p>Os ensaios de granulométria com sedimentação devem ser realizados de acordo</p><p>com o método DNER ME 51/94, para os solos contendo mais de 35%, em peso,</p><p>passando na peneira de 0,075 mm de abertura (no 200).</p><p>9.4.1 Avaliação Experimental do Tecnapav</p><p>A avaliação da metodologia Tecnapav foi calcada em observações de 28 (vinte e</p><p>oito) trechos de pavimentos recapeados, nos Estados do Rio de Janeiro, São Paulo,</p><p>Bahia, Rio Grande do Sul e Minas Gerais.</p><p>Para cada trecho é mostrado no Quadro 9.1 o perfil do pavimento original, ou</p><p>seja, tipo e espessura do revestimento, espessura da camada granular (maior ou menor</p><p>do que 45 cm), tipo de subleito (I, II ou III) e o tipo e espessura da camada de reforço</p><p>sobrejascente. Nas três últimas colunas do catálogo das estruturas estão indicadas as</p><p>deflexões de campo após reforço (Dc), deflexões previstas (Dp) pelo método e a</p><p>diferença entre esses valores.</p><p>As deflexões de campo (Dc) correspondem à média aritmética das medidas</p><p>realizadas nos últimos três anos, período onde foi observada uma tendência de</p><p>estabilização das deflexões, caso dos trechos de Juiz de Fora e Campinas. Nos demais</p><p>trechos, as deflexões de campo correspondem a períodos inferiores há um ano, após</p><p>construção do recapeamento.</p><p>210</p><p>Na Figura 9.1 estão representados os pares de valores (Dc, Dp), em relação da</p><p>Linha de igualdade. Verifica-se que, dos 28 valores analisados, 24 pares mostraram</p><p>uma diferença entre a deflexão medida (Dc) e a prevista (Dp) menor do que 0,15mm. Os</p><p>resultados evidenciam a importância em considerar as propriedades resilientes dos</p><p>materiais no cálculo da espessura da camada de reforço dos pavimentos.</p><p>Fig. 9.1 � Deflexão medida após o reforço �versus� deflexão prevista</p><p>211</p><p>9.4.2 – Fundamentos do Procedimento de Projeto – Recapeamento com reciclagem do</p><p>revestimento existente</p><p>A espessura de corte que estava sendo reciclada nos trechos em execução no</p><p>país era avaliada subjetivamente através de inspeção visual de corpos-de-prova</p><p>extraídos das pistas, com sondas rotativas. O corte a ser executado em um serviço de</p><p>restauração de um pavimento podia inviabilizar uma técnica de reciclagem, se não</p><p>Pavimento Original Deflexão</p><p>(0,01mm)</p><p>Trecho Localização</p><p>Revestimento</p><p>Camada</p><p>Granular</p><p>(cm)</p><p>Subleito</p><p>(tipo)</p><p>Espessura de</p><p>Reforço (cm) Medida</p><p>(Dc)</p><p>Prevista</p><p>(Dp)</p><p>|Dc - Dp|</p><p>(0,01mm)</p><p>T 01 Juiz de Fora, MG-353 TSD-3 < 45 I PMF-4 79 75 4</p><p>T 07 Juiz de Fora, MG-353 TSD-3 < 45 I CA-4 81 78 3</p><p>T 08 Juiz de Fora, MG-353 TSD-3 < 45 I CA-12 60 55 5</p><p>T 09 Juiz de Fora, MG-353 TSD-3 < 45 I CA-8 67 60 7</p><p>T 61 Campinas, SP-65 CA-7 < 45 I CA-4 51 68 17</p><p>T 62 Campinas, SP-65 CA-7 < 45 I CA-12 29 45 16</p><p>T 63 Campinas, SP-65 CA-7 < 45 I CA-8 54 65 11</p><p>T 68 Campinas, SP-65 CA-11 < 45 I PMF-4 113 105 8</p><p>450 BR-290, Pantano Grande/RS CA-5 > 45 II CA-10 e PMF-15 40 35 5</p><p>451 BR-290, Pantano Grande/RS CA-5 > 45 II CA-5 e PMF-15 48 42 6</p><p>452 BR-290, Pantano Grande/RS CA-5 > 45 II CA-7 e PMF-10 47 47 0</p><p>454 BR-290, Pantano Grande/RS CA-5 > 45 II CA-5 67 93 26</p><p>455 BR-290, Pantano Grande/RS CA-5 > 45 II CA-10 50 64 14</p><p>456 BR-290, Pantano Grande/RS CA-5 > 45 II CA-7 e PMQ-10 38 42 4</p><p>470 BR-116, Leopoldina CA-8 < 45 II PMQ-10 49 43 6</p><p>471 BR-116, Leopoldina CA-8 < 45 II PMQ-15 34 30 4</p><p>472 BR-116, Leopoldina CA-8 < 45 II PMQ-15 41 34 7</p><p>490 BR-116, Bahia CA-6 < 45 I CA-5 e PMQ-8 41 35 6</p><p>491 BR-116, Bahia CA-6 < 45 I CA-5 e PMQ-8 38 35 3</p><p>492 BR-116, Bahia CA-6 < 45 I CA-5 55 53 2</p><p>493 BR-116, Bahia CA-6 < 45 I CA-5 e PMQ-8 49 35 14</p><p>494 BR-116, Bahia CA-6 < 45 I CA-5 e PMQ-8 40 35 5</p><p>1 BR-101, Faz 40 � Maruí CA-5 < 45 I CA-5 53 56 3</p><p>2 BR-101, Faz 40 � Maruí CA-5 < 45 I CA-7 60 50 10</p><p>3 BR-101, Faz 40 � Maruí CA-5 < 45 I CA-10 68 45 23</p><p>4 BR-101, Faz 40 � Maruí CA-5 < 45 I CA-5 51 56 5</p><p>5 BR-101, Faz 40 � Maruí CA-5 < 45 I CA-7 63 53 10</p><p>6 BR-101, Faz 40 � Maruí CA-5 < 45 I CA-10 51 41 10</p><p>212</p><p>fosse considerado o comportamento estrutural do sistema estratificado antes e após o</p><p>processo de reciclagem.</p><p>A alternativa de rejuvenescimento de parte da espessura da camada trincada do</p><p>revestimento antigo deve ser inserida na análise de um projeto de restauração de modo</p><p>que a relação custo-benefício seja comparada com a de um recapeamento</p><p>convencional.</p><p>Um critério</p><p>que foi adotado para um cálculo da espessura a ser reciclada (Hc) foi</p><p>admitir que o revestimento de espessura HE com uma determinada percentagem de</p><p>área trincada a uma deflexão característica de campo Dc tenha um módulo efetiva Mef, e</p><p>que a parcela reciclada MRC. O restante do revestimento de espessura HT = HE - Hc</p><p>permanecerá com um módulo efetivo do revestimento trincado, podendo-se calcular a</p><p>espessura a ser reciclada, de modo que a deflexão de campo atinja um nível desejado.</p><p>Dessa forma, admite-se que as trincas sejam passantes ao longo de toda a espessura</p><p>do revestimento (HE), embora se saiba da existência de trincas que não satisfazem a</p><p>essa condição. A figura 9.2 caracteriza o critério formulado.</p><p>Para um sistema estratificado constituído de um revestimento de concreto</p><p>asfáltico, base com comportamento resiliente de material granular ou linear e subleito,</p><p>carregado por uma pressão normal uniformemente distribuída em uma área circular</p><p>simulando a carga de contato do pneu de um veículo com o pavimento, Rodrigues</p><p>213</p><p>(1989, a partir do programa Fepave, obteve um modelo que calcula a deflexão sob a</p><p>carga. Esse modelo é o resultado de correlações estatísticas desenvolvidas a partir de</p><p>um grande número de perfis de pavimentos analisados, ou seja:</p><p>8779,06817,0</p><p>2</p><p>2243,0</p><p>1</p><p>3312,04414,02124,09672,05 .......10.142315,8 QKKMHHHD SLRVBR</p><p>−−−−=</p><p>(1)</p><p>R2 = 0,97 (146 pontos) S= 0,1402</p><p>onde:</p><p>D � Deflexão sob a carga (10-2 mm)</p><p>HR � espessura do revestimento, cm</p><p>HB � espessura da base, cm</p><p>MRV � módulo resiliente do revestimento, Kgf/cm2</p><p>MSL � módulo resiliente do subleito, Kgf/cm2</p><p>K1, K2 � parâmetros de resiliência do modelo de resiliência de materiais</p><p>granulares</p><p>Q � carga de roda, tf.</p><p>A faixa de validade do modelo para a estrutura de referência mostrada na Figura</p><p>9.3 é a seguinte:</p><p>2,5cm ≤ HR ≤ 40 cm 10 ≤ HB ≤ 60 cm</p><p>20000 ≤ MRV ≤ 80000 Kgf/cm2 200 ≤ MB ≤ 6000 Kgf/cm2</p><p>0,40 ≤ K2 ≤ 1,1 2500 ≤ K1 ≤ 10000 Kgf/cm2</p><p>300 ≤ MSC ≤ 50000 Kgf/cm2 2,0 ≤ Q ≤ 23tf</p><p>214</p><p>O teste de confiança com a distribuição F de Snedecor mostrou que o modelo</p><p>deve ser aceito a um nível de confiança de 99,5%. Portanto, a equação 1 serviu de</p><p>base para o desenvolvimento de um método de projeto, podendo ser escrita da forma:</p><p>4414,0−= RVMD α</p><p>onde:</p><p>),,,,( 21 QMKKHHf SLBR=α</p><p>Escrevendo esse modelo estrutural para o pavimento existente e após</p><p>reciclagem do revestimento tem-se:</p><p>Pavimento existente: 4414,0−= RVMD α (2)</p><p>Pavimento após reciclagem do revestimento 4414,0' −= EDc α (3)</p><p>O valor α é diferente de α�, visto que tanto a carga de roda simples equivalente</p><p>(Q) como o módulo do subleito (MSL) dependem do perfil do pavimento e, portanto, de</p><p>MRV. No entanto, as diferenças em MSL e Q devido à diferença entre Mef e E são</p><p>pequenas e pode-se assumir que α ≈ α� ao se relacionar a equação (2) com a equação</p><p>(3), ou seja:</p><p>215</p><p>4414,0−</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>E</p><p>M</p><p>D</p><p>D ef</p><p>c</p><p>c e</p><p>2655,2</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>c</p><p>c</p><p>ef D</p><p>D</p><p>ME (4)</p><p>As camadas asfálticas, via de regra, se encontram simultaneamente em</p><p>compressão e em flexão, onde o comportamento de placa é mais pronunciado à</p><p>medida que a razão E1/E2 aumenta, isto é, quando a camada superior trabalha à flexão</p><p>e á compressão e quando E1 > E2, a camada superior trabalha só a compressão.</p><p>Portanto, o módulo equivalente (E) da camada de revestimento após a reciclagem pode</p><p>ser estimado a partir de uma média da rigidez à flexão das camadas, conforme é</p><p>estabelecida na equação apresentada no Manual de Utilização do Programa Dama 2 do</p><p>Instituto de Asfalto dos EUA:</p><p>3</p><p>21</p><p>3/1</p><p>22</p><p>3/1</p><p>11 </p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p>+=</p><p>hh</p><p>EhEhE (5)</p><p>Portanto, no caso da reciclagem de uma espessura Hc, o módulo equivalente (E)</p><p>da camada de revestimento pode ser calculado pela expressão:</p><p>33/13/1</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p>+</p><p>=</p><p>Tc</p><p>efTRCc</p><p>HH</p><p>MHMH</p><p>E (6)</p><p>Igualando a equação (4) com a equação (6), vem:</p><p>216</p><p>33/13/12655,2</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p>+</p><p>=</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>Tc</p><p>efTRCc</p><p>c</p><p>c</p><p>ef HH</p><p>MHMH</p><p>D</p><p>D</p><p>M</p><p>ou seja:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>1</p><p>1</p><p>3/1</p><p>7552,0</p><p>ef</p><p>RC</p><p>c</p><p>c</p><p>E</p><p>c</p><p>M</p><p>M</p><p>D</p><p>D</p><p>H</p><p>H (7)</p><p>onde:</p><p>E</p><p>c</p><p>H</p><p>H=ψ - percentagem a ser reciclada da espessura do revestimento;</p><p>c</p><p>c</p><p>D</p><p>D=λ - fator de redução da deflexão a um nível desejado;</p><p>ef</p><p>RC</p><p>M</p><p>M=µ - fator de aumento do módulo da camada após reciclagem.</p><p>A deflexão adotada no projeto ( cD ) ou a correspondente a espessura de corte</p><p>(Hc) foi estabelecida por um critério de deflexão admissível como, por exemplo, o</p><p>preconizado por Preussler e Pinto (Ref.44):</p><p>NDc log188,0148,3log −= (8)</p><p>onde a deflexão após reciclagem é dada por:</p><p>324,1</p><p>3/1 1)1(</p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+−= µ</p><p>E</p><p>c</p><p>cc</p><p>H</p><p>HDD (9)</p><p>cmHc 0,3≥</p><p>cmHH Ec 0,2−≤</p><p>217</p><p>Verifica-se que a equação (9) permite o cálculo da espessura de corte (Hc) a ser</p><p>reciclada, desde que seja definido o fator de aumento de módulo (µ) após o</p><p>rejuvenescimento de uma parcela do revestimento existente. Para tal, foi montado um</p><p>projeto fatorial onde foram calculadas, com a utilização do programa Fepave, as</p><p>deflexões das estruturas dos pavimentos para módulos do revestimento existente</p><p>variando de 1000 a 60000 Kgf/cm2, para espessuras entre 7 e 20cm. A camada de base</p><p>foi considerada com um comportamento típico de material granular, de acordo com os</p><p>estudos de resiliência. A sua espessura foi fixada em 40cm, de modo a representar a</p><p>espessura preponderante de bases e sub-bases granulares, encontradas nos</p><p>pavimentos rodoviários no âmbito federal. O solo de fundação ou subleito foi admitido</p><p>como do Tipo I, Tipo II e Tipo III, de acordo com a classificação de solos finos quanto a</p><p>resiliência.</p><p>O modelo analítico, englobando as variáveis intervenientes para o cálculo do</p><p>módulo efetivo do revestimento, pode ser expresso pela seguinte correlação múltipla:</p><p>21 2766,00053,0log714,1log753,219,11log IIHDM ECef +−−−= (10)</p><p>95,02 =R</p><p>onde:</p><p>Mef � módulo efetivo do revestimento existente, Kgf/cm2;</p><p>DC � deflexão de campo, 0,01mm;</p><p>HE � espessura do revestimento existente, cm;</p><p>I1, I2 � constantes relacionadas às características resilientes do subleito.</p><p>9.4.3 – Dimensionamento do reforço</p><p>A espessura necessária de reforço do pavimento existente deve ser determinada</p><p>através dos resultados dos levantamentos executados de acordo com as etapas a</p><p>seguir descritas:</p><p>218</p><p>! Deflexão característica de projeto</p><p>SDDC +=</p><p>onde:</p><p>DC � deflexão característica de projeto, (0,01mm)</p><p>D � média aritmética das deflexões de campo, (0,01mm)</p><p>S � desvio padrão, (0,01mm)</p><p>! Estrutura de referência</p><p>Definir para o sub-trecho homogêneo uma estrutura de referência constituída por</p><p>três camadas, com as respectivas espessuras, ou seja:</p><p>1a camada � camada betuminosa (HE)</p><p>2a camada � camada granular (HCG)</p><p>3a camada � camada de solo</p><p>! Classificação do solo da 3a camada</p><p>O solo da 3a camada deve ser classificado de acordo com a tabela 9.1: solo Tipo</p><p>I ou Tipo II ou Tipo III.</p><p>! Cálculo da espessura efetiva (hef) do pavimento existente que ainda trabalha a</p><p>flexão:</p><p>21 101,4972,0</p><p>961,807</p><p>737,5 II</p><p>D</p><p>h</p><p>C</p><p>ef +++−=</p><p>onde:</p><p>hef � espessura efetiva, em cm;</p><p>I1, I2 � constantes relacionadas às características resilientes da terceira camada</p><p>da estrutura de referência.</p><p>Caso 1 � Espessura da camada granular (Hcg) é menor ou igual a 45cm:</p><p>3a camada Tipo I: I1 = 0 I2 = 0</p><p>219</p><p>3a camada Tipo II: I1 = 1 I2 = 0</p><p>3a camada Tipo III: I1 = 0 I2 = 1</p><p>Caso 2 � Espessura da camada granular (HCG) é maior do que 45cm, adotar:</p><p>I1 = 0 I2 = 1</p><p>Caso 3 � O hef calculado deve estar compreendido entre os intervalos:</p><p>0 ≤ hef ≤ 1,3HE</p><p>onde:</p><p>HE � espessura</p><p>da camada betuminosa existente, em cm.</p><p>Caso 4 � Quando o grau de trincamento do revestimento existente for superior a 30%</p><p>ou o somatório de FC-2 + FC-3 > 80% e FC-3 > 30% pode ser conveniente</p><p>adotar o limite inferior do hef, bem como considerar a solução de</p><p>recapeamento em camadas integradas de concreto asfáltico e pré-misturado,</p><p>com a finalidade de minimizar o fenômeno de reflexão de trincas no</p><p>revestimento projetado.</p><p>! Critério de fadiga foi estabelecido pelo modelo:</p><p>ND log188,0148,3log −=</p><p>onde:</p><p>D � deflexão máxima admissível, (0,01 mm)</p><p>N � número cumulativo de solicitações de eixos equivalentes ao eixo padrão de</p><p>80,12 kN (8,17 tf), para o período de projeto.