avaliacao pavimentos parte 2

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2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
� AVALIAÇÃO ESTRUTURAL:
– Comportamento da estrutura x tráfego
� DEFORMAÇÕES PERMANENTES:
– Caráter residual
– Flechas nas trilhas, rupturas plásticas
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2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
� DEFORMAÇÕES RECUPERÁVEIS:
– Comportamento elástico da estrutura
• Cessam após passagem da carga
• Esforços de tração ���� Levam à fadiga
• Refletem bem o comportamento da estrutura
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2 AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
� AVALIAÇÃO ESTRUTURAL:
– PROCESSO DESTRUTIVO:
• Sondagens e ensaios
– PROCESSO NÃO-DESTRUTIVO:
• Deflectometria
� DEFORMABILIDADE:
– Análise da deformação elástica do pavimento sob a 
ação de uma carga ou esforço
– Vinculação com o desempenho em serviço
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DEFORMADAS E SEUS PARÂMETROS
� Comportamento da estrutura x tráfego
� Na prática: medida segundo a longitudinal
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ÁREAS DE CONTATO DOS PNEUMÁTICOS
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MEDIDA DE DEFLEXÕES
� Viga Benkelman:
–– Carga de eixo de 8,2 tfCarga de eixo de 8,2 tf
–– CCáálculo de lculo de dd00: d: d00 = (L= (L00 –– LLff ) x F) x F
–– F = constante (relaF = constante (relaçção entre braão entre braçços)os)
–– CCáálculo de uma deformada completa (exemplo)lculo de uma deformada completa (exemplo)
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- MEDIDA DE DEFLEXÕES 
� Operação da Viga Benkelman:
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Foto histórica
Bolivar
Armando
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MEDIDA DE DEFLEXÕES
�� FallingFalling WeigthWeigth DeflectometerDeflectometer (FWD):(FWD):
–– Simula melhor a aSimula melhor a açção dinâmica da cargaão dinâmica da carga
–– Impacto de peso sobre placa circularImpacto de peso sobre placa circular
–– Deflexão em 7 sensoresDeflexão em 7 sensores
–– Pulso de cargaPulso de carga
–– Carga de pico: 4,1 kgfCarga de pico: 4,1 kgf
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�� FallingFalling WeigthWeigth DeflectometerDeflectometer (FWD):(FWD):
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PARÂMETROS DAS DEFORMADAS
aa-- DEFLEXÃO MDEFLEXÃO MÁÁXIMA (XIMA (dd00))
-- Reflete Reflete deformabilidadedeformabilidade ((resiliênciaresiliência) global da estrutura) global da estrutura
-- Maior Maior dd00 , mais el, mais eláástica (resiliente) a estruturastica (resiliente) a estrutura
0
20
40
60
80
100
120
0 30 60 90 120 150
d
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b. FATOR DE FORMA b. FATOR DE FORMA FF11
ddoo –– dd6060
FF11 = = 
dd3030
REFLETE A RIGIDEZ RELATIVA DAS CAMADAS
COESIVAS SUPERIORES DA ESTRUTURA
0
20
40
60
80
100
120
0 30 60 90 120 150
d
Menor F1, maior a 
rigidez relativa
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c. FATOR DE FORMA c. FATOR DE FORMA FF22
dd3030 –– dd9090
FF22 = = 
dd6060
REFLETE A RIGIDEZ RELATIVA DA REFLETE A RIGIDEZ RELATIVA DA 
BASE E PORBASE E PORÇÇÃO INFERIOR DOÃO INFERIOR DO
PAVIMENTOPAVIMENTO
0
20
40
60
80
100
120
0 30 60 90 120 150
d
Maior F2, maior a 
rigidez relativa
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d. PARÂMETRO d. PARÂMETRO ““ÁÁREAREA””
0
20
40
60
80
100
120
0 30 60 90 120 150
d
Kdo
ÁÁREA = K / doREA = K / do
Baixos valores de Área: estrutura do pavimento não 
difere muito do subleito
Máximo valor de Área: 914 mm (d0 = d30 = ... = d90)
91,4 cm
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ÁREA d0
Baixa Baixa
Baixa Alta
Alta Baixa
Alta Alta Estrutura forte sobre subleito fraco
TENDÊNCIAS INFERIDAS A PARTIR DE d0 E ÁREA
TENDÊNCIA
Estrutura fraca sobre subleito forte
Estrutura fraca sobre subleito fraco
Estrutura forte sobre subleito forte
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PAVIMENTO
Placa de CCP sadia
Placa de CCP
Pavimento com CBUQ = 
10cm
Pavimento com CBUQ < 
10cm
Pavimento com TS 
(estrutura delgada)
Pavimento com TS 
(estrutura fraca)
740 - 810
410 - 530
380 - 430
300 - 380
530 - 760
VALORES TÍPICOS DE ÁREA
ÁREA (mm)
610 - 840
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e. RAIO DE CURVATURAe. RAIO DE CURVATURA
0
20
40
60
80
100
120
0 30 60 90 120 150
d
x
do
dx
5 . X2
Rx = 
do - dX
- No Brasil, em geral adota-se X=25cm
-Raio é muito influenciado pela porção 
superior da estrutura
- R < 100 m: mau comportamento?
