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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO CAMPUS DE NOVA XAVANTINA CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA CIVIL DANYLO DIAS DE FREITAS ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DA APLICAÇÃO DE GEOTÊXTEIS NÃO-TECIDOS, NA RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS COMO SISTEMA ANTI-REFLEXÃO DE TRINCAS NOVA XAVANTINA – MT 2018 II DANYLO DIAS DE FREITAS danylodiasdefreitas@hotmail.com ESTUDO DA VIABILIDADE TÉCNICA E ECONÔMICA DA APLICAÇÃO DE GEOTÊXTEIS NÃO-TECIDOS, NA RESTAURAÇÃO DE PAVIMENTOS FLEXÍVEIS COMO SISTEMA ANTI-REFLEXÃO DE TRINCAS Monografia submetida a apreciação da banca examinadora do Curso de Engenharia Civil da Universidade do Estado de Mato Grosso como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil. Professor(a) Orientador(a): Esp. Ana Paula Klaus Locatelli NOVA XAVANTINA – MT 2018 III IV V A toda minha família, que sempre foi e será a minha base, alegria e fonte de felicidade. VI AGRADECIMENTOS Agradeço a Deus pela minha vida, saúde, família e por todas as oportunidades, principalmente a de estar realizando este sonho. Aos meus pais Rodrigo e Neli, por todo amor, carinho, apoio e incentivo diário, que sempre acreditaram no meu potencial, procurando sempre me colocar nas melhores condições, contribuindo para que este sonho tornasse realidade. Aos meus irmãos Danielli e Matheus, pelo amor e carinho que sempre me motivaram, a continuar essa caminhada e ser exemplo de pessoa. A minha namorada Beatriz, que contribuiu grandemente para esta conquista, por todos os momentos de companheirismo, amor e compaixão, que auxiliaram na minha trajetória, transformando-me em uma nova pessoa. Ao projeto Compromisso Xavan e Cenáculo Xavan, que me influenciaram a crescer como pessoa cristã e enxergar o quão maravilhoso Deus é em nossas vidas. A todos familiares e amigos, pelo apoio que nunca me faltou e principalmente a compreensão nos momentos de dificuldades. Ao professor Vandoir Holtz, por todo o auxílio e apoio na escolha do tema e da construção desta pesquisa, colaborando com o sucesso deste trabalho. A minha orientadora Ana Paula Klaus Locatelli, pela orientação e apoio. A empresa Ober S/A em nome da engenheira Samira Tessarolli de Souza, pelo fornecimento das amostras de geotêxteis não-tecidos e por toda atenção dada. A empresa TDM Brasil em nome da estagiária Bruna Todescan de Carvalho, pelo fornecimento das amostras de geogrelhas, envio do material fotográfico, apoio e toda orientação. A galerinha do fundão e a todos os meus colegas de turma, pela parceria do começo ao fim, representando motivação e combustível para a continuidade dos nossos sonhos. Aos técnicos e professores que de alguma forma contribuíram para o nosso conhecimento, aperfeiçoamento e formação. VII “Me convém diminuir para que Cristo cresça em mim!” João 3:30 VIII R E S U M O FREITAS, Danylo Dias. Engenharia de transportes: Estudo da viabilidade técnica e econômica da aplicação de geotêxteis não-tecidos, na restauração de pavimentos flexíveis como sistema anti-reflexão de trincas. 2018. Monografia (Graduação em Engenharia Civil). Universidade do Estado de Mato Grosso. Devido ao baixo investimento na infraestrutura rodoviária, atualmente a busca por soluções é crescente, que fortalece a necessidade de estudos, para o emprego de geossintéticos na restauração de pavimentos flexíveis, em especial os geotêxteis não- tecidos, capazes de aumentar a vida útil do novo revestimento asfáltico. Segundo a CNT (2018) apenas 12,4% da malha rodoviária brasileira possui pavimento, impactando diretamente no crescimento econômico do país, já que o modal rodoviário é o principal responsável pelos transportes de cargas e passageiros. Os pavimentos atuais não duram por muito tempo, de modo que apresentam patologias como trincas, deformações e buracos logo após a sua execução, sendo necessário inovações do mercado para amenizar este problema. Este trabalho tem como objetivo, comparar a viabilidade técnica e econômica do uso de geotêxteis não-tecidos, na restauração de pavimentos flexíveis como sistema anti-reflexão de trincas. A pesquisa foi realizada através de revisões bibliográficas e estudo de caso, no qual foi elaborado o orçamento total da restauração do trecho de 1 km, com base nos dados da tabela SINAPI de outubro de 2018. Pavimentos asfálticos solicitados por tensões de tráfego, efeitos térmicos e restaurados sem geotêxteis, podem apresentar uma taxa de trincamento 40% maior, quando comparados a restaurações com aplicação de geotêxteis não-tecidos agulhados. A aplicação dos geotêxteis na restauração de pavimentos trincados, promove uma maior durabilidade do recapeamento, em virtude das propriedades apresentadas quando impregnados com o asfalto. Sua utilização representa um acréscimo de 9% no orçamento total da obra, referente aos processos necessários para o emprego das mantas. No entanto, são capazes de prolongar o trincamento da nova camada asfáltica, de modo a permitir que manutenções no trecho ocorram em intervalos maiores, o que gera uma economia de médio a longo prazo e torna este método de restauração, uma alternativa técnica e econômica quando comparada ao método tradicional. Palavras-chave: pavimento flexível. geotêxteis não-tecidos. anti-reflexão. trincas. estudo de caso. IX A B S T R A C T FREITAS, Danylo Dias. Transport engineering: Study of the technical and economic feasibility about the apply of non-woven geotextiles, in the restoration of flexible pavements, as anti-reflection system of cracks. 