</p><p>! Cálculo da espessura de reforço em concreto asfáltico</p><p>220</p><p>21 893,3016,1357,114,238015,19 IIhef</p><p>D</p><p>H R ++−+−=</p><p>onde:</p><p>HR � espessura da camada de reforço em concreto asfáltico, em cm.</p><p>! Solução do recapeamento</p><p>Caso 1 � Para 3 < HR ≤ 12,5cm a subdivisão em camadas integradas de concreto</p><p>asfáltico e pré-misturado ou camada única de concreto asfáltico (binder e</p><p>capa) são alternativas que podem ser consideradas a partir das condições de</p><p>superfície existente, contemplando as características de deformabilidade das</p><p>misturas betuminosas a serem utilizadas;</p><p>Caso 2 � Para 12,5 < HR ≤ 25cm é recomendada a adoção de camadas integradas dos</p><p>tipos concreto asfáltico e pré-misturado, de acordo com o seguinte</p><p>procedimento:</p><p>Hpm = 0,60 HR</p><p>HCA = HR - Hpm</p><p>onde:</p><p>Hpm � espessura de pré-misturado, em cm;</p><p>HCA � espessura de concreto asfáltico, em cm;</p><p>HR � espessura de reforço em concreto asfáltico, calculada anteriormente, em</p><p>cm.</p><p>Caso 3 � Para HR > 25cm as camadas integradas não devem ser constituídas</p><p>exclusivamente de misturas betuminosas.</p><p>221</p><p>Para esta situação, deve-se verificar, também, a necessidade de remoção do</p><p>revestimento existente ou camadas subjacentes, com a reconstrução da</p><p>estrutura do pavimento.</p><p>Caso 4 � Para HR ≤ 3cm e a partir da análise da condição do pavimento existente,</p><p>poderão ser contempladas soluções com lama asfáltica ou tratamento</p><p>superficial, ou micro revestimento asfáltico a frio com emulsão polimerizada.</p><p>9.4.4 – Dimensionamento do Reforço Contemplando a Reciclagem</p><p>A espessura do revestimento existente a ser reciclada e a de reforço</p><p>complementar devem ser determinadas de acordo com as etapas a seguir descritas:</p><p>! Módulo de resiliência efetivo do revestimento existente</p><p>logMef = 11,19 � 2,753logDc � 1,714logHE � 0,0053I1 + 0,2766I2</p><p>onde:</p><p>Mef - ≥ 1000 kfg/cm2</p><p>Dc - deflexão característica de projeto, (0,01mm);</p><p>I1, I2 � constantes relacionadas às características resilientes da terceira</p><p>camada da estrutura de referência;</p><p>HE - espessura da camada betuminosa existente, (cm);</p><p>Mef - módulo de resiliência efetivo do revestimento existente, (kgf/cm2)</p><p>! Módulo de resiliência da mistura betuminosa reciclada</p><p>Deve ser determinado o módulo de resiliência da mistura betuminosa reciclada,</p><p>dosada em laboratório. A relação modular é determinada do seguinte modo:</p><p>222</p><p>µ = (MRC/Mef)</p><p>onde:</p><p>µ � relação modular;</p><p>MRC � módulo de resiliência da mistura betuminosa reciclada, kgf/cm2;</p><p>Mef � módulo de resiliência efetivo do revestimento existente, kgf/cm2;</p><p>! Cálculo da deflexão de projeto, após reciclagem</p><p>324,1</p><p>3</p><p>1</p><p>11</p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+</p><p></p><p></p><p> −µ=</p><p>E</p><p>c</p><p>cc H</p><p>H</p><p>DD</p><p>onde:</p><p>Dc � deflexão característica de projeto, (0,01mm);</p><p>HE - espessura da camada betuminosa existente, cm;</p><p>Hc - espessura da camada betuminosa existente reciclada-espessura de</p><p>corte, cm;</p><p>µ - relação modular;</p><p>cD - deflexão de projeto após reciclagem correspondente à espessura Hc,</p><p>(0,01mm).</p><p>A espessura de corte (Hc) deve satisfazer as seguintes condições:</p><p>Hc ≥ 3,0cm</p><p>Hc ≤ HE � 2,0cm</p><p>! Solução de recapeamento</p><p>Caso 1 � Para µ ≤ 1,0 a solução de restauração deve ser a determinada, sem</p><p>reciclagem. Contudo, pode ser avaliada a reciclagem com espessura</p><p>223</p><p>mínima de corte para atender a melhoria das condições de rolamento do</p><p>revestimento betuminoso, no caso em que Dc ≤ D ou HR ≤ 3cm.</p><p>Caso 2 � Para µ > 1,0, adotar o seguinte procedimento:</p><p>$ Calcular cD para diferentes valores de Hc, segundo o intervalo de</p><p>espessuras previstas;</p><p>$ Para cD ≤ D , a solução de reciclagem com espessura de corte Hc</p><p>constitui uma alternativa de restauração;</p><p>$ Para cD > D , dimensionar a camada de reforço, considerando Dc = Dc.</p><p>Esta solução constitui uma alternativa de restauração mista, ou seja,</p><p>reciclagem com corte de espessura Hc e recapeamento com espessura</p><p>HR.</p><p>O projetista deve proceder a uma análise de viabilidade técnico-econômica das</p><p>alternativas de projeto obtidas.</p><p>O módulo de resiliência da mistura (MRC) pode ser estimado pelo modelo:</p><p>MRC = 5000 x σR</p><p>onde:</p><p>σR - Resistência à tração por compressão diametral a 250C em kgf/cm2;</p><p>HR � Espessura de recapeamento sobre a espessura reciclada (HC).</p><p>O procedimento Tecnapav considera, também, o modelo funcional original</p><p>desenvolvido por Queiroz (Ref. 45), que permite avaliar o grau de trincamento</p><p>superficial, em termos de percentagem de área trincada, ou seja:</p><p>( ) 21 00501,00456,0log53,18 CFANDCFTR p +++−=</p><p>( ) </p><p></p><p></p><p></p><p> −+=</p><p>90</p><p>1063,75406,21</p><p>TRADCF P ; CF1 ≥ 0</p><p>( ) </p><p></p><p></p><p></p><p> −−=</p><p>90</p><p>10078,21217,02</p><p>TRADCF P ; TRA > 10%</p><p>224</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>+=</p><p>10</p><p>50,050,02</p><p>TRACF ; TRA ≤ 10%</p><p>onde:</p><p>A � número de anos a partir do recapeamento</p><p>TRA � percentagem da área trincada do revestimento do pavimento antigo;</p><p>DP � deflexão de projeto (0,01mm);</p><p>N - número de solicitações do eixo padrão rodoviário para o período de</p><p>projeto.</p><p>9.4.5 – Revestimento com Asfalto – Polímero</p><p>No caso da camada de revestimento de concreto asfáltico ser formulada com</p><p>ligante betuminoso modificado por polímero do tipo SBS, com uma recuperação elástica</p><p>determinada pelo método do dutilômetro (ME 382/99) superior ou igual a 85%, a</p><p>espessura de concreto asfáltico com asfalto-polímero é avaliada a partir da equação:</p><p>HCApol = (HR / β)</p><p>onde:</p><p>HCApol � espessura de concreto asfáltico com asfalto modificado por polímero,</p><p>cm;</p><p>HR - espessura de concreto asfáltico com cimento asfáltico convencional, cm;</p><p>β � coeficiente de redução da espessura em função do tipo de subleito;</p><p>β = 1,29 � quando o subleito for constituído de solo Tipo I;</p><p>β = 1,26 � quando o subleito for constituído de solo Tipo II;</p><p>β = 1,21 � quando o subleito for constituído de solo Tipo III.</p><p>225</p><p>APÊNDICE A</p><p>Estudo de deformação permanente e de aptidão a compactação de misturas</p><p>betuminosas: ensaios em Simulador de Tráfego (LPC) e em Prensa de Cisalhamento</p><p>Giratório (PCG).</p><p>Pinto (Ref. 35) investigou o comportamento à deformação permanente e</p><p>aptidão à compactação de concretos asfálticos quando estagiou no Laboratoire de</p><p>Recherche des Voies de Circulation � Ecole Polytechnique Federale de Lausanne�. A</p><p>deformação permanente está relacionada ao comportamento viscoelástico da camada</p><p>de revestimento e sua constatação é decorrente do tráfego (repetição da carga, tempo</p><p>de aplicação e do estado de tensões induzido), das características reológicas do ligante</p><p>betuminoso, da temperatura, do esqueleto mineral, do teor de ligante e das frações</p><p>granulométricas.</p><p>Pinto (Ref. 35) utilizou um simulador de tráfego (Ornieur LPC) que consiste em</p><p>submeter corpos-de-prova (180 x 500 x 100)mm de misturas betuminosas à uma carga</p><p>rolante materializada por um pneumático que circula sobre a face do corpo-de-prova,</p><p>colocado em um molde metálico. O ensaio tenta reproduzir o tráfego canalizado e</p><p>permite quantificar a resistência a deformação permanente em condições similares às</p><p>solicitações que ocorrem nas rodovias.</p><p>As condições do ensaio foram as seguintes:</p><p>• Corpo-de-prova(placa): 180 x 500 x 100mm;</p><p>• Temperatura: 60 + 20C;</p><p>• Carga por roda: 5,0 kN;</p><p>• Pressão do pneu: 0,6 + 0,05 MPa;</p><p>• Freqüência: 1,0 ciclo/s.</p><p>Os corpos-de-prova foram fabricados num compactador de placas (LPC), para</p><p>as percentagens de vazios do ensaio Marshall, na faixa B do DNER, com um betume B-</p><p>60/70.</p><p>Os resultados representam a evolução da deformação permanente em função</p><p>do número de solicitações do carregamento aplicado (Fig. 1A).</p><p>226</p><p>Fig. 1A � Comportamento à deformação permanente</p><p>As recomendações para formulação de massas betuminosas resistentes à</p><p>deformação permanente são resumidamente as seguintes:</p><p>• utilização de agregados duros;</p><p>• agregados britados;</p><p>• elevado teor de �filler�;</p><p>• betumes duros;</p><p>• baixo teor de betume;</p><p>• elevado grau de compactação, da ordem de 98%.</p><p>Nesse programa de investigações, Pinto (Ref. 35) realizou ensaios de</p><p>compactação na prensa de cisalhamento giratório (PCG) que consiste em registrar, ao</p><p>longo de uma compactação por amassamento lento e isotérmico, a evolução da</p><p>compactação de uma massa asfáltica colocada num molde cilíndrico de 10 x 20cm.</p><p>No ensaio são controlados: pressão vertical estática (600kPa), velocidade de</p><p>rotação do molde cilíndrico (6 tr/min), pressão de inclinação do corpo-de-prova, ângulo</p><p>de inclinação, temperatura da mistura e o número de giros do molde cilíndrico do corpo-</p><p>de-prova.</p><p>O ensaio permite obter a evolução da compactação da massa betuminosa em</p><p>função do número de giros.</p><p>227</p><p>O modelo representativo da evolução da compactação é do tipo:</p><p>C = C1 + K ln(N)</p><p>onde:</p><p>C1 � caracteriza a compactação inicial da mistura betuminosa;</p><p>K - caracteriza a evolução da compactação, inclinação da reta de regressão;</p><p>N - Número de giros;</p><p>C - compactação no fim do ensaio para 200 giros.</p><p>Portanto, o ensaio permite verificar a aptidão à compactação da mistura</p><p>betuminosa, retratada pela interpretação do modelo experimental obtido e estimar a</p><p>resistência à deformação permanente do traço concebido no laboratório. Por exemplo,</p><p>um coeficiente �C1� da ordem de 75% indica uma boa resistência à deformação</p><p>permanente e um �K� da ordem de 4,30 significa que há boa compatibilidade entre os</p><p>materiais envolvidos na mistura e, assim, a compactação final (C200), atinge valores</p><p>elevados.</p><p>Os modelos obtidos nos estudos foram resumidamente os seguintes:</p><p>• Mistura 1, com 4,0% de B-60/70;</p><p>C = 73,73 + 3,54ln(N)</p><p>• Mistura 2, com 5,2% de B-60/70:</p><p>C = 76,49 + 4,30 ln(N)</p><p>• Mistura 3, com 6,0% de B-60/70:</p><p>C = 80,01 + 3,60 ln(N)</p><p>As investigações experimentais desenvolvidas no simulador de tráfego (LPC),</p><p>quando confrontadas com os resultados dos estudos realizados com a prensa PCG,</p><p>mostraram que um baixo valor de C1 (74%), está relacionado a uma boa resistência à</p><p>228</p><p>deformação permanente e que valores iguais ou superiores a 80% identificam massas</p><p>com elevada aptidão à deformação plástica, conforme é mostrado na Figura 1a.</p><p>Ficou constatado que as massas betuminosas ensaiadas no simulador de</p><p>tráfego (LPC) e na prensa PCG, apresentaram um bom desempenho no teor ótimo de</p><p>ligante betuminoso, definido pelos procedimentos do ensaio Marshall padronizado.</p><p>Maiores detalhes sobre os estudos desenvolvidos encontram-se na referência</p><p>bibliográfica no. 35.</p><p>229</p><p>APÊNDICE B</p><p>Procedimento para definição de segmentos homogêneos de trechos de rodovia a partir</p><p>de levantamento deflectométrico</p><p>O método das diferenças acumuladas preconizado pela AASHTO para divisão</p><p>dos segmentos de comportamento homogêneo do ponto de vista da deflexão máxima.</p><p>Consiste na seguinte seqüência de cálculo:</p><p>a) calcula-se o valor médio para todo o trecho do parâmetro a ser analisado;</p><p>b) calcula-se a diferença entre o valor pontual e o valor médio;</p><p>c) calculam-se os valores acumulados das diferenças;</p><p>d) plota-se um gráfico onde as abscissas são as distâncias e as ordenadas, os</p><p>valores acumulados das diferenças.</p><p>A variação do coeficiente angular da curva assim obtida indica uma mudança</p><p>do comportamento médio de um determinado segmento para outro, caracterizando</p><p>matematicamente, as extremidades dos segmentos homogêneos.</p><p>Pode-se citar o seguinte exemplo:</p><p>Distância Parâmetro Parâmetro � valor</p><p>médio</p><p>Diferença</p><p>acumulada</p><p>0 70 -10 -10</p><p>0,2 70 -10 -20</p><p>0,4 70 -10 -30</p><p>0,6 90 10 -20</p><p>0,8 90 10 -10</p><p>1 90 10 0</p><p>Parâmetro médio: 80</p><p>230</p><p>Analiticamente a delimitação de segmentos homogêneos pelo procedimento</p><p>AASHTO/86 está calcado no seguinte desenvolvimento (Ref.53):</p><p># Deflexão média:</p><p>( )</p><p>2</p><p>1 diiddi +−=</p><p># Área entre estações:</p><p>lidiAi ∆⋅=</p><p># Área acumulada:</p><p>∑</p><p>=</p><p>=</p><p>n</p><p>i</p><p>c AiA</p><p>1</p><p>di = deflexão na estação i</p><p>li∆ = distância entre estações</p><p># Distância acumulada:</p><p>c</p><p>c</p><p>n</p><p>i</p><p>c</p><p>L</p><p>Atg</p><p>liL</p><p>=</p><p>∆= ∑</p><p>=</p><p>α</p><p>1</p><p># Diferença acumulada:</p><p>231</p><p>∑ ∑∆⋅−= litgAiZxi α</p><p>Os pontos de inflexão no gráfico �diferença acumulada x distância acumulada�,</p><p>definem os limites dos segmentos homogêneos, ou seja:</p><p>Diferença Acumulada (Ref.53)</p><p>Deflexão</p><p>Di</p><p>Def. Méd</p><p>di</p><p>Estação</p><p>li∆</p><p>Área</p><p>Ai</p><p>Soma</p><p>Área ∑ iA ∑∆ il Zx</p><p>40 - - - - - -</p><p>45 42,5 40 1700 1700 40 -1395</p><p>35 40,0 40 1600 3300 80 -2890</p><p>42 38,5 40 1540 4840 120 -4445</p><p>38 40,0 40 1600 6440 160 -5940</p><p>39 38,5 40 1540 7980 200 -7495</p><p>119 79,0 40 3160 11140 240 -7430</p><p>97 108,0 40 4320 15460 280 -6205</p><p>102 99,5 40 3980 19440 320 -5320</p><p>104 103,0 40 4120 23560 360 -4295</p><p>99 101,5 40 4060 27620 400 -3330</p><p>106 102,5 40 4100 31720 440 -2325</p><p>95 100,5 40 4020 35740 480 -1400</p><p>97 96,0 40 3840 39580 520 -655</p><p>108 102,5 40 4100 43680 560 350</p><p>94 101,0 40 4040 47720 600 1295</p><p>70 82,0 40 3280 51000 640 1480</p><p>68 69,0 40 2760 53760 680 1145</p><p>65 66,5 40 2660 56420 720 710</p><p>75 70,0 40 2800 59220 760 415</p><p>59 67,0 40 2680 61900 800 0</p><p>Soma 1547,5 800 61900 - - -</p><p>232</p><p>Segmentos Homogêneos</p><p>289080375,773300</p><p>139540375,771700</p><p>375,77</p><p>800</p><p>900.61</p><p>2</p><p>1</p><p>−=−=</p><p>−=−=</p><p>∆⋅−=</p><p>==</p><p>∆</p><p>∑∑</p><p>∑</p><p>∑</p><p>xZ</p><p>xZ</p><p>ltgAZ</p><p>l</p><p>A</p><p>tg</p><p>x</p><p>x</p><p>iixi</p><p>i</p><p>i</p><p>α</p><p>α</p><p>233</p><p>APÊNDICE C</p><p>Determinação de módulos elásticos dos materiais de pavimentação a partir de</p><p>deflexões medidas no campo – retroanálise</p><p>A retroanálise é um processo para a determinação dos módulos elásticos �in</p><p>situ� das camadas do pavimento, a partir da bacia de deflexões resultante da aplicação</p><p>de uma carga de referência.