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f. f. PRODUTO R x dPRODUTO R x d
(LCPC / Fran(LCPC / Françça)a)
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EXERCÍCIO 2 – Deflectometria 
� Avaliar e comparar os parâmetros correspondentes a duas deformadas 
FWD como segue:
Força Deflexões (0,01 mm) Temp Temp
(kgf) D0 D20 D30 D45 D65 D90 D120 ar (ºC) pav (ºC)
92,850 40620 18 14 12 10 8 6 5 18 19
Km
SP-270 (pavimento semi-rígido)
0
5
10
15
20
0 30 60 90 120 150
d
cm
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EXERCÍCIO 2 – Deflectometria …
Força Deflexões (0,01 mm) Temp Temp
(kgf) D0 D20 D30 D45 D65 D90 D120 ar (ºC) pav (ºC)
122 4531 85 56 43 32 18 15 10 37 25
BR-277 (pavimento flexível)
Km
0
20
40
60
80
100
0 30 60 90 120 150
d
cm
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EXERCÍCIO 2 – Deflectometria …
Resolução:
Estrutura d0 d25 d30 d60 d90
Cimentada 18 13 12 9 6
Flexível 85 50 43 20 15
Estrutura F1 F2 K d0 Área R25 Rxd
Cimentada 0,75 0,67 9784 18 544 625 11250
Flexível 1,53 1,4 33848 85 398 89 7589
0,01mmxmm 0,01mm mm m mx0,01mm
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APLICAÇÕES
-- DEFLEXÃO MDEFLEXÃO MÁÁXIMAXIMA
-- Definir segmentos homogêneosDefinir segmentos homogêneos
-- Deflexão de projeto: dDeflexão de projeto: dcc = d + = d + σσ
-- CCáálculo da espessura de reforlculo da espessura de reforçço (vo (váários rios 
mméétodos)todos)
-- IdentificaIdentificaçção de pontos debilitadosão de pontos debilitados
-- Acompanhamento durante a construAcompanhamento durante a construççãoão
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-- DEFLEXÃO DEFLEXÃO 
ADMISSADMISSÍÍVELVEL
-Problema complexo
- Exemplo 1: PRO-10
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-- DEFLEXÃO ADMISSDEFLEXÃO ADMISSÍÍVELVEL
Exemplo 2: PRO-11
log dadm = 3,01 - 0,176 log N
Exemplo 3: Tecnapav (PRO-269)
loglog ddadmadm = 3,148 = 3,148 –– 0,158 0,158 loglog NN
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-- AVALIAAVALIAÇÇÃO DO MÃO DO MÓÓDULO DO SUBLEITODULO DO SUBLEITO
a
r
σ0 d (r)
z = r
P0=40KN
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C = 1,1 C = 1,1 loglog ( r / a ) + 1,15 ( r / a ) + 1,15 µ = 0,40
σ0 . a
2
. ( 1 – µ ) . C
EEss = = 
r . r . d (r)
0
50
100
150
0 30 60 90 120 150
Es
Esmín = ESL
r (cm)r (cm)
Exercício 3
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-- RETROANRETROANÁÁLISELISE
. Problema complexo . Problema complexo �� softwaresoftware
Estrutura do 
pavimento
0
20
40
60
80
100
120
0 30 60 90 120 150
d
Software
Módulos: 
E1, E2, ..., En
Deformada
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AVALIAÇÃO DE 
MÓDULOS POR 
RETROANÁLISE
Softwares:
-Modulus; Evercalc, ...