2018. Monography (Bachelor degree on Civil Engineering) Universidade do Estado de Mato Grosso. Due to the low investment in road infrastructure, the search for solutions is increasing, which strengthens the need for studies, for the use of geosynthetics in the restoration of flexible pavements, especially non-woven geotextiles, capable of increasing the useful life of the new asphalt coating. According to the CNT (2018), only 12.4% of the Brazilian road network has pavement, directly impacting the country's economic growth, since the road modal is mainly responsible for cargo and passenger transportation. The current pavements do not last for a long time, so they present pathologies such as cracks, deformations and holes soon after their execution, and market innovations are necessary to mitigate this problem. This work aims to compare the technical and economic feasibility of the use of non-woven geotextiles in the restoration of flexible pavements as anti-reflection system of cracks. The research was carried out through bibliographic reviews and case study, in which the total budget for the restoration of the 1 km stretch was elaborated, based on data from the SINAPI table of October 2018. Asphalt pavements requested by traffic tensions, thermal effects and restored without geotextiles, may present a 40% higher cracking rate, when compared to restorations with application of needled nonwoven geotextiles. The application of the geotextiles in the restoration of cracked pavements, promotes a greater durability of the backing, due to the properties presented when impregnated with the asphalt. Its use represents an increase of 9% in the total budget of the work, referring to the processes necessary for the use of the blankets. However, they are capable of prolonging the cracking of the new asphalt layer, so as to allow maintenance in the stretch to occur at longer intervals, which generates a medium to long term economy and makes this restoration, method a technical and economical alternative when compared to the traditional method. Keywords: flexible pavement. non-woven geotextiles. anti-reflextion.cracks. study case. X Lista de Figuras Figura 1 - Seção transversal do pavimento flexível ...................................................... 22 Figura 2 - Tipos de trincas ........................................................................................... 23 Figura 3 - Movimento das trincas (a) abertura (b) cisalhamento (c) rasgamento........... 24 Figura 4 - Reflexão das trincas .................................................................................... 25 Figura 5 - Gráfico de tensão x deformação do pavimento ............................................ 27 Figura 6 - Fabricação dos geotêxteis ........................................................................... 28 Figura 7 - Bobinas de geotêxtil não-tecido agulhado de poliéster................................. 28 Figura 8 - Funções dos geotêxteis não-tecidos na engenharia geotécnica: (a) separação (b) reforço (c) filtração (d) drenagem ................................................................................ 29 Figura 9 - Imagens ampliadas dos diferentes tipos de geotêxteis não-tecidos (a) termoligado (b) agulhado (c) resinado ......................................................................... 29 Figura 10 - Seção do pavimento restaurado com geotêxtil não-tecido .......................... 31 Figura 11 - Aplicação do geotêxtil não-tecido após a cura do ligante asfáltico ............. 32 Figura 12 - Detalhamento da aplicação dos geotêxteis como sistema anti-reflexão de trincas ......................................................................................................................... 33 Figura 13 - Compactação do geotêxtil não-tecido com rolo pneumático ...................... 33 Figura 14 - Seção longitudinal do pavimento recapeado com geotêxtil não-tecido ....... 34 Figura 15 - Sistema anti-reflexão de trincas ................................................................. 36 Figura 16 - Desvio da trinca em pavimento asfáltico solicitado por simulador de tráfego ................................................................................................................................... 36 Figura 17 - Localização do trecho analisado ................................................................ 39 Figura 18 - Estado atual do pavimento do trecho ......................................................... 41 XI Lista de Gráficos Gráfico 1 - Composição dos serviços referente ao recapeamento tradicional ............... 43 Gráfico 2 - Composição dos serviços referente ao recapeamento com geotêxtil não-tecido ................................................................................................................................... 43 Gráfico 3 - Consumo de emulsão asfáltica ................................................................... 44 Gráfico 4 - Comparativo de custos entre diferentes alternativas de restauração de pavimentos flexíveis ................................................................................................... 44 Gráfico 5 - Composição dos valores referentes a diferença no custo final da obra........ 45 XII Lista de Tabelas Tabela 1 - Características do trecho analisado ............................................................. 41 Tabela 2 - Contabilidade da área crítica do trecho ....................................................... 42 Tabela 3 - Estimativa dos materiais utilizados no recapeamento .................................. 42 XIII Lista de Quadros Quadro 1 - Origem das trincas em pavimentos flexíveis .............................................. 24 Quadro 2 - Principais funções dos geossintéticos......................................................... 26 Quadro 3 - Propriedades e resistências dos geotêxteis não-tecidos ............................... 30 Quadro 4 - Características recomendadas dos geotêxteis não-tecidos........................... 32 Quadro 5 - Variável e indicadores da pesquisa ............................................................ 40 file:///C:/Users/danyl/Downloads/DISCO/Engenharia%20Civil/SEMESTRES/10º%20SEM/TCC%20II/TCC%20FINAL%20APROVADO/Monografia%20FINAL%20-%20DANYLO.docx%23_Toc532649858 XIV Lista de Siglas e Abreviaturas ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas ADP – Asfalto Diluído de Petróleo BR – Brasil CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado a Quente CNT – Confederação Nacional do Transporte DER – Departamento de Estradas de Rodagem DNER – Departamento Nacional de Estradas de Rodagem DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes EAP – Emulsão Asfáltica de Petróleo IGS – Sociedade Internacional de Geossintéticos ISO – Organização Internacional de Padronização MT – Mato Grosso PA – Poliamida PE – Polietileno PET – Poliéster PP – Polipropileno RR – Ruptura Rápida SEPLAN – Secretaria de Estado de Planejamento SINAPI – Sistema Nacional de Preços e Índices para a Construção Civil XV Lista de Símbolos % – Porcentagem C – Centígrados cm – Centímetro cm² – Centímetro quadrado E – Fator de Eficiência g – Gramas kg – Quilograma km – Quilômetro kN – Quilo Newton L – Litro m – Metro m² – Metro quadrado m³ – Metro cúbico mm – Milímetro s – Segundos s-1 – Segundos -1 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................... 