</p><p>Os primeiros procedimentos de retroanálise foram desenvolvidos admitindo o</p><p>modelo de Hooke para sistemas de camadas. Boussinesq em 1885, formulou um</p><p>sistema de equações para o cálculo das tensões e deformações em um meio</p><p>homogêneo, isotrópico e elástico linear, calcado no modelo de Hooke, para um espaço</p><p>semi-infinito, sob um ponto da carga aplicada (Ref.40).</p><p>Para o caso de cargas distribuídas, Boussinesq formulou um sistema de</p><p>equações para a determinação de tensões e deformações em qualquer ponto.</p><p>Desenvolveu um modelo simplificado para o cálculo da deformação elástica na</p><p>superfície do meio sob uma carga distribuída de raio (a).</p><p>( )</p><p>E</p><p>a××−×= 0</p><p>2</p><p>0</p><p>12 σµδ</p><p>Em 1945, Burmister desenvolveu um método para o cálculo de tensões e</p><p>deslocamentos em um sistema de duas camadas baseado na teoria de Boussinesq,</p><p>onde os valores das deformações eram corrigidos em função dos módulos de</p><p>elasticidade das camadas, da espessura da primeira camada (h) e do raio de aplicação</p><p>da carga, pela expressão:</p><p>F×= 0δδ onde ),(</p><p>2</p><p>1</p><p>a</p><p>h</p><p>E</p><p>EfF =</p><p>234</p><p>A partir dessas formulações várias outras foram desenvolvidas, tendo em vista</p><p>a variedade de hipóteses de contorno possíveis para cada caso. Dentre as principais,</p><p>destacaram-se os estudos de Love (1929), de Ivanov, de Foster e Ahlvim (Ref.40).</p><p>Odemark (1949), propôs uma metodologia que consistia em transformar um</p><p>sistema de camadas, com valores modulares diferentes, em um sistema equivalente</p><p>onde todas as camadas possuíssem módulos idênticos e uma espessura</p><p>equivalente.</p><p>A partir de 1973, foram divulgados os primeiros modelos de retroanálise de</p><p>sistemas de duas camadas, tomando por base as equações de Burmister. Nestas</p><p>avaliações permitia-se afirmar que dois valores de módulos combinados levariam a</p><p>mesma relação modular e consequentemente ao mesmo resultado e deformações</p><p>(Ref.40).</p><p>Yih Hou. (1971) desenvolveu um procedimento para retroanálise de módulos</p><p>de sistemas de múltiplas camadas.</p><p>Os módulos ditos retroanalisados são valores obtidos, utilizando-se as</p><p>superfícies deformadas medidas em ensaios do tipo não-destrutivo, através de um</p><p>procedimento de cálculo interativo. Com os dados do pavimento referentes às deflexões</p><p>medidas no campo, espessuras das camadas e respectivos coeficientes de Poisson,</p><p>faz-se o cálculo através da Teoria da Elasticidade para as diversas camadas</p><p>constituintes da estrutura do pavimento, de forma a se obter, por meio de tentativas,</p><p>uma boa comparação entre a bacia de deflexões teórica (calculada) com aquela obtida</p><p>no campo (Ref.40).</p><p>A experiência tem mostrado que os módulos elásticos das camadas podem ser</p><p>determinados com acurácia razoável a partir dos ensaios com o FWD e que são usados</p><p>para avaliar, com boa precisão, o comportamento estrutural do pavimento.</p><p>Os módulos retroanalisados são os módulos elásticos em resposta ao</p><p>carregamento do sistema estruturado, pois a deformação total da estrutura é a</p><p>resultante das deformações de cada material constituinte, relacionada às condições</p><p>ambientais.</p><p>No transcorrer das últimas décadas várias pesquisas foram desenvolvidas com</p><p>o objetivo de se obter procedimentos automatizados para a resolução de sistemas de</p><p>235</p><p>múltiplas camadas com o emprego computacional. Os estudos sistematizaram buscas</p><p>por processos mais rápidos, objetivos e precisos através da elaboração de Fluxogramas</p><p>Característicos de Programas de Retroanálise, assim concebidos (Ref.40):</p><p>Os pontos mais importantes no processo automático de retroanálise são as</p><p>estimativas de módulos iniciais, checagem de erros, determinação de novos valores</p><p>modulares, relações constituintes e controle de valores limites, além da correta</p><p>definição da estrutura em estudo. A rotina de escolha dos módulos iniciais processa-se</p><p>de duas formas nos freqüentes programas disponíveis no mercado: conjunto de</p><p>módulos definidos por meio de regressões tendo por base as deformações medidas no</p><p>campo ou conjunto modular fornecido pelo operador no processo de entrada de dados.</p><p>A checagem dos erros inclui uma gama de ferragens matemáticas freqüentemente</p><p>utilizadas em análises estatísticas, dentre as quais tem-se (Ref.40):</p><p>• Soma dos quadrados das diferenças entre as deformações elásticas</p><p>medidas e calculadas, ou seja:</p><p>236</p><p>( ) 2</p><p>1</p><p>100∑</p><p>=</p><p></p><p></p><p></p><p> −×n</p><p>i m</p><p>mc</p><p>d</p><p>dd</p><p>Onde:</p><p>dc � deformação elástica calculada;</p><p>dm � deformação elástica medida;</p><p>n � número de deformações lidas na superfície deformada</p><p>• Soma das diferenças absolutas entre as deformações elásticas medidas e</p><p>calculadas, conhecida como �Absolut Arithmetic Error�:</p><p>( ) ( )∑</p><p>=</p><p></p><p></p><p></p><p> −×=</p><p>n</p><p>i m</p><p>mc</p><p>d</p><p>dderrorAA</p><p>1</p><p>100%</p><p>• Raiz quadrada das somas dos quadrados das diferenças entre as</p><p>deformadas calculadas e medidas, conhecida como �Root Mean Square</p><p>Error� (RMS):</p><p>( ) ( ) 2</p><p>1</p><p>1</p><p>2</p><p>1001%</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p> −××= ∑</p><p>=</p><p>n</p><p>i m</p><p>mc</p><p>d</p><p>dd</p><p>n</p><p>errorRMS</p><p>Segundo a literatura internacional, a checagem de erros pelo RMS apresenta um</p><p>resultado melhor, pois a abrangência da checagem é independente do número de</p><p>pontos de leitura das deformações na superfície deformada. O cálculo de novos valores</p><p>modulares para a continuação do processo iterativo é baseado nos modelos de</p><p>Newton. Entretanto, os programas mais modernos utilizam algoritmos baseados no</p><p>modelo de Hooke -Jeeves, juntamente com procedimentos de interpolação (Ref.40).</p><p>237</p><p>As relações constitutivas são importantes para a determinação da linearidade</p><p>dos materiais constituintes dos pavimentos. Desta forma, os programas mais modernos</p><p>apresentam relações que levam em consideração a não-linearidade dos materiais e,</p><p>portanto, fazem uso de correções dos módulos com base em equações pré-</p><p>determinadas, sendo mais representativas das condições em campo. O controle de</p><p>valores limites permite que o analista possa interferir no cálculo e, com base em sua</p><p>experiência, delinear os resultados como �prováveis� de acordo com estudos teóricos,</p><p>em laboratórios ou históricos do trecho considerado (Ref.40).</p><p>Os fatores que influenciam as deformações elásticas dos pavimentos e</p><p>conseqüentemente os módulos das camadas são:</p><p>• Temperatura do ar;</p><p>• Temperatura do revestimento;</p><p>• Espessura das camadas;</p><p>• Natureza dos materiais constituintes da estrutura;</p><p>• Carga solicitante;</p><p>• Ponto de aplicação da carga;</p><p>• Confinamento das camadas;</p><p>• Teor de umidade;</p><p>• Granulometria;</p><p>• Oxidação das misturas asfálticas;</p><p>• Deterioração das camadas.</p><p>Nos programas mais modernos de retroanálise, alguns destes fatores são</p><p>equacionados e fazem parte de relações constitutivas.</p><p>Como exemplo ilustrativo dos resultados obtidos em uma retroanálise, é</p><p>mostrado, a seguir, o resultado de dois segmentos analisados. O primeiro é de um</p><p>pavimento novo e o segundo de um pavimento existente. Observa-se que a</p><p>238</p><p>variabilidade dos resultados é bem maior no pavimento existente, fator esse atribuído</p><p>às condições de trincamento e envelhecimento da estrutura.</p><p>239</p><p>! Programa Elmod4.</p><p>Elmod é um software específico para cálculo mecanístico e avaliação</p><p>estrutural, desenvolvido pela Dynatest Inc.. Utilizando o arquivo proveniente do FWD, o</p><p>programa calcula os módulos de resiliência através de dois processos de retroanálise.</p><p>O primeiro leva em consideração apenas o ajuste do raio da bacia de deflexão. O</p><p>segundo, mais complexo, calcula os módulos através do ajuste das bacias de campo e</p><p>teórica (calculada). Para que se possa usufruir a máxima eficiência do programa, é</p><p>necessário o cálculo através dos dois processos, sendo que o primeiro é essencial para</p><p>a calibração das relações constituintes, e o segundo, para calcular de fato os módulos</p><p>de resiliência.</p><p>O procedimento conhecido como ajuste de bacias é interativo, fundamentado</p><p>em fluxograma característico. O que diverge esse processo dos demais está na forma</p><p>de verificar e checar os erros durante as iterações. Este programa utiliza o modelo de</p><p>erros RMS (Root Mean Square Error, raiz quadrada das somas dos quadrados das</p><p>diferenças entre as deformadas calculadas e medidas), tornando-o mais eficiente e</p><p>confiável em relação ao resultado obtido.</p><p>Como o programa utiliza o próprio arquivo do FWD, o cálculo é feito sem a</p><p>consideração de segmentos homogêneos, ferramenta que simplifica o processo em</p><p>outros sistemas. A segmentação homogênea consiste na consideração de segmentos</p><p>de comportamento semelhante, onde os valores deflectométricos empregados são</p><p>médios dos pontos que constituem o segmento.</p><p>Esse processo embute no cálculo uma simplificação que pode ocasionar</p><p>pequenas divergências já na etapa inicial do cálculo. O Elmod4 não utiliza tal recurso e</p><p>seu cálculo é feito individualmente para cada estação de ensaio.</p><p>! Número Estrutural a partir dos módulos dos materiais</p><p>O número estrutural de um pavimento representa o seu comportamento no que</p><p>tange a sua capacidade de suporte às ações do tráfego. Por se tratar de um valor</p><p>absoluto, sua referência é sempre um valor parametrizado em função das condições</p><p>que se deseja para o pavimento.</p><p>240</p><p>A concepção do número estrutural foi desenvolvida pela AASHTO e segue um</p><p>procedimento de cálculo que envolve a consideração dos módulos de resiliência das</p><p>camadas constituintes do pavimento e suas respectivas espessuras. A esse valor é</p><p>adicionada uma parcela que representa a característica mecanística do subleito,</p><p>através do seu módulo de resiliência</p><p>baixo custo, como também na redução da espessura total de estrutura do pavimento</p><p>devido à inclusão dos aglomerantes citados. Para esse caso, um estudo laboratorial</p><p>cuidadoso para verificação da eficiência do aditivo químico, é necessário.</p><p>Outra consideração a ser levada em conta quando se utiliza bases "pozolânicas"</p><p>revestidas com capas asfálticas, é a de que pode ocorrer a propagação de trincas</p><p>transversais no revestimento. Nesse caso, juntas produzidas artificialmente (serradas) e</p><p>seladas, podem ser utilizadas para minimizar esses defeitos, além de facilitar as</p><p>operações futuras de selagem. O espaçamento entre essas juntas varia de 8 a 10</p><p>metros, dependendo de experiências locais.</p><p>Com relação aos pavimentos não revestidos, ou melhor, às estradas de terra, as</p><p>bases devem possuir algumas propriedades de coesão.</p><p>Uma grande variedade de materiais pode ser usada, incluindo todos os tipos de</p><p>agregados localmente disponíveis. Como a estabilidade dos materiais é função da</p><p>densidade, a compactação deve ser adequada.</p><p>Não se deve esquecer que como o tipo de pavimento é função, principalmente,</p><p>da disponibilidade de materiais, podem ser consideradas outras bases com materiais</p><p>aqui não definidos.</p><p>15</p><p>Devido à importância estrutural da camada de base, faz-se a seguir uma breve</p><p>descrição das mais comumente utilizadas.</p><p>1 . Base de Brita Graduada - pode ser definida como uma base resultante da</p><p>mistura, em usina ou in situ, de um agregado previamente dosado</p><p>granulometricamente, contendo inclusive material de enchimento e água.</p><p>2 . Base de Brita Corrida - é uma camada constituída por produtos resultantes da</p><p>britagem primária de rocha sã, enquadrados numa condição granulométrica</p><p>contínua.</p><p>3 . Base de Macadame Hidráulico - pode ser definida como uma ou mais</p><p>camadas de pedra britada, de fragmentos entrosados entre si, com material de</p><p>enchimento, aglutinados por água. Diferencia-se das anteriores pelo tamanho</p><p>do agregado pétreo principal, que nesse caso tem no máximo 10 cm.</p><p>4 . Base de Macadame Betuminoso - embora o nome macadame indique</p><p>semelhança como o macadame hidráulico, contudo é limitado a certos fatores.</p><p>Esse tipo de base consiste na superposição de camadas de agregados</p><p>britados, interligados entre si por pinturas de material betuminoso.</p><p>5 . Base de Solo Estabilizado Granulometricamente - consiste da utilização de</p><p>solos naturais, rochas alteradas ou ainda de qualquer combinação desses</p><p>materiais, de modo a oferecer, após umedecimento e compactação, boas</p><p>condições de estabilidade.