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AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
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AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
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AVALIAÇÃO POR MÉTODO DESTRUTIVO
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3. AVALIAÇÃO FUNCIONAL
�� Serventia:Serventia:
�� DefiniDefiniçção da pista da AASHTOão da pista da AASHTO
� PSR - Present Serviceability Ratio (Subjetiva)
� PSI - Present Serviceability Index (Objetiva)
PSI = 5,03 - 1,91 log (1+ SV) - 1,38 (RD)² - 0,01 (C + P)½
Serventia
Tráfego
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3. AVALIAÇÃO FUNCIONAL
�� Irregularidade: desvios em relaIrregularidade: desvios em relaçção a plano idealão a plano ideal
�� Decorre de problemas de construDecorre de problemas de construçção ou de fatores ão ou de fatores 
externosexternos
�� Influi na interaInflui na interaçção da superfão da superfíície da via com os vecie da via com os veíículosculos
�� Importância: forte vinculaImportância: forte vinculaçção a custos de operaão a custos de operaççãoão
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3. AVALIAÇÃO FUNCIONAL
UFPR – TAP 20103. AVALIAÇÃO FUNCIONAL
�� Usos da irregularidade:Usos da irregularidade:
–– AceitaAceitaçção da qualidade (conforto ao rolamento)ão da qualidade (conforto ao rolamento)
–– DefiniDefiniçção da necessidade de intervenão da necessidade de intervenççãoão
–– Estimativa da serventiaEstimativa da serventia
•• PSI PSI = 4,66 e – 0,0053.QI
–– Modelos de previsão de desempenhoModelos de previsão de desempenho
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MEDIDA DA IRREGULARIDADE
�� MMéétodo de Ntodo de Níível e Mira:vel e Mira:
–– Experimento internacional (Brasil Experimento internacional (Brasil –– 1992)1992)
–– QI = QI = -- 8,54 + 6,17 AV8,54 + 6,17 AV1,01,0 + 19,38 AV+ 19,38 AV2,52,5
–– QI = quociente de irregularidade (cont/km)QI = quociente de irregularidade (cont/km)
–– AssociaAssociaçção com ão com QuarterQuarter IndexIndex dodo PPerfilômetroerfilômetro GMR GMR 
(QI em m/km)(QI em m/km)
–– UtilizaUtilizaçção em bases de calibraão em bases de calibraçção:ão:
•• A partir de N e M A partir de N e M �������� estimativa de QIestimativa de QI
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MEDIDA DE IRREGULARIDADE
�� Sistemas tipoSistemas tipo--resposta:resposta:
–– QuantificaQuantificaçção do trabalho da suspensão de veão do trabalho da suspensão de veíículoculo--
teste a certa velocidade (a cada 200m)teste a certa velocidade (a cada 200m)
–– Necessidade de calibraNecessidade de calibraçção e aferião e aferiççãoão
–– V = 40 a 80 kmV = 40 a 80 km // hh
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Sistema Tipo-Resposta
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MEDIDA DE IRREGULARIDADE
�� CalibraCalibraçção de Sistemas Tipoão de Sistemas Tipo--Resposta:Resposta:
–– SeleSeleçção de 20 bases (200m cada)ão de 20 bases (200m cada)
–– Irregularidade alta, mIrregularidade alta, méédia e baixadia e baixa
–– NNíível e mira: de 0,5 em 05m vel e mira: de 0,5 em 05m 
–– CCáálculo do QI = f (AV)lculo do QI = f (AV)
–– MediMediçção com o integrador: leituras Lão com o integrador: leituras L
–– CorrelaCorrelaçção: QI = f ( L ), para cada ão: QI = f ( L ), para cada vvelocelocidadeidade
–– Em geral: QI = a + b x LEm geral: QI = a + b x L
�� ÍÍndice internacional de irregularidade (IRI):ndice internacional de irregularidade (IRI):
–– IRI = QI /13 (mIRI = QI /13 (m // km)km)
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MERLIN
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MEDIDA DE IRREGULARIDADE
�� Sistemas a laser:Sistemas a laser:
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MEDIDA DE IRREGULARIDADE
�� Parâmetros de irregularidade em Concessões no PR:Parâmetros de irregularidade em Concessões no PR:
–– Fase de recuperaFase de recuperaçção inicial: ão inicial: 
•• IRIIRImmááxx = 4 m/km= 4 m/km
–– Pavimentos novos ou restaurados:Pavimentos novos ou restaurados:
•• IRIIRImmááxx = 2,5 m/km= 2,5 m/km
�� O que isso traduz em termos de serventia (PSI)?O que isso traduz em termos de serventia (PSI)?
•• PSI PSI = 4,66 e – 0,0053.QI
•• IRI = QI /13IRI = QI /13
•• IRIIRImmááxx = 4 m/km = 4 m/km 
•• IRIIRImmááxx = 2,5 m/km= 2,5 m/km
QI = 52 cont/km PSI = 3,5
QI = 33 cont/km PSI = 3,9 
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MEDIDA DE IRREGULARIDADE
�� QualificaQualificaçção quanto ão quanto àà irregularidade:irregularidade:
Condição IRI 
(m/km)
QI 
(cont./km)
Boa 1,0 - 3,5 13 - 45
Regular 3,5 - 4,5 45 - 59
Ruim > 4,5 > 60