18 1.1 Formulação do Problema ........................................................................ 18 1.2 Justificativa ............................................................................................ 19 1.3 Objetivos ................................................................................................ 20 1.3.1 Objetivo Geral ........................................................................................ 20 1.3.2 Objetivos Específicos ............................................................................. 20 1.4 Estrutura do Trabalho ............................................................................. 21 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA................................................................ 22 2.1 Pavimento flexível .................................................................................. 22 2.2 Degradação de pavimentos flexíveis ....................................................... 23 2.3 Geossintéticos ........................................................................................ 25 2.3.1 Geotêxteis não-tecidos ............................................................................ 27 2.4 Aplicação de geotêxteis não-tecidos como sistema anti-reflexão de trincas...........................................................................................................................31 2.4.1 Associação do geotêxtil não-tecido com o ligante asfáltico ..................... 34 2.4.2 Sistema anti-reflexão de trincas .............................................................. 35 2.4.3 Eficiência dos geotêxteis não-tecidos como camada intermediária .......... 36 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS............................................. 37 3.1 Natureza da Pesquisa .............................................................................. 37 3.2 Tipos de Pesquisa ................................................................................... 38 3.3 Áreas da Pesquisa ................................................................................... 38 3.4 Coletas de Dados .................................................................................... 38 3.4.1 Revisão bibliográfica .............................................................................. 38 3.4.2 Em campo .............................................................................................. 39 3.5 Tabulação e Análise dos Dados ..............................................................39 3.6 Variáveis e Indicadores........................................................................... 40 3.7 Considerações Finais .............................................................................. 40 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES .......................................................... 41 4.1 Características do trecho ......................................................................... 41 4.2 Estimativa do consumo de materiais para a restauração do trecho ........... 42 4.3 Comparativo de custos entre os métodos de restauração ......................... 42 5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES ............................................... 46 5.1 Conclusões ............................................................................................. 46 5.2 Recomendações ...................................................................................... 47 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................................... 48 APÊNDICES .............................................................................................................. 52 18 1 INTRODUÇÃO A pavimentação asfáltica no Brasil iniciou-se no ano de 1956 com a criação da Petrobrás, que possibilitou a execução dos primeiros pavimentos asfálticos, o que representa um avanço no transporte de cargas e na economia do país sob o governo de Juscelino Kubistchek (BERNUCCI et al., 2010a). Segundo Rocha (2015) no período de 1950 a 1970, o transporte rodoviário no Brasil assumiu papel fundamental no crescimento econômico, explicado pelos grandes investimentos ocorridos no setor. De acordo com o autor, investir em transporte contribui para o crescimento de uma região, visto que influencia na setorização de atividades industriais, agrícolas e extrativas. De acordo com a Confederação Nacional dos Transportes (CNT), o transporte rodoviário desempenha papel importante na sociedade e na economia do país, visto que tem sido a principal alternativa para a locomoção de cargas e passageiros. No entanto, para que o transporte ocorra de forma eficiente, é necessário que o pavimento das rodovias esteja em boas condições, de modo a fornecer economia, conforto e segurança aos usuários (CNT, 2017). A título de exemplo, a Secretaria de Estado de Planejamento afirma que em Mato Grosso o transporte rodoviário é o principal responsável por escoar toda a produção agropecuária, que contribui fortemente para o crescimento econômico do estado, considerado o maior produtor de soja do Brasil (SEPLAN, 2017). Entre as principais economias mundiais, o Brasil possui a maior concentração rodoviária de transporte de cargas e passageiros, no qual 58% do transporte no pais é feito por meio de rodovias, como explica Mesquita (2018). No entanto, o país possui uma malha rodoviária total de 1.720.643,20 km, de modo que apenas 12,4% das rodovias são pavimentadas, o que representa uma baixa densidade comparada a outros países e sintetiza a atual situação do modal rodoviário (CNT, 2018a). 1.1 Formulação do Problema Os anos de 2016 e 2017 apresentaram uma piora na qualidade das rodovias, explicado pelo baixo investimento e o aumento do tráfego de caminhões que transportam cargas cada vez mais pesadas. Em 2018 aproximadamente 57% da malha rodoviária pesquisada pela equipe da CNT, que abrange todas rodovias federais e as principais estaduais, obtiveram seu estado geral considerado como regular, ruim ou péssimo. 