</p><p>6 . Base de Solo-Cimento - pode ser definida como uma mistura íntima de solo,</p><p>água e cimento, em proporções convenientes e previamente determinadas,</p><p>mistura essa que, uniformizada e compactada, apresenta após a cura e</p><p>cobertura por uma capa de rolamento, boas condições de durabilidade.</p><p>7 . Base de Solo Arenoso Fino Laterítico - é uma base de solo, onde predomina a</p><p>fração areia fina, com pequenas porcentagens de silte e argila. O solo é o</p><p>característico das regiões tropicais, e foi formado pelo processo pedológico de</p><p>laterização.</p><p>8 . Base de Solo-Brita - pode ser dividida em solo arenoso-brita e solo argiloso-</p><p>brita. Na primeira constitui-se de uma mistura de solo arenoso fino laterítico e</p><p>brita corrida, e na segunda, de solo com predomínio de argila, misturado com</p><p>16</p><p>brita corrida. Para ambos os casos, as porcentagens ideais das misturas</p><p>devem ser definidas em estudos de laboratórios.</p><p>9 . Brita Graduada Tratada com Cimento - é constituída de uma mistura, em</p><p>usina, de brita graduada ou brita corrida, cimento e água, adequadamente</p><p>estudada com relação ao teor de cimento, e devidamente compactada no</p><p>campo. Tem sido utilizada como camada de sub-base.</p><p>3.1.5 - Revestimento</p><p>A camada de revestimento de uma estrutura flexível consiste de uma mistura de</p><p>agregados minerais e materiais betuminosos, sobreposta à camada de base.</p><p>Em adição à sua principal função como componente estrutural do pavimento, ela</p><p>deve ser projetada para:</p><p>a) resistir às forças abrasivas do tráfego;</p><p>b) reduzir a penetração de água superficial no pavimento;</p><p>c) proporcionar uma superfície resistente ao deslizamento dos veículos;</p><p>d) proporcionar um rolamento suave e uniforme ao tráfego.</p><p>O sucesso do revestimento, depende da obtenção de uma mistura com uma</p><p>ótima graduação de agregados e da porcentagem de ligante betuminoso, de modo a</p><p>ser durável, resistente a fraturas e desagregações, sem se tornar instável ao tráfego</p><p>esperado e as condições climáticas.</p><p>O projeto da mistura em laboratório é essencial para garantir sua eficiência.</p><p>Embora agregados com uma graduação densa com o tamanho máximo de cerca de</p><p>2,5cm sejam especificados para as camadas de revestimentos rodoviários, uma ampla</p><p>variedade de outras graduações tem sido usada com um desempenho satisfatório para</p><p>condições específicas.</p><p>A massa para os revestimentos é geralmente preparada por misturas a quente,</p><p>em usinas apropriadas, como o concreto asfáltico por exemplo. Também pode ser</p><p>obtida em usinas de mistura a frio, com emulsões asfálticas. As massas misturadas a</p><p>quente são recomendadas para uso em rodovias de tráfego de moderado a elevado.</p><p>17</p><p>É particularmente importante que os revestimentos sejam adequadamente</p><p>compactados durante a construção. Quando mau compactados, são mais suscetíveis a</p><p>uma grande variedade de defeitos que tendem a reduzir a vida útil e o nível de</p><p>desempenho do pavimento.</p><p>Os tipos de defeitos mais freqüentemente relacionados à compactação são:</p><p>afundamento nas trilhas de rodas, desagregação e deterioração estrutural devido ao</p><p>excesso de infiltração de água.</p><p>Devido ao grande número de materiais betuminosos disponíveis, o seu uso pode</p><p>ser resumido nos seguintes serviços:</p><p>! Pinturas Asfálticas - são serviços que consistem na aplicação de uma película de</p><p>material asfáltico, de consistência líquida, sobre a superfície de uma camada do</p><p>pavimento. Conforme as funções desejadas, as pinturas asfálticas podem ser dos</p><p>seguintes tipos:</p><p>a) Imprimação - é a pintura asfáltica realizada com o objetivo de:</p><p>•••• Conferir coesão à superfície da camada, pela penetração do ligante aplicado;</p><p>•••• Atribuir à camada granular certo grau de impermeabilização;</p><p>•••• Promover condições de aderência entre a base e a camada asfáltica a ser</p><p>sobreposta.</p><p>b) Pintura de Ligação - é a pintura asfáltica executada com a função básica de</p><p>promover a aderência em relação à camada asfáltica a ser sobreposta. A pintura</p><p>de ligação pode ser aplicada nas seguintes condições:</p><p>•••• Sobre antigos revestimentos asfálticos, previamente à execução de um</p><p>recapeamento, ou mesmo de um tratamento de rejuvenescimento;</p><p>•••• Sobre pinturas asfálticas aplicadas anteriormente e que pela ação do tráfego</p><p>e do tempo, tenham perdido a sua potencialidade de promover aderência</p><p>com a camada a ser sobreposta;</p><p>•••• Como elemento de ligação entre duas camadas asfálticas.</p><p>c) Pintura de Cura - é a pintura asfáltica aplicada sobre camadas tratadas com</p><p>cimento Portland ou cal hidratada, recém-executadas, com a função de evitar a</p><p>perda acelerada de umidade e, conseqüentemente, promover adequadas</p><p>18</p><p>condições para o desenvolvimento do processo de cura. Secundariamente, a</p><p>pintura de cura desempenha a função de conferir aderência entre a camada</p><p>tratada e o revestimento asfáltico a ser sobreposto.</p><p>! Tratamento Superficial - é o serviço por penetração, que envolve aplicações</p><p>alternadas de ligante asfáltico e agregados minerais, em operações simples ou</p><p>múltiplas. É classificado como simples, duplo ou triplo, em função das aplicações de</p><p>agregado/ligante de que é constituído. Pode ainda ser classificado pela forma de</p><p>penetração do ligante asfáltico em penetração direta ou penetração invertida. É</p><p>utilizado o de penetração invertida.</p><p>! Macadame Betuminoso - é o serviço por penetração, que envolve aplicações</p><p>ou CBR, resultando no Número Estrutural</p><p>Corrigido – SNC. A seqüência de cálculo apresentada abaixo é utilizada para a</p><p>determinação do SNC.</p><p>241</p><p>CÁLCULO DO SNC</p><p>( ) 43,1log85,0log52,3 2</p><p>10 −−⋅+= CBRCBRSNSNC</p><p>∑= ii haSN ; onde:</p><p>SNC é o Número Corrigido do pavimento;</p><p>CBR é o Índice Suporte Califórnia do Subleito (CBR = E/100);</p><p>hi = é a espessura da camada �i� em polegadas;</p><p>ai = é o coeficiente estrutural da �i�.</p><p>1. Concreto Betumi nosso Usinado a Quente</p><p>44,0</p><p>30000</p><p>log4,0 1</p><p>101 +</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>E</p><p>a</p><p>0,2 < a1 < 0,44</p><p>onde E1 é o modulo elástico do revestimento (kgf/cm2)</p><p>2. Base Cimentada</p><p>08,0</p><p>30000</p><p>log51,0 2</p><p>102 +</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>E</p><p>a</p><p>0,1 < a2 < 0,28</p><p>onde E2 é o modulo elástico da base (kgf/cm2)</p><p>3. Base Granular</p><p>11,0</p><p>1600</p><p>log51,0 2</p><p>102 +</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>E</p><p>a</p><p>0,06 < a2 < 0,2</p><p>onde E2 é o modulo elástico da base (kgf/cm2)</p><p>4. Sub-base Granular</p><p>15,0</p><p>1600</p><p>log23,0 3</p><p>103 +</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>E</p><p>a</p><p>0,06 < a3 < 0,2</p><p>onde E3 é o módulo elástico da sub-base (kgf/cm2)</p><p>242</p><p>O calculo do SNC permite a ánalise do comportamento da estrutura como um</p><p>todo, onde a contribuição de cada camada é somada, gerando um índice de</p><p>comportamento único.</p><p>Esse tipo de informação pode ser útil quando uma dada camada do pavimento</p><p>apresenta condições mínimas de suporte e pode ser compensada pelo melhor</p><p>desempenho de uma camada adjacente, resultando também em um resultado</p><p>satisfatório para o pavimento.</p><p>O valor de referência do SNC é calculado considerando-se uma estrutura com os</p><p>valores mínimos aceitáveis para os módulos de resiliência de cada uma das camadas</p><p>do pavimento. Desta forma, o valor de referência é aquele que representa as condições</p><p>limites para as quais o pavimento passa a ter o desempenho estrutural almejado.</p><p>A figura a seguir mostra um diagrama do SNC quando comparado com um valor</p><p>de referência.</p><p>243</p><p>! Número Estrutural a partir do valor CBR</p><p>O número estrutural corrigido é calculado por meio das seguintes expressões:</p><p>( ) 43,1log85,0log52,3 2</p><p>10 −−⋅+= CBRCBRSNSNC</p><p>∑= ii HaSN</p><p>onde:</p><p>SNC � Número estrutural corrigido;</p><p>CBR � índice de Suporte Califórnia do Subleito;</p><p>ai � coeficiente de equivalência estrutural da camada i do pavimento, em cm-1;</p><p>Hi � espessura da camada i do pavimento, em cm.</p><p>Os coeficientes de equivalência estruturais das camadas do pavimento, cm-1, são</p><p>determinados pelas seguintes igualdades e expressões:</p><p>1. Revestimentos:</p><p>a1 � 0,04 para tratamentos superficiais;</p><p>a1 � 0,07 para concreto asfáltico com espessura ate 3cm;</p><p>( )RMea</p><p>51040,8</p><p>1 1181,0</p><p>−×−−= para concretos asfálticos com espessuras superiores a</p><p>3cm, cujo modulo de resiliência (MR), médio a 25ºC, deve ser expresso em</p><p>kgf/cm2. Na impossibilidade de sua determinação recomenda-se MR = 2942MPa</p><p>(30000kgf/cm2).</p><p>2. Base Granular:</p><p>( ) 4</p><p>2</p><p>34</p><p>2</p><p>2</p><p>22 1010772,107783,047,11 −− ××+−= CBRCBRCBRa</p><p>onde:</p><p>2CBR - Índice de Suporte Califórnia da base granular.</p><p>3. Sub-base granular:</p><p>( )33 log02559,000394,0 CBRa +=</p><p>onde:</p><p>244</p><p>3CBR - Índice de Suporte Califórnia da sub-base.</p><p>4. Bases não-granulares:</p><p>a2 = 0,04 para solo-cimento;</p><p>a2 = 0,06 para macadame betuminoso;</p><p>5. Sub-bases não granulares</p><p>a3 = 0,04 para solo-cimento;</p><p>a3 = 0,06 para macadame betuminoso;</p><p>6. Reforço de subleito</p><p>( )44 log2559,000394,0 CBRa +=</p><p>onde:</p><p>4CBR - Índice de Suporte Califórnia do reforço do subleito.</p><p>Camadas de pavimento não consideradas anteriormente poderão ter seus</p><p>coeficientes de equivalência estrutural fixados pelo projetista, devidamente justificados.</p><p>! Correlações com o SNC</p><p>• Cálculo do SNC a partir da deflexão de campo (Dc):</p><p>625,0</p><p>650</p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>= CD</p><p>SNC</p><p>• Cálculo da espessura de reforço em concreto asfáltico:</p><p>a</p><p>SNCSNH ref</p><p>−= 54,2</p><p>245</p><p>• Cálculo da espessura de reforço em concreto asfáltico sobre uma superfície</p><p>fresada:</p><p>a</p><p>HaSNC</p><p>D</p><p>D</p><p>H</p><p>c</p><p>c</p><p>adm</p><p>ref</p><p>1</p><p>625,0</p><p>54,21 +×</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−</p><p></p><p></p><p></p><p>=</p><p>−</p><p>onde:</p><p>SN � número estrutural de dimensionamento;</p><p>SNC � número estrutural do pavimento existente;</p><p>a � coeficiente estrutural da mistura nova de concreto asfáltico;</p><p>a1 � coeficiente estrutural do revestimento existente;</p><p>Hc � espessura de fresagem.</p><p>São apresentadas a seguir algumas definições julgadas importantes ao</p><p>entendimento da temática rodoviária:</p><p>• Restauração rodoviária:</p><p>Consiste de uma ampla gama de intervenções que tem por objetivo</p><p>recompor as condições de serventia de pavimentos rodoviários. No</p><p>contexto da restauração rodoviária encontra-se a selagem, a execução de</p><p>reforços, a reciclagem e a reconstrução. As atividades de manutenção e</p><p>conservação rotineira não estão compreendidas no conceito aqui adotado</p><p>para restauração.</p><p>• Selagem:</p><p>Consiste na aplicação, sobre um revestimento asfáltico existente, de uma</p><p>capa selante, tratamento superficial ou micro revestimento, com a</p><p>finalidade principal de selar as trincas existentes, evitando o acesso das</p><p>águas no interior da estrutura. Adicionalmente, a aplicação de uma técnica</p><p>de selagem provê o rejuvenescimento da superfície asfáltica existente.</p><p>246</p><p>• Reforço:</p><p>Consiste na superposição de uma ou mais camadas de misturas asfálticas</p><p>sobre um pavimento existente, com a função primordial de aumentar a sua</p><p>capacidade estrutural, habilitando-o a fazer frente a um novo período de</p><p>projeto. A aplicação de um reforço permite, dentro de certos limites, a</p><p>correção de algumas irregularidades existentes na superfície do</p><p>pavimento. Quando executado em uma única camada asfáltica, pode-se</p><p>utilizar para o reforço a designação recapeamento.</p><p>• Reciclagem:</p><p>Trata-se de um conjunto de técnicas construtivas nas quais o pavimento é</p><p>recomposto através do reaproveitamento total ou parcial de uma ou mais</p><p>de suas camadas.</p><p>• Reconstrução:</p><p>A reconstrução de um pavimento existente compreende a remoção total</p><p>ou parcial de diversas camadas da estrutura, podendo atingir inclusive a</p><p>porção superior do subleito, e a sua substituição por novas camadas</p><p>adequadamente executadas.</p><p>247</p><p>APÊNDICE D</p><p>Proposta de procedimento para verificação da condição funcional e estrutural de</p><p>pavimentos flexíveis e semi-rígidos para recebimento de serviços executados por lote</p><p>de rodovia</p><p>! Levantamentos</p><p>• Determinação do Índice de Gravidade Global (IGG) nas rodovias de pista</p><p>simples a cada 20m, alternados em relação ao eixo da pista de rolamento</p><p>(40m em 40m em cada faixa de tráfego). Nas rodovias de pista dupla, a</p><p>cada 20m, na faixa de tráfego mais solicitada de cada pista;</p><p>• Determinação do Valor de Serventia Atual (VSA) do pavimento;</p><p>• Medição da Irregularidade de Superfície em todas as faixas de trêfego, de</p><p>modo a obter o Quociente de Irregularidade (QI) � �International Roughness</p><p>Index� (IRI);</p><p>• Medidas de deflexão com a Viga de Benkelman o com o equipamento</p><p>�Falling Weight Deflectometer� (FWD), com espaçamento de 80cm em</p><p>80cm nas faixas de tráfego mais solicitadas no caso de pista dupla, e com</p><p>o mesmo espaçamento em ambas as faixas de tráfego no caso de pista</p><p>simples;</p><p>• Demarcação das áreas defeituosas;</p><p>• Perfil do projeto do pavimento aprovado pelo setor competente;</p><p>• Controle tecnológico de construção das camadas do pavimento.