19 Inadequações essas que geram para o país um aumento de 27% no custo operacional do transporte rodoviário. Além disso, o investimento na infraestrutura rodoviária no Brasil, representa menos que 0,5% do Produto Interno Bruto (PIB), sendo insuficiente diante da necessidade das vias (CNT, 2018b). Dessa maneira, considerando o baixo investimento público na infraestrutura rodoviária e o aumento do custo operacional do transporte, pode-se fazer a seguinte pergunta: a utilização de geotêxteis não-tecidos na restauração de pavimentos flexíveis, pode ser considerada uma alternativa técnica e econômica, quando comparada ao método de restauração tradicional? 1.2 Justificativa O transporte rodoviário é responsável pelo tráfego de aproximadamente 90% dos passageiros, e mais de 60% das cargas. Em virtude destes dados, é de suma importância investir para melhorar e manter as rodovias brasileiras em boas condições, pois são responsáveis por movimentar boa parte da produção brasileira. Os pavimentos atuais não duram por muito tempo, de modo que apresentam patologias como trincas, deformações e buracos logo após a sua execução, sendo necessário inovações do mercado para amenizar este problema (CNT, 2017). Segundo a CNT (2017) os pavimentos flexíveis no Brasil são projetados para ter uma durabilidade de 8 a 12 anos, porém as rodovias de gestão pública apresentam problemas estruturais precocemente, devido a fatores como: a destinação de recursos insuficiente para a execução, a ausência de manutenção, a carência na gestão de rodovias, a falta de controle e fiscalização de obras, a deficiência no controle de pesagem de veículos de cargas, a sobrecarga do modal rodoviário, a aplicação de ligantes de baixa consistência e o dimensionamento de pavimentos que não condiz mais com a realidade brasileira atual. A empresa IGS Brasil (2018) descreve que a utilização de geossintéticos na construção civil, permite aos projetistas não somente executar obras com menor custo, mas também garantir uma maior segurança devido as suas propriedades, que os tornam versáteis alcançando um amplo campo de aplicação. 20 A ausência de soluções para a recuperação das rodovias, diante dos atuais conceitos e métodos de dimensionamento, atendendo as dificuldades da estrutura submetida a tensões de tráfego e afetada pelos eventos climáticos, fortalece a necessidade de estudos para a utilização de geossintéticos, em especial os geotêxteis não-tecidos, na recuperação de pavimentos flexíveis trincados (BORGES; COSTA; PINTO, 2011). De acordo com Souza et al. (2011) a utilização dos geotêxteis não-tecidos na engenharia geotécnica é muito abrangente, pois permite a execução de obras com economia, sustentabilidade e alta qualidade no resultado final. Os geossintéticos empregados no reforço da capa asfáltica de pavimentos flexíveis, geralmente são os geotêxteis não-tecidos e as geogrelhas. Os geotêxteis não- tecidos são preferidos por sua capacidade de absorção de asfalto e devido apresentarem razoável isotropia no plano, sendo desejados os de gramatura baixa produzidos com fibras em poliéster ou polipropileno (CORREIA, 2010). A Maccaferri (2009) descreve que a utilização de geotêxteis não-tecidos como elemento retardador de trincas em pavimentos novos, ou prolongador da vida útil de pavimentos trincados, representa uma solução interessante. De acordo com Vertematti (2001) os geotêxteis não-tecidos são considerados uma excelente alternativa, visto que comprovaram-se eficientes quando associados ao asfalto na restauração de pavimentos flexíveis, atuando como reforço de pavimentos, promovendo o aumento da vida útil de duas a dez vezes. 1.3 Objetivos 1.3.1 Objetivo Geral Comparar a viabilidade técnica e econômica do uso de geotêxteis não-tecidos, como sistema anti-reflexão de trincas na restauração de pavimentos flexíveis, através de estudos de outros autores e da tabela SINAPI. 1.3.2 Objetivos Específicos • Identificar as vantagens provenientes da associação geotêxtil/asfalto; • Discutir a eficiência da utilização de geotêxteis na restauração de pavimentos; 21 • Analisar a diferença de custos referente ao emprego de geotêxteis não-tecidos na restauração de pavimentos. 1.4 Estrutura do Trabalho O trabalho será dividido em cinco capítulos e apresenta-se conforme a estrutura a seguir: No primeiro capítulo são abordados a formulação do problema, a justificativa para a realizaçãodo trabalho e seus objetivos geral e específicos. O segundo capítulo trata da fundamentação teórica dos conceitos e definições, a respeito da aplicação de geotêxteis não-tecidos na restauração de pavimentos flexíveis. O terceiro capítulo é referente ao processo metodológico adotado na pesquisa, bem como as ferramentas utilizadas para a coleta de dados, que são partes essenciais na obtenção dos resultados. No quarto capítulo são relatadas as discussões e resultados encontrados a partir da coleta de dados. Além disso são apresentadas propostas melhorias. O quinto capítulo encerra o trabalho com as conclusões, recomendações e possibilidades de trabalhos futuros. 22 2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA Neste capítulo é apresentada a fundamentação teórica sobre o tema abordado. Desta forma foram salientados estudos sobre a restauração de pavimentos flexíveis trincados, com a aplicação de geotêxteis não-tecidos como camada intermediária. 2.1 Pavimento flexível Pavimento é uma estrutura de múltiplas camadas de diferentes espessuras, executada sobre a superfície final da terraplenagem, destinada a suportar aos esforços provocados pelo tráfego de veículos e do clima, afim de propiciar aos usuários melhorias nas condições de rolamento, com segurança, conforto e economia (BERNUCCI et al., 2010a). Segundo o DNIT (2006a) o pavimento rodoviário pode ser classificado em três tipos: rígido, semirrígido e flexível. De acordo com o órgão, o pavimento flexível é capaz de absorver deformações elásticas consideráveis em toda sua estrutura, e distribuir as tensões nas camadas de maneira quase equivalente. Viera (2002) descreve que a seção transversal típica deste pavimento, ilustrada na Figura 1, é composta por camadas granulares resistentes a compressão, e pelo revestimento asfáltico que resiste a compressão e a flexo-tração. Figura 1 - Seção transversal do pavimento flexível Fonte: Adaptada de CNT (2017) O Manual de Pavimentação do DNIT (2006a) define as camadas que compõe a estrutura do pavimento flexível em: 23 a) Subleito: é o terreno de fundação do pavimento; b) Reforço do subleito: é uma camada de espessura constante, posta por circunstâncias técnico-econômicas, acima da de regularização, com características geotécnicas inferiores ao material usado na camada que lhe for superior, porém melhores que o material do subleito; c) Sub-base: é a camada complementar a base, quando por circunstâncias técnico- econômicas não for aconselhável construir a base diretamente sobre o subleito; d) Base: é a camada destinada a resistir e redistribuir os esforços oriundos do tráfego e sobre a qual se constrói o revestimento; e) Revestimento: é a camada, tanto quanto possível impermeável, que recebe diretamente a ação do rolamento dos veículos e destinada a melhorá-la, quanto a comodidade e segurança e a resistir ao desgaste. A imprimação consiste na pintura asfáltica executada sobre uma superfície, designada a promover a coesão entre as camadas através da penetração do ligante asfáltico e a impermeabilidade da estrutura. Geralmente é executada com Asfalto Diluído de Petróleo (ADP), sobre a camada de base com o intuito de receber o revestimento asfáltico. Já a pintura de ligação é executada com a função de promover a aderência ou ligação entre duas camadas asfálticas (DER/PR, 2005). 2.2 Degradação de pavimentos flexíveis Quando a estrutura de um pavimento flexível se encontra comprometida, as alternativas de restauração visam recuperar a capacidade estrutural, por meio da execução de novas camadas ou o tratamento das camadas existentes (BERNUCCI et al., 2010b). As trincas dos pavimentos flexíveis consiste em qualquer tipo de fenda, capaz de ser observada facilmente sem a utilização de equipamentos, apresentando-se de forma isolada ou interligada como na Figura 2 (DNIT, 2003). Figura 2 - Tipos de trincas Fonte: Adaptada de DNIT (2006b) 24 As trincas isoladas e interligadas são originadas e desenvolvidas no revestimento asfáltico por efeitos distintos, estando ou não associadas com o tráfego, como ilustra o Quadro 1. Quadro 1 - Origem das trincas em pavimentos flexíveis Defeito Causa genérica Causa específica Trincas Associadas com o tráfego Repetição de cargas (fadiga) Excesso de cargas Escorregamento do revestimento Não associadas com o tráfego Retração Efeitos térmicos Efeitos hídricos Fonte: Adaptado de DNIT (2006b) e Viera (2002) Segundo Viera (2002) o tráfego dos veículos na via e as variações térmicas, provocam uma movimentação das trincas que ocorre em três estágios diferentes, conforme a Figura 3. (a) (b) (c) Figura 3 - Movimento das trincas (a) abertura (b) cisalhamento (c) rasgamento Fonte: Adaptada de Viera (2002) Em revestimentos com espessura menores que 5 cm, a extremidade inferior da camada de reforço encontra-se tracionada, na qual permite a reflexão das trincas provenientes das cargas do tráfego e efeitos térmicos, devido a fadiga na zona de tração, como mostra a Figura 4 (VILCHEZ, 1996 apud CORREIA, 2010). 25 Figura 4 - Reflexão das trincas Fonte: Monismith e Coetzee (1980) apud Correia (2010) 2.3 Geossintéticos Os geossintéticos são definidos como materiais poliméricos, sintéticos ou naturais, apresentando-se em formas de mantas, tiras e estruturas tridimensionais, que atuam em contato diretamente com solos e outros maciços naturais, e exercem funções de reforço, filtração, separação, impermeabilização, drenagem, proteção e o controle de erosões (ARÊDES et al., 2015). Segundo Antunes (2008), no Brasil o uso dos geossintéticos aumentou a partir de década de 80, em virtude de apresentar grande versatilidade, baixo custo, facilidade executiva e possuir uma vasta área de aplicação. Deste modo, os materiais geossintéticos tem ocupado um espaço amplo na engenharia geotécnica, principalmente em obras viárias. Carneiro (2009) descreve que os geossintéticos são fabricados para desempenhar duas ou mais funções simultâneas, de acordo com suas aplicações, porém para o dimensionamento correto desses materiais, é necessário definir e gerenciar essas funções de acordo com o projeto. A seguir, o Quadro 2 ilustra suas principais funções. 26 Q u ad ro 2 - P ri n ci p ai s fu n çõ es d o s g eo ss in té ti co s F o n te : A d ap ta d o d e A n tu n es ( 2 0 0 8 ) N o ta : * q u an d o i m p re g n ad o c o m a sf al to F u n çõ es C o n tr o le d e er o sã o X X X Im p er m ea b il iz aç ão X * X X X S ep ar aç ão X P ro te çã o X X X D re n ag em X X X X X F il tr aç ão X X X R ef o rç o X X X X G eo ss in té ti co s G eo tê x ti l G eo g re lh a G eo rr ed e G eo co m p o st o G eo m em b ra n a G eo cé lu la s G eo d re n o 27 Segundo Palmeira (2012) os geossintéticos apresentam uma considerável eficiência quando empregados como reforço de pavimentos, que pode aumentar a vida útil do revestimento asfáltico, devido suas propriedades exibidas quando associados ao asfalto, como mostra o gráfico da Figura 5. Figura 5 - Gráfico de tensão x deformação do pavimento Fonte: Palmeira (2012) Segundo Carneiro (2009) os geossintéticos aplicados em obras geotécnicas possuem uma vida útil que varia de 1 a 100 anos, porém durante este tempo precisam desempenhar as funções para as quais foram instalados, sendo essencial que tais materiais, possuam ótima resistência aos agentes agressivos responsáveis pela degradação, como: os ácidos e bases, a radiação solar, temperaturas elevadas, ação de líquidos e outros agentes climatéricos. 2.3.1 Geotêxteis não-tecidos A norma ISO 10318 define os geotêxteis não-tecidos como mantas compostas por fibrasou filamentos, na qual possui estrutura não-tecida devido aos métodos de fabricação, observados na Figura 6 (ABNT, 2018). Segundo Vertematti (2001) são compostos por polímeros como: polipropileno, poliéster, poliamida e polietileno, e comercializados em bobinas, como visto na Figura 7. 