</p><p>! Resultados</p><p>• Para cada uma das ocorrências inventariadas, deve ser calculado o Índice</p><p>de Gravidade Individual (IGI). O Índice de Gravidade Global (IGG) deve ser</p><p>calculado por segmento com extensão de 1,0km;</p><p>• O VSA deve ser calculado para cada 2,0km de rodovia;</p><p>• Deve ser apresentado o perfil dos resultados de QI em gráfico Y(QI) e</p><p>X(estaca ou espaçamento);</p><p>248</p><p>• As deflexões devem ser apresentadas em perfil Y(deflexão) e X(estaca ou</p><p>espaçamento);</p><p>• As áreas defeituosas devem se apresentadas em perfil unifilar com</p><p>indicação do valor em metros quadrados;</p><p>• No perfil do pavimento construído devem constar as espessuras</p><p>das</p><p>camadas e os tipos de materiais constituintes � �as built�;</p><p>• Resumo dos resultados dos ensaios do controle tecnológico executado.</p><p>! Ánalise dos Levantamentos e Dados Existentes</p><p>• Apresentar a percentagem de IGG inferior a 20, entre 20 a 40, e superior a</p><p>40;</p><p>• A percentagem do VSA superior a 3,5;</p><p>• A percentagem de QI inferior a 25, entre 25 e 35 e superior a 35 contagem</p><p>por quilômetro;</p><p>• A percentagem dos valores de deflexão abaixo da admissível,</p><p>considerando:</p><p>a) O número �N� de projeto;</p><p>b) O número �N� para o tráfego comercial que solicitou o pavimento após</p><p>sua construção ou liberação. Para este caso, admitir Fatores Veículos</p><p>(FV) representativos de trafego leve, médio e pesado;</p><p>• Diagnóstico das áreas defeituosas � causas prováveis do aparecimento de</p><p>defeitos, indicando as áreas que serão reparadas com a solução a ser</p><p>adotada, bem como as áreas do pavimento com defeitos que podem ser</p><p>mantidas e consideradas estáveis, não comprometendo a vida de projeto</p><p>estimada para o trecho rodoviário;</p><p>• Interpretação dos ensaios de controle tecnológico;</p><p>! Considerações Gerais</p><p>• O estaqueamento no pavimento deve ser materializado com tinta de</p><p>demarcação viária ou pintura similar, com o objetivo de possibilitar uma</p><p>possível checagem dos levantamentos realizados;</p><p>249</p><p>• Os resultados dos levantamentos devem também ser apresentados por</p><p>segmentação homogênea do trecho do ponto de vista do Índice de</p><p>Gravidade Global (IGG), do Quociente de Irregularidade (QI) e da deflexão</p><p>máxima medida sob o ponto de aplicação da carga no caso do uso do FWD</p><p>ou entre rodas no caso do uso da Viga Benkelman, de acordo com os</p><p>procedimentos normalizados;</p><p>• Dependendo das condições da rodovia e do estado de superfície, pode ser</p><p>recomendado o uso de técnicas modernas de geofísica com equipamentos</p><p>do tipo GPR � �Ground Penetration Radar�, para o diagnóstico estrutural do</p><p>pavimento � espessuras e ocorrências de locais críticos e levantamentos</p><p>com Perfilômetro para avaliação dos perfis longitudinal e transversal;</p><p>• O procedimento proposto poderá ser simplificado, em função da inspeção</p><p>visual realizada por engenheiro especializado e após ánalise de dados</p><p>existentes;</p><p>• Este procedimento de verificação das condições dos pavimentos deve ser</p><p>executado após, no mínimo, doze meses de abertura ao tráfego das</p><p>estruturas construídas;</p><p>! Determinação do Índice de Qualidade</p><p>• A partir dos estudos realizados é calculado um Índice de Qualidade para</p><p>retratar a pior e a melhor condição funcional e estrutural do pavimento</p><p>avaliado. Os parâmetros de condição são ponderados de 0 a 1 de acordo</p><p>com a sua importância no desempenho futuro da estrutua construída. O</p><p>Índice de Qualidade é calculado pela seguinte expressão:</p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p></p><p>−= ∑</p><p>330</p><p>1100 iIQI</p><p>IQ</p><p>onde:</p><p>IQ � Índice de Qualidade</p><p>IQI � Índice de Qualidade Individual</p><p>250</p><p>• A partir do calculo do IQ é estabelecida a seguinte situação:</p><p>Condição IQ</p><p>Boa 100 � 90</p><p>Regular 89 � 80</p><p>Péssima 79 � 0</p><p>O quadro a seguir mostra a planilha para a definição do IQ.</p><p>Parâmetro Limite Percentagem Fator de</p><p>ponderação IQI</p><p>≤ Dadm 0,0 Deflexão</p><p>(0,01mm) > Dadm 0,7</p><p>≤ 35 0,0 Irregularidade</p><p>(cont./Km) > 35 1,0</p><p>≤ 20 0,0</p><p>20 � 40 0,5 IGG</p><p>> 40 1,0</p><p>≤ 3,5 0,6 VSA</p><p>>3,5 0,0</p><p>251</p><p>APÊNDICE E</p><p>Alguns equipamentos de campo e de laboratório</p><p>$ Medidas de Deflexão</p><p>Viga Benkelman</p><p>Falling Weight Deflectometer – FWD</p><p>252</p><p>$ Qualidade ao Rolamento</p><p>Acelerômetro LCPC (1)</p><p>Esquema de um quarto-de-carro (1)</p><p>B � base de cálculo � comprimento em metros</p><p>x � abscissa sobre o perfil</p><p>( ) ( )dxxzxz</p><p>B</p><p>IRI</p><p>B</p><p>1</p><p>0</p><p>2</p><p>1 −⋅= ∫</p><p>253</p><p>$ Ensaios de Carga Repetida</p><p>Ensaio Triaxial</p><p>254</p><p>Ensaio de Compressão Diametral</p><p>255</p><p>APÊNDICE F</p><p>Correlação entre algumas unidades de medidas</p><p>GRANDEZA SISTEMA MÉTRICO SISTEMA</p><p>INTERNACIONAL</p><p>Carga</p><p>1 kgf</p><p>1 kgf</p><p>1 tf</p><p>10 N</p><p>0,01 kN</p><p>10 kN</p><p>Tensão</p><p>1 kgf/cm2</p><p>1 tf/m2</p><p>1 kgf/cm2</p><p>1 tf/m2</p><p>1 kgf/cm2</p><p>1 tf/m2</p><p>1 kgf/cm2</p><p>1 kgf/cm2</p><p>1 kgf/cm2</p><p>1 kgf/cm2</p><p>1 atm</p><p>100 kN/m2</p><p>10 kN/m2</p><p>0,10 MPa</p><p>0,01 MPa</p><p>100 kPa</p><p>10 kPa</p><p>14,2 psi</p><p>1 bar</p><p>105 Pa</p><p>105 N/m2</p><p>101,325 kPa</p><p>Peso específico</p><p>1 tf/m3</p><p>1 g/cm3</p><p>1 kg/dm3</p><p>10 kN/m3</p><p>10 kN/m3</p><p>0,10 kN/m3</p><p>GRANDEZA SISTEMA INTERNACIONAL</p><p>Outras</p><p>1 Pa</p><p>1 MPa</p><p>1 MPa</p><p>1 KN</p><p>1 Mpa</p><p>1 N/m2</p><p>106 N/m2</p><p>103 kPa</p><p>103 N</p><p>1 N/mm2</p><p>256</p><p>BIBLIOGRAFIA</p><p>1. Ahlborn, G. � Elastic layered systems with normal loads. Institute of</p><p>Transportation and Traffic Engineering, University of California, Berkeley, 1972.</p><p>2. Antão L. de Melo � Apostilas de pavimentação e notas de aula, UFPE.</p><p>3. Aranovich, L.A.S. � Desempenho de pavimentos de baixo custo no Estado do</p><p>Paraná. Tese de Mestrado, Coppe/UFRJ, 1985.</p><p>4. Ayres, Jr. M � Development of a rational probabilistc approach for flexible</p><p>pavement analysis. Ph.D. Dissertation, University of Maryland, USA, 1997.</p><p>5. Braz, D. � Tomografia computadorizada no estudo da mecânica da fratura em</p><p>misturas asfálticas, Tese de Doutorado, Coppe/UFRJ, 1997.</p><p>6. Cardoso, S. H. � Procedure for flexible airfield pavement design based on</p><p>permanent deformation, tese Ph.D., University of Maryland, USA, 1987.</p><p>7. Cerati, J.A.P. � Estudo do comportamento à fadiga de solos estabilizados com</p><p>cimento. Tese de Doutorado, Coppe/UFRJ, 1991.</p><p>8. Distress Identification manual for the long-term pavement performance project</p><p>(SHRP P-338).</p><p>9. DNER-ES 128/83 � Levantamento da condição de superfície de segmentos �</p><p>testemunha de rodovias de pavimento flexível ou semi-rígido para gerência de</p><p>pavimentos a nível de rede.</p><p>257</p><p>10. DNER-ES 128/86 � Método de nível e mira para calibração de sistemas</p><p>medidores de irregularidade tipo-resposta.</p><p>11. DNER-ME 24/94 � Determinação de deflexões nos pavimentos com a viga</p><p>Benkelman.</p><p>12. DNER-PRO 07/78 � Avaliação subjetiva da superfície de pavimentos flexíveis e</p><p>semi-rígidos.</p><p>13. DNER-PRO 08/94 � Avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e</p><p>semi-rígidos.</p><p>14. DNER-PRO 10/79 � Avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis</p><p>(Procedimento A).</p><p>15. DNER-PRO 11/79 � Avaliação estrutural dos pavimentos flexíveis</p><p>(procedimento B).</p><p>16. DNER-PRO 159/85 � Projeto de restauração de pavimentos flexíveis e semi-</p><p>rígidos.</p><p>17. DNER-PRO 164/89 � Calibração e controle de sistemas medidores de</p><p>irregularidade de superfície de pavimentos.</p><p>18. DNER-PRO 182/90 � Medição de irregularidade de superfície de pavimentos</p><p>com sistemas integradores IPR/USP e Maysmeter.</p><p>19. DNER-PRO 269/94 � Projeto de restauração de pavimentos flexíveis �</p><p>Tecnapav.</p><p>20. Dynatest Engineering A/S � Dynatest 8081 Hwd Test System, Owner�s Manual �</p><p>PART I.</p><p>258</p><p>21. Foxworthy, P.T. & Darter, M.I. � Illi-Slab and FWD deflections basins for</p><p>characterization of rigid pavements, Symposium on Nondestructive Testing of</p><p>Pavements and Backcalculation of Moduli, ASTM, Philadelphia, 1989.</p><p>22. Franco, F.A.C.P. � Um sistema para análise mecanística de pavimentos</p><p>asfálticos. Tese de Mestrado, Coppe/UFRJ, 2000.</p><p>23. Gontijo, P.R.A. � Contribuição para o estudo do comportamento de misturas</p><p>betuminosas à fadiga por flexão dinâmica, sob a ação de cargas rolantes</p><p>repetidas. Tese para o concurso de especialista do Lnec, Portugal, 1979.</p><p>24. Heukelom, W; Klomp, A.J.G. � Dynamic testing as a mens of controlling</p><p>pavements during and after construction. Proceedings. 1o Intern. Conference on</p><p>the Structural Design of Asphalt Pavements Ann Arbor, University Michigan,</p><p>1962.</p><p>25. Hoffman, M.S. & Thompson, M.R. � Comparative study of selected</p><p>nondestructive testing devices, TRR-852, 1982.</p><p>26. IPR/DNER � Manual de reabilitação de pavimentos asfálticos, 1998.</p><p>27. Jayawickrama,</p><p>P.W.; Lytton, R.L. � Methodology for predicting asphalt concrete</p><p>overlay life against reflection cracking � 6o International Conference on the</p><p>Structural Design of Asphalt Pavements, Proceedings, Ann Arbor Conference,</p><p>1987.</p><p>28. Medina, J. Mecânica dos pavimentos, editora UFRJ, 1997.</p><p>259</p><p>29. Medina, J.; Motta, L.; Pinto, S.; Rodrigues, R � Fatigue of asphalt mixtures and</p><p>paving cracking, 7th International Conference on Asphalt Pavements, Nottingham,</p><p>United Kingdom, 1992.</p><p>30. Medina, J.; Pinto, S.; Preussler, E.S. � Une méthodologie d�evaluation des</p><p>Chaussées Souples et Calcul de Renforcement. Institut des Sciences et des</p><p>Techniques de l�Équipement et de l�Environnement pour le Développement,</p><p>1986.</p><p>31. Monismith, C.L.; Deacon, J.A. � Fadigue of asphalt paving mixture, Proceedings</p><p>of the American Society of Civil Engineers, 1969.</p><p>32. Motta, L.M.G. � Método de dimensionamento de pavimentos flexíveis; critérios de</p><p>confiabilidade e ensaios de carga repetidas. Tese de Doutorado, Coppe/UFRJ,</p><p>1991.</p><p>33. Motta, L.M.G. � Um ano de medições de temperatura no painel experimental da</p><p>COPPE. 1o Simpósio Internacional de Avaliação de Pavimentos e Projeto de</p><p>Reforço, ABPv, 1979.</p><p>34. Pereira, A.M. � Análise das condições de deformidade de reforços com base na</p><p>experiência. Californiana, Etel, 1973.</p><p>35. Pinto, S. � Comportement à l�orniérage et résistance à la traction par</p><p>compression diamétrale des bétons hydrocarbonés, Repport 8108, Ecole</p><p>Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suisse, 1981.</p><p>36. Pinto, S. � Estudo do comportamento à fadiga de misturas betuminosas e</p><p>aplicação na avaliação estrutural de pavimentos. Tese de Doutorado,</p><p>Coppe/UFRJ, 1991.</p><p>260</p><p>37. Pinto, S.; Preussler, E.S. � Módulos resilientes de concretos asfálticos. Anais da</p><p>XV Reunião Anual da ABPv, Belo Horizonte, 1980.</p><p>38. Pinto, S.; Preussler, E.S. � Um procedimento de avaliações estrutural e projeto</p><p>de reforço de pavimentos flexíveis considerando a reciclagem do revestimento</p><p>existente. 2o Simpósio Internacional de Avaliação de Pavimentos e Projeto de</p><p>Reforço, ABPv, 1989.</p><p>39. Pinto, S; Preussler, E.S. � Avaliação estrutural de pavimentos com revestimentos</p><p>asfálticos modificados por polímeros. Congresso Íbero Americano de Asfalto,</p><p>Paraguai, 1997.</p><p>40. Pitta, D.M. � Contribuição à retroanálise das superfícies deformadas em</p><p>pavimentos asfálticos típicos da região sul do Brasil, Dissertação de Mestrado na</p><p>Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, 1998.</p><p>41. Preussler, E.S. � Estudo da deformação resiliente de pavimentos flexíveis e</p><p>aplicação ao projeto de camadas de reforço. Tese de Doutorado, Coppe/UFRJ,</p><p>1983.</p><p>42. Preussler, E.S., Pinto, S., Medina, J. � Determinação da vida de fadiga de</p><p>concretos asfálticos brasileiros e aplicação no dimensionamento de reforço de</p><p>pavimentos. Anais da 16a Reunião Anual da ABPv, 1981.</p><p>43. Preussler, E.S.; Pinto, S � Proposição de método para projeto de reforço de</p><p>pavimentos flexíveis, considerando a resiliência. Anais, 17a Reunião Anual de</p><p>Pavimentação, Associação Brasileira de Pavimentação, Brasília, 1982.</p><p>44. Preussler, E.S.; Pinto, S. � Tecnologia nacional para restauração de pavimentos</p><p>rodoviários e aeroportuários � Programa Tecnapav. Anais da XIX Reunião Anual</p><p>de Pavimentação, 1984.</p><p>261</p><p>45. Queiroz, C.A.V. � Performance prediction models for pavement management in</p><p>Brazil. Ph.D, Dissertation, The Universaty of Texas, Austin, 1981.</p><p>46. Queiroz, C.A.V. e Visser A.T. � Um programa para o cálculo de tensões e</p><p>deformações em sistemas de camadas elásticas, Boletim Técnico no 10,</p><p>Pesquisa ICR, MT-Geipot, 1978.</p><p>47. Ricci, E; Vasconcelos, J.F.; Kraemer, J.L. � Estudos geotécnicos da pesquisa de</p><p>avaliação estrutural de pavimentos, IPR/DNER, 1983.</p><p>48. Rodrigues, R. M. � Estudo de trincamento dos pavimentos. Tese de Doutorado,</p><p>Coppe/UFRJ, 1991.</p><p>49. Santana, H, Manual de pré-misturado a frio, IBP, 1992.</p><p>50. SET Consultoria LTDA e Roy Jorgensen Associates, Inc. Programa emergencial</p><p>para capacitação de pessoal do DNER, 1995.</p><p>51. Souza, M.L. � Método de projeto de pavimentos flexíveis. Aprovado pelo</p><p>Conselho Executivo do DNER, sessão 633 de 08/02/1996.</p><p>52. Souza, M.L. � Método de projeto de pavimentos flexíveis. Publicação 667 �</p><p>IPR/DNER.</p><p>53. Suzuki, C.Y. � Apostilas do curso de pós-graduação � Engenharia Civil, USP,</p><p>1999.</p><p>54. Turnbull, W.L.; C.R. Foster; R.G. Ahlvin � Design of flexible pavements</p><p>considering mixed loads and traffic volume. First Intern. Conf. Structural Design</p><p>of Asphalt Pavements, University Michigan, Ann Arbor, USA, 1962.</p><p>262</p><p>55. Zhou, H., Hicks, R. G. & Huddlleston, I. J. � Evaluation of the 1986 AASHTO</p><p>Overlay Design Method, Pavement Management and Rehabilitation, TRB-1215,</p><p>1989.