28 Figura 6 - Fabricação dos geotêxteis Fonte: Vertematti (2001) Figura 7 - Bobinas de geotêxtil não-tecido agulhado de poliéster Fonte: Elaborada pelo autor De acordo com a empresa Ober S/A (2018a) o geotêxtil não-tecido é capaz de exercer várias funções decorrente de sua versatilidade, como ilustra a Figura 8, e aplicado em diferentes tipos de obras como: reforço e separação de solos, recapeamento asfáltico, estabilização de taludes, estabilização de subleitos e sistemas de drenagem. 29 (a) (b) (c) (d) Figura 8 - Funções dos geotêxteis não-tecidos na engenharia geotécnica: (a) separação (b) reforço (c) filtração (d) drenagem Fonte: Adaptada de Vertematti (2001) Segundo Fiorin (2009) na fabricação dos geotêxteis não-tecidos, o processo de união das fibras pode ser executado por diferentes métodos observados na Figura 9, que influencia na gramatura, espessura, permeabilidade, permissividade e na capacidade de retenção de asfalto do material. De acordo com Correia (2010), os geotêxteis não-tecidos agulhados são os geossintéticos mais utilizados como sistema anti-reflexão de trincas, na recuperação de pavimentos flexíveis, em virtude de possuir maior absorção de asfalto. Segundo o autor, os geotêxteis de menor espessura são os preferidos, devido facilitar a aplicação em campo, evitar possíveis dobras e melhorar a impregnação. (a) (b) (c) Figura 9 - Imagens ampliadas dos diferentes tipos de geotêxteis não-tecidos (a) termoligado (b) agulhado (c) resinado Fonte: Adaptada de Ferreira (2001) apud Correia (2010) 30 2.3.1.1 Propriedades Segundo Shukla (2002) apud Susunaga (2015) as propriedades físicas dos geotêxteis não-tecido são afetadas pela umidade e temperatura, tornando importante o controle de tais variáveis, quando aplicadas em associação com o solo ou ligante betuminoso. Susunaga (2015) afirma que as propriedades mecânicas dos geotêxteis não- tecidos, influenciam diretamente nas funções a serem desempenhadas, sendo necessário a análise das resistências para o dimensionamento do geotêxtil adequado, de acordo com cada projeto. De acordo com Vertematti (2001), as propriedades hidráulicas são referentes ao comportamento dos geotêxteis não-tecidos quando em contato com a água, e podem auxiliar a obtenção da capacidade do geotêxtil em reter o ligante asfáltico. O Quadro 3 ilustra as propriedades e resistências necessárias para a escolha dos diferentes tipos de geotêxteis não-tecidos, de acordo com sua aplicação. Quadro 3 - Propriedades e resistências dos geotêxteis não-tecidos Propriedades Und. Geotêxteis não-tecido Bidim RT09 Geofoco GT9 GeoFort GH9 M ec ân ic as Resistência a tração L kN/m 9 8 9 Deformação % ≥ 50 ≥ 70 ≥ 50 Resistência a tração T kN/m 8 9 9 Deformação % ≥ 50 ≥ 70 ≥ 50 Resistência ao rasgo L N 240 260 270 Resistência ao rasgo T N 220 240 250 Resistência ao puncionamento kN 1,5 1,55 1,4 H id rá u li ca s Permissividade s-1 2 1,85 3 Permeabilidade cm/s 0,39 0,4 0,39 Retenção de asfalto l/m² - - 1,8 F ís ic as Espessura mm - - 1,3 Comprimento das bobinas m 200 100 100 Largura das bobinas m 2,30 - 4,60 2,15 - 4,60 2,15 - 4,30 Composição 100% PET 100% PET 100% PET Ponto de fusão 260ºC 260ºC 260ºC Fonte: Adaptado de Geofoco Brasil (2014), Mexichem Bidim (2009) e Ober S/A (2018b) 31 2.4 Aplicação de geotêxteis não-tecidos como sistema anti-reflexão de trincas Segundo Fiorin (2009) os geotêxteis não-tecidos quando impregnados com asfalto, e utilizados na restauração de pavimentos, podem desempenhar grandes funções, como: retardar a propagação das trincas da camada inferior, transformar as trincas em microfissuras e reforçar a camada de rolamento. De acordo com Bernucci et al. (2010b), são capazes de desempenhar a função de impermeabilização, vindo a proteger as camadas subjacentes das águas pluviais. Porém, segundo Pereira (2002) apud Correia (2010) a utilização dos geotêxteis não-tecidos em recapeamento asfáltico, é recomendada quando houver trincas de fadiga na camada asfáltica, ou trincas de retração sem desnível de bordos. O emprego desses geossintéticos como elemento anti-reflexão de trincas, na restauração de pavimentos flexíveis, consiste na aplicação de uma camada intermediária entre o pavimento trincado e a nova capa asfáltica, ilustrado na Figura 10, na qual forma- se uma membrana viscoelástica que dissipa as tensões solicitadas, e melhora o desempenho do pavimento, resultando na impermeabilização das camadas adjacentes e no aumento da vida útil do pavimento (MACCAFERRI, 2009). Figura 10 - Seção do pavimento restaurado com geotêxtil não-tecido Fonte: Maccaferri (2009) Segundo Correia (2010) as principais dificuldades relacionadas ao emprego dos geotêxteis na restauração de pavimentos, consiste na aplicação das mantas, como mostra a Figura 11, em relação: a) Ao controle da taxa do ligante asfáltico; b) Ao momento correto da aplicação da manta antes ou após a ruptura do ligante; 32 c) A instalação das mantas evitando extravios como: rugas, rasgos e dobras; e d) A falta de experiência e capacitação da mão de obra tanto na aplicação como na fiscalização. Figura 11 - Aplicação do geotêxtil não-tecido após a cura do ligante asfáltico Fonte: Mexichem Bidim (2004) Os geotêxteis não-tecidos utilizados como camada anti-reflexão ou anti- propagação de trincas, devem ser do tipo agulhado ou termofixado, devido sua maior absorção de asfalto. Em termos de desempenho, são preferidos os de menor gramatura. Para o sucesso das aplicações na pavimentação asfáltica como sistema anti-reflexão de trincas, os geotêxteis não-tecidos devem atender os requisitos mínimos exibidos no Quadro 4 (CORREIA, 2010; FIORIN, 2009; OBER S/A, 2018c). Quadro 4 - Características recomendadas dos geotêxteis não-tecidos Geotêxtil Não-tecido agulhado Resistência à tração ≥ 8 kN/m Espessura ≥ 1,2 mm Capacidade de retenção do ligante ≥ 0,9 l/m² Ponto de fusão ≥ 180º C Gramatura ≥ 150 g/cm² Composição PET ou PP Fonte: Adaptado de Fiorin (2009); Ober S/A (2018c) De acordo com Amini (2005) apud Fiorin (2009) e Ober S/A (2018b), a instalação das mantas exige alguns cuidados, pois trata-se de um processo importante para que se tenha a função desejada dos geotêxteis não-tecidos. Segundo os autores, os geotêxteis apresentaram ótimo desempenho quando aplicados no controle de reflexão de trincas em pavimentos flexíveis. A Figura 12 exemplifica o processo de instação dos geotêxteis não- tecidos, que deve proceder nas seguintes etapas: 33 a) 1ª etapa: execução da regularização do pavimento, através da fresagem da superfície trincada e adição de um novo revestimento asfáltico; b) 2ª etapa: aplicação da primeira pintura de ligação sobre a camada de regularização (recomendado 0,7 l/m² de emulsão asfáltica); c) 3ª etapa: instalação das mantas de geotêxtil não-tecido e compactação com rolo pneumático, como ilustrado na Figura 13; d) 4ª etapa: aplicação da segunda pintura de ligação sobre as mantas (recomendado 0,4 l/m² de emulsão asfáltica); e) 5ª etapa: execução da camada asfáltica, seguida de compactação com rolo liso e pneumático. Figura 12 - Detalhamento da aplicação dos geotêxteis como sistema anti-reflexão de trincas Fonte: Adaptada de Ober S/A (2018b) Figura 13 - Compactação do geotêxtil não-tecido com rolo pneumático Fonte: Ober S/A (2018b) 34 2.4.1 Associação do geotêxtil não-tecido com o ligante asfáltico A estrutura composta por geotêxtil não-tecido impregnado com o ligante asfáltico, atua como um planode fraqueza entre o pavimento degradado e a nova camada de reforço, pois é nesse local onde ocorre a máxima concentração de tensões de deformação plástica. O plano de fraqueza tem a função de separar a nova camada do revestimento trincado, fazendo com que as trincas se propaguem na horizontal, devido a diminuição da energia necessária para que o trincamento aconteça (MONISMITH; COETZEE, 1980 apud CORREIA, 2010). O geotêxtil não-tecido aplicado como camada intermediária, é capaz de retardar a reflexão das trincas do pavimento antigo para o novo, devido seus filamentos absorverem e redistribuírem as tensões concentradas nas bordas das trincas, como visto na Figura 14. Porém, para atuar de forma correta o geotêxtil deve estar saturado com ligante asfáltico e aderido as superfícies, o que pode ser conseguido através das pinturas de ligação (VERTEMATTI, 2001). Figura 14 - Seção longitudinal do pavimento recapeado com geotêxtil não-tecido Fonte: Adaptada de Vertematti (2001) Quando empregado em restaurações de pavimentos asfálticos, o geotêxtil não- tecido permite uma maior taxa de pintura de ligação, de modo a formar uma camada viscoelástica capaz de retardar a reflexão das trincas. Desta maneira, quando refletidas, são reflexões amenizadas e na direção horizontal. Mas, precauções devem ser tomadas para que não ocorra o escorregamento da manta na superfície, em casos de excesso do ligante, sendo ideal uma ótima taxa de pintura de ligação (BERNUCCI et al., 2010b; FIORIN, 2009). 35 2.4.2 Sistema anti-reflexão de trincas Segundo os estudos de Viera (2002) os geotêxteis não-tecidos quando aplicados no recapeamento de pavimentos flexíveis, atuam como reforço da camada asfáltica, na qual absorve as tensões do tráfego e impede que as solicitações sejam dissipadas para a camada inferior. De acordo com seus experimentos, constatou-se que o uso de geotêxtil não-tecido não anula as trincas do pavimento inferior, e sim, altera a trajetória em que elas se propagam, de modo a gerar vantagens ao pavimento, como: a) A impermeabilização da estrutura contra águas pluviais; b) O aumento da aderência entre as camadas, de modo a melhorar o desempenho da nova capa asfáltica; c) A absorção e distribuição das tensões do tráfego; d) O atraso da reflexão das trincas; e e) A redução da severidade das trincas refletidas. O fenômeno de retardar a propagação das trincas do pavimento inferior, acontece proveniente da camada viscoelástica formada pela combinação do geotêxtil não-tecido com o asfalto, o que o torna capaz de diminuir a intensidade das tensões solicitantes, sobre as trincas provocadas pelo alto tráfego e variações de temperatura. A estrutura composta pelo asfalto impregnado com o geotêxtil não-tecido, possui um comportamento rígido quando solicitada por tensões provocadas pelo tráfego rápido, porém quando submetida por tensões de tráfego lento, admite comportamento dúctil. Deste modo, as trincas provenientes da camada inferior se propagam horizontalmente na interface geotêxtil/asfalto, que permite o alto desempenho do novo revestimento (WICKERT, 2002 apud FIORIN, 2009). A mudança de direção das trincas para a horizontal ocorre mesmo que não haja deformações de tração na estrutura, sendo assim, este desvio acontece em virtude da elevada concentração de tensões na extremidade da trinca, observada na Figura 15 (VILCHEZ, 1998 apud CORREIA, 2010). A estrutura geotêxtil/asfalto não bloqueia a reflexão das trincas do pavimento antigo, mas provoca o atraso dessa reflexão devido ao fenômeno que ocorre, quando a energia proveniente das cargas de rodas dos veículos, são dissipadas no pavimento, de modo a produzir temporariamente a separação da face inferior do geotêxtil não-tecido com a camada asfáltica do pavimento antigo trincado (RODRIGUES; CERATTI, 2015 apud ANTE, 2016). 36 Figura 15 - Sistema anti-reflexão de trincas Fonte: Adaptada de DNIT (2006b) 2.4.3 Eficiência dos geotêxteis não-tecidos como camada intermediária De acordo com Fiorin (2009) os pavimentos flexíveis solicitados por tensões de tráfego, efeitos térmicos e restaurados sem geotêxteis, podem apresentar uma taxa de trincamento 40% maior, quando comparados a restaurações com aplicação de geotêxteis não-tecidos agulhados, fabricados com polipropileno. Viera (2002) descreve que a utilização de geotêxteis como camada intermediaria ou camada anti-reflexão de trincas, permite uma maior durabilidade do novo revestimento asfáltico, que devido a interposição da camada viscoelástica, resultado da associação geotêxtil/asfalto, consegue- se um aumento da tração na nova camada asfáltica, o que redireciona as tensões das trincas e retarda sua reflexão para a superfície do pavimento, como visto na Figura 16. Figura 16 - Desvio da trinca em pavimento asfáltico solicitado por simulador de tráfego Fonte: Viera (2002) 37 3 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS Segundo Fonseca (2002) apud Gerhardt e Silveira (2009), a metodologia é o estudo dos trajetos a serem percorridos visando realizar uma pesquisa ou estudo qualquer, de modo a observar os instrumentos a serem utilizados e indicar o percurso escolhido pelo autor. Gerhardt e Silveira (2009) define a pesquisa científica como o resultado de um inquérito, realizado com a finalidade de solucionar um problema, recorrendo a procedimentos científicos. Dessa maneira, este capítulo possui como meta a descrição e caracterização do desenvolvimento da pesquisa, enfatizando a sua natureza e classificação, a área em que foi desempenhada e os instrumentos de coleta de dados, utilizados juntamente com a variável e indicadores do processo. 