</p><p>alternadas de ligante betuminoso e agregados minerais. O emprego deste tipo de</p><p>serviço pode se dar como base ou revestimento, sedo neste último caso necessária</p><p>a aplicação de uma capa selante. Diferencia-se do tratamento superficial devido a</p><p>granulometria e à espessura.</p><p>! Concreto Asfáltico - é uma mistura asfáltica a quente executada em usina</p><p>apropriada, constituída de agregado mineral graduado e cimento asfáltico,</p><p>espalhada e comprimida a quente, com características de estabilidade, vazios e</p><p>relação betume-vazios definidas nas especificações de serviços.</p><p>De acordo com a posição relativa e a função na estrutura, o concreto asfáltico</p><p>deve atender a características especiais em sua formulação, recebendo geralmente as</p><p>seguintes designações:</p><p>•••• Camada de rolamento ou simplesmente capa asfáltica - camada superior da</p><p>estrutura destinada a receber diretamente a ação do tráfego. A mistura</p><p>empregada deve apresentar estabilidade e flexibilidade compatíveis com o</p><p>funcionamento elástico da estrutura e condições de rugosidade que</p><p>proporcionem segurança ao tráfego, mesmo sob condições climáticas e</p><p>geométricas adversas;</p><p>19</p><p>•••• Camada de ligação ou binder - camada posicionada imediatamente abaixo da</p><p>capa. Apresenta, em relação à mistura utilizada para camada de rolamento,</p><p>diferenças de comportamento, decorrentes do emprego de agregado de maior</p><p>diâmetro máximo, de maior percentagem de vazios e menos relação betume-</p><p>vazios;</p><p>•••• Camada de nivelamento ou regularização - serviço executado com massa</p><p>asfáltica de graduação fina, com a função de corrigir deformações correntes na</p><p>superfície de um antigo revestimento e, simultaneamente, promover a selagem</p><p>de fissuras existentes.</p><p>! Pré-Misturado a Quente Aberto - é a mistura asfáltica executada a quente em usina</p><p>apropriada, composta por agregado mineral preponderantemente graúdo, cuja</p><p>graduação confere à mistura elevada percentagem de vazios (VV ≥ 12%), e cimento</p><p>asfáltico, espalhada e comprimida a quente. A mistura é usualmente utilizada como</p><p>camada intermediária, posicionada imediatamente abaixo de um revestimento do</p><p>tipo concreto asfáltico. Sua utilização, no entanto, pode ser estendida a diversas</p><p>aplicações, entre as quais destacam-se as seguintes:</p><p>•••• Camada de regularização, em obras de restauração onde, além da função</p><p>estrutural, deseja-se corrigir deformações da pista existente;</p><p>•••• Camada de revestimento, recebendo uma capa selante;</p><p>•••• Camada delgada, aplicada sobre revestimentos, para prevenção contra</p><p>derrapagens, compondo-se a mistura, nesse caso, com agregado de limitado</p><p>diâmetro máximo.</p><p>! Lama Asfáltica ou Micro Revestimento Asfáltico a Frio - é a mistura resultante da</p><p>associação, em consistência fluida, de agregados ou misturas de agregados</p><p>miúdos, material de enchimento ("filler"), água e emulsão asfáltica. A consistência da</p><p>lama asfáltica e a graduação dos agregados empregados permitem que a mistura</p><p>seja aplicada em espessuras bastante delgadas. O serviço tem especial aplicação</p><p>no rejuvenescimento de superfícies asfálticas desgastadas, e na impermeabilização</p><p>de revestimentos fissurados.</p><p>20</p><p>! Capa Selante - é o serviço executado por penetração invertida, envolvendo uma</p><p>aplicação de ligante asfáltico e uma aplicação de agregado miúdo. Sua execução</p><p>tem por finalidade principal o melhoramento das condições de impermeabilidade da</p><p>camada a ser tratada. A capa selante influencia, ainda, a macrorugosidade dos</p><p>revestimentos, seja melhorando as condições de aderência dos veículos, no caso de</p><p>certos tratamentos superficiais, de macadames asfálticos, de pré-misturados de</p><p>textura aberta e de misturas asfálticas densas desgastadas pela ação do tráfego e</p><p>das intempéries.</p><p>A escolha do tipo de revestimento é uma questão econômica e técnica. O que se</p><p>tem estabelecido é que nos serviços de mais alto padrão (rodovias principais) o</p><p>revestimento deve ser de concreto asfáltico.</p><p>Nos serviços em rodovias secundárias, pode-se decidir entre o concreto</p><p>asfáltico, pré-misturado a frio ou tratamento superficial duplo ou triplo.</p><p>Nos serviços em estradas vicinais, pode-se utilizar os tratamentos superficiais</p><p>(TS) triplos, duplos ou simples. A figura 3.1 mostra esquematicamente o perfil de um</p><p>pavimento flexível.</p><p>21</p><p>22</p><p>CAPÍTULO 4</p><p>AVALIAÇÃO FUNCIONAL</p><p>4.1 - TERMINOLOGIA DOS DEFEITOS</p><p>É difícil estabelecer uma única terminologia para os defeitos nos pavimentos. No</p><p>âmbito rodoviário foi preconizada, uma �Terminologia para os Defeitos nos Pavimentos</p><p>Flexíveis e Semi-Rígidos�, na Norma TER 01-78, ou seja:</p><p>1. Fenda (F) - qualquer descontinuidade na superfície do pavimento, podendo</p><p>se apresentar sob forma de fissura ou trinca:</p><p>▪ Fissura (FI) � fenda capilar existente no revestimento, somente</p><p>perceptível à vista demarcada de distância inferior a 1,50m.</p><p>▪ Trinca (T) � fenda com abertura superior à da fissura, podendo</p><p>apresentar-se sob a forma de trincas isoladas ou interligadas. A trinca</p><p>isolada pode ser: Curta (C) ou Longa (L) (extensão superior a 100cm), e</p><p>Transversal (T) ou Longitudinal (L) (aproximadamente paralela ao eixo do</p><p>pavimento). As trincas isoladas, quando devidas a retração, são</p><p>chamadas de Trincas de Retração (TRR). As fendas são classificadas</p><p>como Fendas de Classe 1 (FC-1). As trincas interligadas podem se</p><p>apresentar em forma de Couro de Jacaré (J) sem direções</p><p>preferenciadas ou em forma de Blocos (TB) com lados bem definidos.</p><p>Podem não apresentar erosão acentuada nas bordas (J e TB) ou</p><p>apresentar (JE e TBE). Quando não apresentam erosão acentuada nas</p><p>bordas são denominadas de Fendas de Classe 2 (FC-2), e Fendas de</p><p>Classe 3 (FC-3), quando apresentam erosão acentuada nas bordas.</p><p>2. Afundamento (A) � deformação permanente caracterizada por depressão da</p><p>superfície do pavimento, acompanhada, ou não, de solevamento. Quando</p><p>acompanhado de solevamento denomina-se de Afundamento Plástico (AP)</p><p>ou, em caso contrário, Afundamento de Consolidação (AC). Afundamento</p><p>23</p><p>ao Longo da Trilha de Roda (T) ou Localizado (L), quando ocorre em</p><p>extensão de até 6,0m, tem-se, portanto: (ALP), (ALC), (ATP) e (ATC).</p><p>3. Corrugação ou Ondulações Transversais do Pavimento (O) – deformação</p><p>caracterizada por ondulações transversais do pavimento.</p><p>4. Escorregamento do Revestimento Betuminoso (E) – deslocamento do</p><p>revestimento em relação à base com aparecimento de fendas em forma de</p><p>meia-lua.</p><p>5. Exsudação (EX) – excesso de ligante betuminoso na superfície do pavimento,</p><p>resultante da migração do ligante através do revestimento.</p><p>6. Desgaste (D) � efeito do arrancamento progressivo do agregado do</p><p>revestimento, caracterizado por aspereza superficial.</p><p>7. Panela (P) � cavidade que se forma no revestimento, podendo alcançar a</p><p>base, provocada pela desagregação dessas camadas.</p><p>! Codificação dos Defeitos</p><p>FI Fissura</p><p>TTC Trinca Transversal Curta</p><p>TTI Trinca Transversal Longa</p><p>TLC Trinca Longitudinal Curta</p><p>TLL Trinca Longitudinal Longa</p><p>TRR Trinca de Retração</p><p>J Trinca Tipo Couro de Jacaré, sem erosão</p><p>JE Trinca Tipo Couro de Jacaré, com erosão</p><p>TB Trinca Tipo Bloco, sem erosão</p><p>TBE Trinca Tipo Bloco, com erosão</p><p>ALP Afundamento Plástico Local</p><p>ALC Afundamento de Consolidação Local</p><p>ATP Afundamento Plástico de Trilha</p><p>ATC Afundamento de Consolidação de Trilha</p><p>O Corrugação (ondulações transversais)</p><p>24</p><p>E Escorregamento do Revestimento Betuminoso</p><p>EX Exsudação</p><p>D Desgaste</p><p>P Panela</p><p>Já na norma ES-128/83 a definição da classe da trinca é feita exclusivamente em</p><p>função da abertura da mesma, sendo admitidas três classes, quanto a sua severidade:</p><p>! Trincas Classe 1</p><p>São trincas capilares com abertura de até 1 mm, normalmente designadas</p><p>de fissuras.</p><p>! Trincas Classe 2</p><p>São trincas com abertura superior a 1 mm, sem desintegração ou erosão</p><p>nas bordas.</p><p>! Trincas Classe 3</p><p>São trincas</p><p>com abertura superior a 1 mm, com desintegração ou erosão</p><p>nas bordas.</p><p>Na ES-128/83 os tipos de trincas considerados são a transversal (TR), a</p><p>longitudinal (L), a irregular (I), a em bloco (B) e a couro de crocodilo ou jacaré (CR).</p><p>Como se vê, os conceitos das duas metodologias são distintos, e sua</p><p>compreensão é fundamental. O Quadro 4.1 procura estabelecer uma equivalência</p><p>aproximada entre a classificação de trincas pela TER 01-78 e pela ES-128/83:</p><p>Quadro 4.1 – Equivalência entre classificação de trincas</p><p>ES-128/83 TER 01-78</p><p>TR (1,2 ou 3) TTC ou TTL (FC-1)</p><p>L (1,2 ou 3) TLC ou TLL (FC-1)</p><p>I (1,2 ou 3) -</p><p>CR (1 ou 2) J (FC-2)</p><p>CR (3) JE (FC-3)</p><p>B (1 ou 2) TB (FC-2)</p><p>B (3) TBE (FC-3)</p><p>25</p><p>! Outros tipos de trincas</p><p>Além das trincas descritas anteriormente, e que são consideradas as mais</p><p>freqüentes e importantes, podem ocorrer outros tipos, entre os quais os seguintes:</p><p># Trincas em juntas</p><p>Ocorrem em juntas construtivas, como aquelas executadas em pano</p><p>adjacentes de revestimentos em concreto asfáltico.</p><p># Trincas de alargamento</p><p>Ocorrem junto ao bordo da pista e refletem a descontinuidade resultante de</p><p>alargamento anterior da plataforma pavimentada.</p><p># Trincas de abatimento de aterro</p><p>Decorrem de movimentos rotacionais no corpo do aterro. Refletem-se na</p><p>plataforma pavimentada como uma ampla trinca parabólica, posicionada</p><p>com a concavidade voltada para o lado do aterro.</p><p>A seguir são apresentados os procedimentos normativos, no que tange a</p><p>classificação de fendas e trincas:</p><p>26</p><p>A norma ESP-128/83 ainda define:</p><p>1. Panela ou Buraco (P) - cavidade aberta no pavimento;</p><p>2. Remendo (R) � panela preenchida com uma mistura betuminosa na operação</p><p>denominada tapa buraco;</p><p>27</p><p>3. Remendo Profundo (RP) � aquele em que há substituição do revestimento e,</p><p>eventualmente de uma ou mais camadas inferiores. Usualmente apresenta uma</p><p>forma retangular;</p><p>4. Remendo Superficial (RS) � correção, em área localizada, da superfície do</p><p>revestimento, pela aplicação de uma camada betuminosa delgada como, por</p><p>exemplo, lama asfáltica ou pré-misturado;</p><p>5. Exsudação (EX) � excesso de ligante betuminoso localizado em forma de</p><p>mancha mais escura na superfície da pista de rolamento;</p><p>6. Desgaste (D) � aspereza superficial, com perda no envolvimento betuminoso do</p><p>agregado, ocorrendo em estágio mais avançado o arrancamento progressivo do</p><p>agregado;</p><p>7. Afundamento (A) � depressão local da superfície do pavimento;</p><p>8. Ondulação ou Corrugação (ON) � sucessão mais ou menos regular de</p><p>depressões e saliências transversais, observadas na superfície do pavimento;</p><p>9. Flecha na Trilha de Roda � é a medida, em milímetros, da deformação</p><p>permanente no sulco formado nas trilhas de roda interna (TRl) e externa (TRE),</p><p>correspondendo ao ponto de máxima depressão, medida com equipamento</p><p>padronizado;</p><p>10. Trinca (T) � qualquer descontinuidade na superfície do pavimento, consistindo</p><p>em aberturas de maior ou menor porte, apresentando-se sob diversas formas,</p><p>como adiante descrito;</p><p>11. Tipos de Trincas e Métodos de Medida � a próxima figura mostra como os</p><p>diferentes tipos de trinca são definidos, bem como os métodos de medir suas</p><p>áreas ou comprimentos, o que auxilia na identificação unívoca de cada área</p><p>levantada. Os tipos de trincas considerados são, longitudinal (L), transversal</p><p>(TR), irregular (I), bloco (B) e crocodilo ou jacaré (CR).</p><p>Visando obter consistência, a área trincada é sempre medida através do</p><p>retângulo circunscrito, com um lado paralelo ao eixo da rodovia. No caso de trinca</p><p>longitudinal e transversal a área considera é definida pelo comprimento da trinca</p><p>multiplicado por 15cm.</p><p>28</p><p>Para a avaliação da condição de superfície dos pavimentos, deve ser utilizada a</p><p>seguinte aparelhagem básica:</p><p>a) Treliça de alumínio, tendo 1,20m de comprimento na base, dotada de régua</p><p>móvel instalada em seu ponto médio e que permite a medida, em</p><p>milímetros, das flechas nas trilhas de roda;</p><p>b) Equipamento e material auxiliar para localizações e marcações na pista</p><p>como trena de 20m, tinta, giz, pincel, impressos, etc.</p><p>Na Figuras 4.1 e 4.2 são ilustrados os tipos de trincas e os modos de medição da</p><p>área considerada, e o modelo de treliça de alumínio para medir a profundidade de</p><p>afundamento na trilha de roda.</p><p>29</p><p>30</p><p>4.2 - Conceito de Serventia</p><p>Um pavimento bem projetado e construído, apresenta ao usuário, logo após sua</p><p>conclusão, um alto grau de serventia traduzido pelo binômio: segurança e conforto.</p><p>Com o passar do tempo, sob o efeito do tráfego e das intempéries, o, pavimento</p><p>vai diminuindo seu grau de serventia, devido ao aparecimento de:</p><p>a) Deformações no seu perfil longitudinal e transversal devido a afundamentos</p><p>"diferenciais" e em trilhas de roda;</p><p>b) A presença de remendos que, num bom serviço de conservação rotineira</p><p>vão substituindo as inevitáveis fissuras, afundamentos localizados e</p><p>panelas.</p><p>A melhor maneira de aferir, num certo instante, a serventia de um pavimento foi a</p><p>desenvolvida por ocasião da Pista Experimental da AASHO, atual AASHTO (American</p><p>Associantion State Highway and Tranportation Officials).</p><p>Mostrou que quem pode informar o estado da serventia de um pavimento é o</p><p>usuário. Foi então instituído o conceito de classificação de Serventia Atual (P.S.R. �</p><p>31</p><p>�Present Serviciability Rating"), que é uma nota de comportamento atribuída ao</p><p>pavimento num dado momento (Ref.26).</p><p>O P.S.R. foi estabelecido de forma subjetiva, ou seja, uma comissão de pelo</p><p>menos 5 (cinco) membros, previamente treinados, percorria em condições normais de</p><p>tráfego uma certa extensão da rodovia; cada membro, atribuía uma nota ao pavimento,</p><p>variando de 1 a 5.</p><p>Cada membro deveria ignorar as condições geométricas (rampas, raios, etc), as</p><p>condições de aderência pneu/pavimento e as depressões extensas provenientes de</p><p>recalques de aterros; por outro lado, devia concentrar-se no conforto oferecido pelo</p><p>pavimento, observando os ressaltos, as variações locais nos perfis longitudinal e</p><p>transversal, principalmente os provocadas pelos sulcos nas trilhas de roda (Ref.26).</p><p>Foi investigada uma correlação entre o P.S.R. e parâmetros definidores da</p><p>condição do pavimento. Calcado em análise estatística, foi desenvolvido um índice de</p><p>Serventia Atual (P.S.I. � "Present Serviciability Index"), dado pela equação:</p><p>238,101,0)1log(91,103,5... RDPCSVISP −+−+−=</p><p>sendo:</p><p>SV - variância (quadrado do "desvio padrão") das inclinações do perfil</p><p>longitudinal medidas com o perfilômetro da AASHTO.</p><p>C - proporção de 1 para 1.000 de áreas com fendas de classe 2 e 3.</p><p>P - proporção de 1 para 1.000 de áreas remendadas.</p><p>RD - profundidade média dos afundamentos nas trilhas de roda.</p><p>O DNER instituiu, a partir dos estudos da AASHTO, um procedimento subjetivo</p><p>através da Norma PRO-07/78. Um pavimento novo apresenta um P.S.I. entre 4,5 e 4,0,</p><p>sendo que 5,0 significa um estado funcional excelente. A exsudação não é levada em</p><p>conta, pois pretende-se retratar o estado funcional ligado ao estado estrutural do</p><p>pavimento.</p><p>O valor do P.S.I. = 1,5 retrata um pavimento em péssimo estado funcional,</p><p>requerendo até a sua reconstrução total. Por outro lado, P.S.I. = 2,5 caracteriza o</p><p>32</p><p>estado mínimo admissível de funcionalidade, necessitando de imediata restauração, de</p><p>modo a levá-lo a valores próximos dos iniciais. No Brasil, o Índice de Gravidade Global</p><p>(IGG), associado a irregularidade longitudinal da superfície retrata com bastante</p><p>acurácia o valor da serventia da pista de rolamento.</p><p>4.2.1 – Avaliação de Superfície</p><p>! Valor da Serventia Atual � VSA</p><p>Nesse procedimento, um grupo de avaliadores constituído por cinco membros</p><p>percorre o segmento rodoviário em um veiculo de passeio médio, a uma velocidade</p><p>próxima da velocidade limite estabelecida para o trecho. As condições climáticas</p><p>vigentes na ocasião do levantamento</p><p>devem ser favoráveis.</p><p>Os avaliadores atribuem notas subjetivas variáveis no intervalo de 0 a 5,</p><p>designadas Valor de Serventia Atual (VSA), de acordo com os seguintes conceitos:</p><p>Conceito VSA</p><p>Péssimo 0 a 1</p><p>Ruim 1 a 2</p><p>Regular 2 a 3</p><p>Bom 3 a 4</p><p>Ótimo 4 a 5</p><p>Para cada trecho homogêneo, cuja extensão deve ser inferior a 2,0 km, o Valor</p><p>da Serventia Atual é a média dos resultados das notas dadas pelos cinco avaliadores.</p><p>Estes devem ignorar na análise problemas geométricos do trecho, bem como</p><p>problemas ligados à resistência à derrapagem, a cruzamentos ferroviários e a recalques</p><p>de aterros ou bueiros.</p><p>33</p><p>! Levantamento Visual Contínuo � LVC</p><p>Outro tipo de levantamento é o Visual Contínuo, que tem o objetivo de analisar a</p><p>condição de superfície dos pavimentos de modo contínuo. É realizado por técnico no</p><p>interior de um veículo, trafegando no trecho a uma velocidade média de 30 a 40 Km/h,</p><p>em que são registradas as ocorrências dos defeitos na faixa de rolamento. O avaliador</p><p>estabelece segmentos com 1,0 km de extensão, de modo a anotar as ocorrências</p><p>preponderantes que ocorrem na superfície do pavimento.</p><p>A freqüência dos defeitos e os pesos correspondentes proporcionam o cálculo do</p><p>Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE), que associado ao Valor da Serventia</p><p>Atual, determinada pelo procedimento anterior, estabelece o denominado Índice de</p><p>Estado de Superfície (IES), que classifica o segmento rodoviário.</p><p>Para cada um dos defeitos de um determinado segmento, devem ser anotadas</p><p>as freqüências ditas altas (A), médias (M) ou baixas (B), e as severidades, em ordem</p><p>crescente de graduação, (1), (2) ou (3).</p><p>O técnico atribui também uma nota de 0 a 5 ao trecho, relativa ao conforto e à</p><p>segurança do usuário, denominado Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF),</p><p>que se assemelha ao PSI adotado pela AASHTO ou ao VSA (valor de serventia atual).</p><p>O Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF) é estimado com base na</p><p>avaliação visual do pavimento, classificando a superfície do segmento segundo</p><p>conceitos de excelente a péssimo, tendo em vista a aplicabilidade das medidas de</p><p>manutenção determinadas pelo profissional avaliador. A variação mínima do valor do</p><p>índice é de meio ponto.</p><p>O quadro 4.2 estabelece os tipos de serviços para melhorar a condição funcional</p><p>do pavimento em função do ICPF.</p><p>34</p><p>Quadro 4.2 – Tipos de serviços em função do ICPF</p><p>Conceito Descrição ICPF</p><p>Excelente Necessita apenas de conservação rotineira 4,5 � 5,0</p><p>Bom Aplicação de micro revestimento � Desgaste</p><p>superficial, trincas não muito severas em áreas</p><p>não muito extensas.</p><p>3,5 � 4,0</p><p>Regular Correção de pontos localizados ou recapeamento</p><p>� pavimento trincado, com �panelas� poucos</p><p>freqüentes e com irregularidade longitudinal e/ou</p><p>transversal.</p><p>2,5 � 3,0</p><p>Mau Recapeamento com correções prévias � defeitos</p><p>generalizados com correções prévias em áreas</p><p>localizadas � remendo superficiais ou profundos.</p><p>1,5 � 2,0</p><p>Péssimo Reconstrução � defeitos generalizados com</p><p>correções prévias em toda a extensão.</p><p>Deterioração do revestimento e das demais</p><p>camadas � infiltração de água e descompactação</p><p>da base.</p><p>0,0 � 1,0</p><p>Por outro lado, o Índice de Gravidade Global Expedito (IGGE), é calculado em</p><p>função da freqüência e de pesos dados aos tipos de defeitos, a seguir descriminados:</p><p>• Trinca (FC-1, FC-2 e FC-3);</p><p>• Ondulação (O);</p><p>• Afundamento Plástico (ALP e ATP);</p><p>• Remendo (R);</p><p>• Panela (P);</p><p>• Exsudação (Ex);</p><p>• Desgaste (D);</p><p>Assim, o IGGE é calculado, para cada segmento, pela fórmula:</p><p>IGGE = Σ(Fr x Fp)</p><p>Onde Fr é a freqüência relativa de cada defeito e Fp é o peso correspondente.</p><p>35</p><p>Freqüência para o cálculo do IGGE</p><p>Nível Fr (%)</p><p>B 30</p><p>M 50</p><p>A 80</p><p>Pesos para o cálculo do IGGE</p><p>Tipo Defeito Fator Ponderação</p><p>1 FC � 1 0,2</p><p>2 FC � 2 0,5</p><p>3 FC � 3 0,8</p><p>4 ALP e ATP 0,9</p><p>5 O e P 1,0</p><p>6 Ex 0,5</p><p>7 D 0,3</p><p>8 R 0,6</p><p>A partir desses levantamentos, foi estabelecido o Índice do Estado de Superfície</p><p>(IES) que é um valor de 0 a 10, que cresce à medida em que aumenta a incidência e a</p><p>severidade dos defeitos de superfície, tendo sido concebido para sintetizar os</p><p>resultados dos inventários de condição de superfície, com base nos critérios a seguir:</p><p>Descrição IES</p><p>IGGE ≤ 20 e ICPF > 3,5 0</p><p>IGGE ≤ 20 e ICPF ≤ 3,5 1</p><p>20 ≤ IGGE ≤ 40 e ICPF > 3,5 2</p><p>20 ≤ IGGE ≤ 40 e ICPF ≤ 3,5 3</p><p>40 ≤ IGGE ≤ 60 e ICPF > 2,5 4</p><p>40 ≤ IGGE ≤ 60 e ICPF ≤ 2,5 5</p><p>60 ≤ IGGE ≤ 90 e ICPF > 2,5 7</p><p>60 ≤ IGGE ≤ 90 e ICPF ≤ 2,5 8</p><p>IGGE > 90 10</p><p>A partir dos valores individuais do IES, é realizada a segmentação do trecho</p><p>quanto ao estado de superfície dos pavimentos, agrupando as unidades quilométricas</p><p>contíguas com base nos seguintes critérios:</p><p>36</p><p>IES Classificação do segmento</p><p>0 Excelente</p><p>1 ou 2 Bom</p><p>3 ou 4 Regular</p><p>5 ou 7 Mau</p><p>> 7 Péssimo</p><p>! Irregularidade de Superfície</p><p>Conceitua-se irregularidade longitudinal de um pavimento, ou simplesmente</p><p>irregularidade, como o conjunto dos desvios da superfície viária em relação a um plano</p><p>de referência, desvios estes que afetam a qualidade do rolamento, a dinâmica dos</p><p>veículos e a ação dinâmica das cargas sobre a via.</p><p>A irregularidade é um fenômeno que pode ter origem congênita, ou seja, decorrer</p><p>de imperfeições no processo executivo, assim como pode resultar de problemas</p><p>ocorridos após a construção, como resultado da atuação do tráfego, do clima e outros</p><p>fatores. A irregularidade influi na interação da superfície da via com os veículos que a</p><p>utilizam, gerando efeitos sobre os próprios veículos, sobre os passageiros e o motorista</p><p>e sobre a carga transportada. Estes efeitos não dependem somente na irregularidade</p><p>da via, mas também de fatores vinculados à suspensão do veículo e à sensibilidade dos</p><p>usuários e da carga.</p><p>A importância do conhecimento da irregularidade de uma via reside na sua</p><p>correlação com a qualidade do rolamento, bem como com vários componentes dos</p><p>custos operacionais dos veículos. Os movimentos e esforços indesejáveis produzidos</p><p>pela irregularidade longitudinal conduzem a uma condição de rolamento desconfortável,</p><p>insegura e antieconômica. Portanto, a determinação na irregularidade longitudinal de</p><p>um pavimento pode ser considerada, com boa aproximação, como uma medida indireta</p><p>de sua serventia.</p><p>Dentre os múltiplos usos das medições de irregularidades longitudinal, podem</p><p>ser destacados os seguintes:</p><p>37</p><p>• Parâmetro utilizado na avaliação de pavimentos como subsídio ao diagnóstico</p><p>da situação existente e à definição da solução de restauração/manutenção a ser</p><p>aplicada;</p><p>• Subsídio ao cálculo de custos de operação de veículos;</p><p>• Controle da qualidade da execução;</p><p>• Subsídio às decisões inerentes a sistemas de gerência de pavimentos;</p><p>• Atualização e realimentação de modelos de previsão de desempenho de</p><p>pavimentos; e</p><p>• Estimativa da serventia de pavimentos.</p><p>Visando viabilizar a medida de parâmetros ligados à irregularidade longitudinal,</p><p>diversos equipamentos ou processos foram concebidos, podendo genericamente ser</p><p>enquadrados em quatro grupos fundamentais (Ref.50):</p><p>• Sistemas de medida direta do perfil: método de nível e mira; Abay Beam do</p><p>TRRL (Transport Road Research Laboratory);</p><p>• Sistemas de medida indireta do perfil: perfilômetro dinâmico de superfície</p><p>GMR; perfilômetro AASHTO; APL do LCPC (Laboratóire Central dês Ponts et</p><p>Chaussées); perfilômetro Chloe; Merlin do TRRL;</p><p>• Sistemas do tipo resposta: rugosímetro BPR; Bump Integrator; Maysmeter;</p><p>sistema IPR/USP;</p><p>• Sistemas de medida de sonda sem contato: perfilômetro ´´laser`` do TRRL;</p><p>perfilômetro �acústico� FELT; perfilômetro K.J.Law Inc.</p><p>O sistema mais difundido a nível internacional e também em nosso país é o dos</p><p>integradores do tipo-resposta, que se baseiam na reação da suspensão do veiculo às</p><p>irregularidades existentes.</p><p>No Brasil utiliza-se para calibração de sistemas do tipo-resposta</p><p>o chamado</p><p>método de nível e mira. Duas normalizações tratam do assunto: a especificação ES-</p><p>173/86 e o procedimento PRO-164/89.</p><p>Basicamente, o processo de calibração consiste das seguintes etapas:</p><p>38</p><p>• Seleção de 20 bases de calibração, com extensão de 320 m cada,</p><p>apresentando irregularidade variável desde um nível baixo até um nível elevado;</p><p>• Nivelamento geométrico de pontos das trilhas de roda espaçados de 50</p><p>cm, em cada base de calibração;</p><p>• Estimativa para cada base de calibração do valor do �quociente de</p><p>irregularidade� (QI), a partir dos resultados do levantamento a nível e mira e das</p><p>equações de correlação propostas por Queiroz (Ref.45). Estas correlações foram</p><p>desenvolvidas a partir do experimento internacional de medição de irregularidades</p><p>levado a efeito no Brasil em 1982, e permitem estimar o valor do QI que seria resultante</p><p>da utilização do perfilômetro dinâmico de superfície GMR, expresso em contagem/Km.</p><p>• Determinação das leituras L do integrador em cada base de calibração,</p><p>para velocidades de 30, 50 e 80 Km/h.</p><p>• Determinação das equações de correlação que permitem a estimativa do</p><p>QI a partir das leituras do integrador, para cada velocidade. Estas equações são em</p><p>geral do tipo QI = a + b.L.</p><p>Estando calibrado o sistema medidor de irregularidade do tipo-resposta, a</p><p>medição no trecho de interesse pode ser efetuada com grande rapidez, sendo</p><p>necessária uma equipe composta apenas por um motorista e um técnico.</p><p>Selecionada a velocidade de medição, a qual deve ser compatível com o volume</p><p>de tráfego e as características geométricas da via, o veículo deve percorrer a via com</p><p>velocidade constante, sendo repetidos os segmentos em que isto não for possível.</p><p>A cada lance, usualmente de 320 m, o aparelho emite um sinal sonoro e através</p><p>de um mostrador informa a leitura L, representativa da irregularidade acumulada no</p><p>lance em questão. O valor do QI é posteriormente calculado em escritório, empregando-</p><p>se a equação de correlação correspondente. A norma PRO-182/90 trata em detalhes da</p><p>medição de irregularidade em segmentos rodoviários.</p><p>A irregularidade pode ser medida em diversas escalas padronizadas, na</p><p>dependência do equipamento de medição. Como resultado de uma pesquisa</p><p>internacional de medição de irregularidade, realizada em Brasília no ano de 1982, foi</p><p>39</p><p>estabelecida a escala IRI (Internacional Roughness Index), que é uma escala de</p><p>referência transferível para todos os sistemas de medição.</p><p>O IRI é definido matematicamente a partir de um perfil levantado por nível e mira</p><p>ou equipamento similar, nas trilhas de roda, visando simular os movimentos verticais</p><p>induzidos do deslocamento de um quarto-de-carro. O índice é expresso pela relação</p><p>entre os movimentos acumulados da suspensão do veículo e a distância percorrida pelo</p><p>veículo; geralmente, a unidade de medida do IRI é m/km.</p><p>No Brasil, a escala padrão de medição adotada é o �Quociente de Irregularidade�</p><p>- Q.I. ou �Índice de Quarto de Carro�, reconhecido internacionalmente, a partir do uso</p><p>do perfilômetro dinâmico de superfície � GMR. O modelo de quarto-de-carro consiste</p><p>em um sistema formado por uma massa, uma roda, um amortecedor e uma mola. A</p><p>resposta à irregularidade, obtida pela simulação de movimentos no quarto-de-carro, é</p><p>aceita como uma medida padrão de irregularidade e é expressa em contagem por</p><p>quilômetro (cont./Km).</p><p>Os dados de QI utilizados na Pesquisa de Inter-relacionamento de Custos</p><p>Rodoviários � PICR, realizada de 1975 a 1981, foram obtidos por um equipamento do</p><p>tipo-resposta (Maysmeter), que baseia-se na reação do veículo às condições de</p><p>superfície da rodovia. Esse equipamento foi calibrado em bases que foram niveladas</p><p>por meio de um perfilômetro GMR.</p><p>Os conceitos de QI e IRI são bastantes similares e, na prática, eles são</p><p>altamente correlacionados. Uma relação aproximada entre QI e IRI é dada por:</p><p>QI=13 IRI</p><p>No que tange às estradas pavimentadas, os valores de IRI variam desde 1m/Km,</p><p>para estradas excelentes, até valores superiores a 5m/Km, para estradas muito ruins.</p><p>As estradas não pavimentadas têm esses valores compreendidos entre 3m/Km, para</p><p>estradas muito boas, até valores acima de 15m/Km, para estradas péssimas. No quadro</p><p>4.3, é mostrada a condição do pavimento quanto a irregularidade.</p><p>40</p><p>Quadro 4.3 – Condição do pavimento quanto a irregularidade de rodovias pavimentadas</p><p>Condição QI (contagem/Km) IRI (m/Km)</p><p>Excelente 13 - 25 1 � 1,9</p><p>Boa 25 � 35 1,9 � 2,7</p><p>Regular 35 � 45 2,7 � 3,5</p><p>Ruim 45 � 60 3,5 � 4,6</p><p>Péssima > 60 > 4,6</p><p>A pesquisa de inter-relacionamento de Custos Rodoviários � PICR, entre outros</p><p>objetivos, procurou determinar a correlação entre o PSR ou VSA e o quociente de</p><p>irregularidade e os limites toleráveis da qualidade ao rolamento de rodovias</p><p>pavimentadas e não-pavimentadas. Estabeleceu-se um circuito nas cercanias de</p><p>Brasília, onde se locaram 40 trechos experimentais (20 pavimentados e 20 não-</p><p>pavimentados), todos com a mesma extensão, qual seja, 320m. As medidas de</p><p>irregularidade foram realizadas com Maysmeter (equipamento tipo-resposta), a uma</p><p>velocidade de 80Km/h nos trechos pavimentados e 30Km/h nos trechos não-</p><p>pavimentados. As análises dos resultados permitiram estabelecer a seguinte</p><p>correlação:</p><p>xQIxePSR 00534,066,4 −=</p><p>r² = 0,83</p><p>Esta correlação é válida também para rodovias não-pavimentadas. Sendo</p><p>PSI=PSR ± erro, a correlação antes mencionada, também pode ser escrita da seguinte</p><p>forma:</p><p>xQIxePSI 00534,066,4 −=</p><p>Ainda de acordo com os estudos da PICR, os limites da aceitabilidade de</p><p>conforto ao rolamento são 60 cont./Km e 200 cont./Km para rodovias pavimentadas e</p><p>rodovias não-pavimentadas, respectivamente.</p><p>O funcionamento dos sistemas medidores de irregularidade tipo resposta</p><p>(SMITR) baseia-se, como se viu, na reação do veículo às condições de superfície da</p><p>41</p><p>via, sob uma determinada velocidade de operação. Os sistemas são montados em</p><p>veículos de passeio convencionais ou em pequenos reboques. Seu funcionamento é</p><p>estritamente dependente das características da suspensão e dos pneumáticos do</p><p>veículo ou reboque utilizado, o que requer um procedimento de calibração para que os</p><p>resultados obtidos por vários sistemas sejam comparáveis entre si. Alem disso,</p><p>qualquer alteração no sistema de rodagem ou na suspensão do veiculo pode provocar</p><p>alterações nas medições, o que leva à necessidade de calibrações periódicas. Assim,</p><p>de posse das condições de superfície, é possível estabelecer os níveis de conservação</p><p>e de restauração, conforme o Quadro 4.4.</p><p>Quadro 4.4 – Tipos de Conserva</p><p>QI</p><p>IES ≤≤≤≤ 35 35 - 60 > > > > 60</p><p>0 CR CR CL</p><p>1 ou 2 CR CL CL</p><p>3 ou 4 CR CL CP1</p><p>5 ou 7 CL CP1 CP1</p><p>8 CP1 CP1 CP2</p><p>10 CP2 CP2 CP2</p><p>• CR � conserva rotineira: reparos localizados em cerca de 0,5% da área.</p><p>• CL � conserva leve: reparos localizados em cerca de 2% da área.</p><p>• CP1 � conserva pesada �nível 1�: reparos localizados em cerca de 2,5% da área</p><p>e aplicação de micro revestimento asfáltico a frio.</p><p>• CP2 � conserva pesada �nível 2�:</p><p>• Reparos localizados em cerca de 5% da área e aplicação de micro</p><p>revestimento asfáltico a frio.</p><p>• Pré-misturados a quente, com espessura superior a 3 cm.</p><p>• Reciclagem a frio in situ.</p><p>ou, segundo a espessura do revestimento, tem-se:</p><p>42</p><p>IES HR < 3 3 < HR <7 7 < HR < 13 HR > 13</p><p>Alto C4 C3 C2 C1</p><p>Médio C8 C7 C6 C5</p><p>Baixo C12 C11 C10 C9</p><p>onde:</p><p>C1 � Reconstrução ou reciclagem ou reforço:</p><p>C2, C3 � Reforço com camada intermediaria;</p><p>C4 � Conservação pesada ou recuperação;</p><p>C5, C6, C7 � Reforço;</p><p>C8 � Conservação pesada;</p><p>C9, C10, C11 � Conservação leve;</p><p>C12 � Conservação rotineira;</p><p>HR � Espessura do revestimento, cm.</p><p>! Índice de Gravidade Global</p><p>É um procedimento que fixa as condições de avaliação da superfície de</p><p>pavimentos, mediante a contagem e classificação de ocorrências de defeitos e da</p><p>medida de deformações</p><p>permanentes nas trilhas de roda. Os defeitos considerados</p><p>são, fundamentalmente: trincas, ondulações, remendos, exudações, afundamentos</p><p>plásticos, desgastes e buracos. Por outro lado, são também consideradas as</p><p>deformações permanentes verificadas nas trilhas de roda da superfície do pavimento,</p><p>para tal é utilizada aparelhagem especifica.</p><p>O parâmetro de avaliação fundamentado na ocorrência dos defeitos é</p><p>denominado de Índice de Gravidade Global (IGG), que retrata o grau de deterioração</p><p>atingindo pela superfície do pavimento. É adotada a seguinte escala de conceito:</p><p>Conceito Limites de IGG</p><p>Bom 0 � 20</p><p>Regular 20 � 80</p><p>Mau 80 � 150</p><p>Péssimo > 150</p><p>43</p><p>A metodologia prevê que sejam inicialmente implantadas estações de ensaio</p><p>afastadas de 20 m, alternando as faixas de trafego direita e esquerda de uma rodovia</p><p>em pista simples. A amostragem é realizada em cada uma das estações de ensaio,</p><p>considerando-se uma superfície de avaliação delimitada por uma seção transversal</p><p>situada 3 m à ré da estação, por outra situada 3 m avante, e pelo eixo da pista de</p><p>rolamento. Com isto, a cada estação corresponde uma área de cerca de 6 m por 3,5 m,</p><p>ou 21 m2. É fácil depreender que o processo implica em se amostrar aproximadamente</p><p>15% da área total do pavimento analisado. Nas rodovias em pista dupla costuma-se</p><p>analisar as faixas de trafego externas, mais criticas, dispondo uma estação de ensaio a</p><p>cada 20 m.</p><p>Em cada estação de ensaio, um operador familiarizado com o procedimento</p><p>anota em uma ficha de campo a presença ou não de cada um dos tipos de falhas, de</p><p>acordo com o codificação normalizada. Não se conta o número de defeitos em cada</p><p>estação, mas apenas se identifica a sua presença.</p><p>Adicionalmente, determina-se com o emprego de uma treliça de alumínio de</p><p>base de 1,2 m, possuidora de uma régua corrediça locada na sua porção central, a</p><p>flecha nas trilhas de roda externa e interna, expressa em mm.</p><p>Posteriormente processam-se em escritórios os dados de campo. Para um certo</p><p>segmento de características homogêneas, determina-se a freqüência absoluta e relativa</p><p>de ocorrência dos defeitos anotados, bem como a média aritmética e variância (o</p><p>quadrado do desvio-padrão) das flechas nas trilhas de roda.</p><p>Por cada evento (defeito ou parâmetro estatístico das flechas), a metodologia</p><p>atribui um peso ou um fator de ponderação que expressa a maior ou menor importância</p><p>relativa em termos de serventia. Por exemplo, as trincas de classe 1, que tem pequena</p><p>influencia na serventia, recebem um fator de ponderação baixo (0,2), enquanto panelas</p><p>e corrugações (ondulações transversais), que exercem forte influencia na serventia,</p><p>recebem um fator de ponderação elevado (1,0).</p><p>Um detalhe importante no procedimento é que se numa estação ocorrerem os</p><p>tipos FC-1, FC-2, FC-3, só se considera o tipo mais grave, no caso FC-3; no caso da</p><p>ocorrência de FC-1 e FC-2, só se considera o tipo FC-2.</p><p>44</p><p>O produto da freqüência relativa da cada defeito, e também na media e variância</p><p>das flechas, pelo seu fator de ponderação resulta no Índice de Gravidade Individual</p><p>(IGI) correspondente ao evento, ou seja: a fração do IGG afetada pelo evento. A</p><p>somatória de todos os valores do IGI representa, finalmente o valor do IGG a ser</p><p>atribuído ao segmento.</p><p>A metodologia permite não só uma análise das condições do pavimento à luz do</p><p>IGG, como também uma interpretação detalhada do perfil de falhas ocorrentes em cada</p><p>segmento homogêneo. O Quadro 4.5 retrata a planilha do procedimento para o calculo</p><p>do IGG.</p><p>Quadro 4.5 – Calculo do Índice de Gravidade Global</p><p>Ocorrência Tipo Defeitos Fator de Ponderação</p><p>(fp)</p><p>1 FC-1 F e T 0,2</p><p>2 FC-2 J e TB 0,5</p><p>3 FC-3 JE e TBE 0,8</p><p>4 ALP e ATP 0,9</p><p>5 O e P 1,0</p><p>6 EX 0,5</p><p>7 D 0,3</p><p>8 R 0,6</p><p>9 Média das flechas 4/3</p><p>10 Média das variâncias das flechas 1</p><p>Freqüência Absoluta → número de defeitos de cada tipo no trecho (fa)</p><p>n → número de estações</p><p>Freqüência Relativa 100⋅=</p><p>n</p><p>fafr fpfrIGI ⋅= ∑= IGIIGG</p><p>Correlações entre parâmetros:</p><p>•</p><p>IGG</p><p>IGGVSA</p><p>+</p><p>−=</p><p>876,94</p><p>462,148,474</p><p>•</p><p>IGG</p><p>IGGPSI</p><p>+</p><p>−=</p><p>844,61</p><p>616,022,309</p><p>45</p><p>A partir dos tipos de levantamentos, é possível estabelecer seguinte condição:</p><p>Condições de Superfície de Pavimentos Flexíveis</p><p>Irregularidade</p><p>ICPF QI(cont./KM) IRI(m/Km)</p><p>IGG</p><p>TR</p><p>Conceito</p><p>5 � 4 13 � 25 1 � 1,9 0 � 20 0 - 2 Excelente</p><p>4 � 3 25 � 35 1,9 � 2,7 20 � 40 2 � 5 Bom</p><p>3 � 2 35 � 45 2,7- 3,5 40 � 80 5 � 10 Regular</p><p>2 � 1 45 � 60 3,5 � 4,6 80 � 150 10 � 25 Ruim</p><p>1 � 0 > 60 > 4,6 > 150 > 25 Péssimo</p><p>Onde:</p><p>ICPF: Índice de Condição de Pavimentos Flexíveis</p><p>QI: Quociente de Irregularidade</p><p>IRI: Índice Internacional de Irregularidade</p><p>IGG: Índice de Gravidade Global</p><p>TR: Trincamento (% de FC-2 + FC-3)</p><p>4.2.2 – Causas Prováveis dos Defeitos</p><p>Como as estrutura dos pavimentos e as condições ambientais são muito</p><p>diversas, existem vários manuais ou catálogos de identificação e causas de defeitos</p><p>(nacionais e estrangeiros). Entretanto, existe um bom nível de padronização e</p><p>similaridade entre os manuais mais conhecidos. As orientações que serão fornecidas a</p><p>seguir são em grande parte provenientes dos Manuais de Identificação de Defeitos da</p><p>AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials) e SHRP</p><p>(Strategic Highway Research Program) e são compatíveis com as classificações</p><p>vigentes no país.</p><p>Os principais defeitos de superfície dos pavimentos com revestimento asfáltico e</p><p>os mecanismos de ocorrência ajudam no diagnostico da patologia e são úteis na</p><p>programação da reabilitação. O conhecimento das possibilidades de localização de</p><p>cada defeito auxilia na distinção entre defeitos semelhantes.</p><p>46</p><p>! Trincamento tipo crocodilo ou jacaré</p><p>a) Descrição</p><p>O trincamento é caracterizado por uma série de trincas interligadas</p><p>causadas pela fadiga do revestimento asfáltico (ou da base estabilizada),</p><p>decorrentes da ação repetida das cargas de tráfego. Seu formato</p><p>assemelha-se ao couro de jacaré ou crocodilo, podendo receber tal</p><p>denominação devido a este fato.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>Defeito gerado pela ação repetida das cargas de trêfego. As condições</p><p>ambientais (temperatura e umidade) podem acelerar o início e a</p><p>propagação das trincas e ainda a compactação deficiente, reflexão de</p><p>trincas subjacentes ao revestimento, etc.</p><p>c) Correção</p><p>Selagem, remendo, fresagem de parcela do revestimento.</p><p>47</p><p>! Trincamento em Bloco</p><p>a) Descrição</p><p>As trincas em bloco possuem formato aproximadamente retangular,</p><p>formando blocos de vários tamanhos. Estes blocos sofrem uma redução</p><p>nas suas dimensões à medida em que aumenta o grau de deterioração.</p><p>b) Causas Prováveis</p><p>Este tipo de trincamento é causado, principalmente, pela contração do</p><p>material de revestimento, em função da alternância diária entre altas e</p><p>baixas temperaturas. A sua constatação, geralmente, indica que o ligante</p><p>asfáltico perdeu significativamente sua característica elástica. Tal defeito</p><p>também poderá ocorrer quando houver a união de trincas transversais e</p><p>longitudinais, em revestimentos executados sobre bases cimentadas, e</p><p>poderá ocorrer sobre toda a região do revestimento, podendo, manifesta-</p><p>se no acostamento.</p><p>c) Correção</p><p>O processo de selagem com o ligante especial é fundamental para</p><p>minimizar a degradação do pavimento.</p><p>48</p><p>! Trincamento Transversal e Longitudinal</p><p>a) Descrição</p><p>As trincas longitudinais são paralelas ao eixo da pista de rolamento. As</p><p>trincas transversais são perpendiculares ao eixo da pista. Ambos os</p><p>trincamentos são considerados tipos de defeitos estruturais</p>