3.1 Natureza da Pesquisa Segundo Boissel (2004) apud Fontelles et al. (2009) a pesquisa aplicada é aquela que visa produzir conhecimento científico através da soluções de problemas. Assim, a pesquisa atual é classificada como aplicada, pois, possui o objetivo de incentivar o uso de geossintéticos na restauração de pavimentos, com o objetivo de solucionar problemas vigentes da engenharia civil. As pesquisas científicas geralmente podem ser classificadas quanto a sua natureza, como: qualitativa, quantitativa ou um misto dos dois. A pesquisa quantitativa é caracterizada pelo emprego da quantificação tanto na coleta de dados, como no tratamento por meio de técnicas estatísticas. Este tipo de pesquisa busca a validação das hipóteses através de dados estatísticos, afim de quantificar os dados e gerar resultados (RICHARDSON, 1999; MATTAR, 2001 apud OLIVEIRA, 2011). Malhotra (2001) apud Oliveira (2011) explica que a pesquisa qualitativa, fornece uma melhor visão e compreensão do problema, enquanto a quantitativa procura quantificar os dados e aplicar métodos estatísticos. O presente trabalho trata-se de uma pesquisa quantitativa, visto que pretende realizar a comparação de duas técnicas de restauração de pavimentos flexíveis, através de orçamentos realizados com base na tabela SINAPI (Sistema Nacional de Pesquisa de Custos e Índices da Construção Civil), presentes nos APÊNDICES A e B. Esse 38 comparativo visa fornecer parâmetros e resultados pertinentes, para expressar através de métodos quantitativos, a viabilidade técnica e econômica da utilização dos geotêxteis na restauração de pavimentos. 3.2 Tipos de Pesquisa Afim de alcançar os objetivos propostos neste trabalho, a pesquisa adotada é do tipo exploratória, abordando em seu interior procedimentos técnicos que são classificados em dois tipos: pesquisa bibliográfica e estudo de caso. A pesquisa bibliográfica é realizada através do levantamento de referências já analisadas e publicadas, como: livros, artigos científicos e outros. O estudo de caso é caracterizado como um estudo aprofundado de determinado objeto, na qual visa responder questionamentos, de modo a gerar informações e características pertinentes (FONSECA, 2002 apudGERHARDT; SILVEIRA, 2009). O estudo de caso do trecho na BR-158, trata-se de um comparativo entre dois tipos de técnicas de recuperação de pavimentos trincados, através de orçamentos da tabela SINAPI e estudos de outros autores, de modo a obter o menor custo, maior eficiência e melhor desempenho, comprovando assim a técnica mais viável. 3.3 Áreas da Pesquisa O trabalho atual compreende assuntos referentes a engenharia de transportes, tendo como principal área da pesquisa a restauração de pavimentos flexíveis, na qual pretende-se analisar a viabilidade técnica e econômica do uso de geossintéticos, como por exemplo, os geotêxteis não-tecidos. 3.4 Coletas de Dados A coleta dos dados é a etapa principal na realização deste trabalho, cuja importância está diretamente ligada com os tipos de pesquisas adotadas, que influenciam nos resultados obtidos. Os dados foram obtidos através da revisão bibliográfica e de estudo de caso. 3.4.1 Revisão bibliográfica Para realizar o embasamento teórico deste trabalho, de modo a obter um melhor entendimento do tema proposto, foram utilizados livros, normas técnicas, catálogos, revistas, teses, dissertações, monografias e artigos de periódicos, com idioma em 39 português, disponíveis no site do google acadêmico e publicados no período de 2000 a 2018. 3.4.2 Em campo O trecho analisado possui 1 km de extensão e está localizado na BR-158, entre as cidades de Nova Xavantina e Água Boa no estado de Mato Grosso, como mostra o mapa da Figura 17. A rodovia é composta por pavimento flexível, onde possui uma camada de rolamento de Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ), cuja espessura não foi capaz de ser identificada em campo, porém segundo o DNIT (2006b) as espessuras da capa de rolamento devem ser de no mínimo 4 cm. Os dados foram coletados através de imagens do trecho, seguido de medições da via com o auxílio de uma trena, cuja finalidade é revelar a atual situação e características do pavimento estudado. A coleta de dados é crucial na realização desta pesquisa, pois permite alcançar os parâmetros necessários para o cálculo dos materiais que serão utilizados na restauração do trecho, como: a emulsão asfáltica, o CBUQ e o geotêxtil não-tecido. Figura 17 - Localização do trecho analisado Fonte: Adaptada de Google Earth Pro (2018) 3.5 Tabulação e Análise dos Dados Os valores adquiridos em campo foram tabulados por meio de planilhas do software Microsoft Office Excel 2016 (licenciado), sendo utilizados na confecção de 40 orçamentos realizados através da tabela SINAPI, do mês de outubro de 2018, que torna possível a estimativa dos materiais necessários para a restauração do trecho, e a geração de gráficos para melhor compreensão dos resultados. A análise dos dados ocorreu através de estudos de outros autores, na qual pretende-se estabelecer uma comparação quantitativa das diferentes técnicas de restauração. O armazenamento e manuseio dos dados obtidos, ocorreu por meio do software Microsoft Office Word 2016 (licenciado). 3.6 Variáveis e Indicadores Para nortear a pesquisa atual foram selecionadas determinada variável e alguns indicadores. Marconi e Lakatos (2010) explicam que variável pode ser definida como: classificação ou medida, processo ou conceito operacional que apresentem valores, propriedade ou fator de um objeto de estudo passível de mensuração. Para tal pesquisa a variável definida é o geotêxtil não-tecido, tornando-se o principal objeto de estudo. Com o intuído de explicar o estudo da variável adotada existem vários indicadores que, por sua vez foram selecionados de acordo com os objetivos da pesquisa desenvolvida. Partindo deste pressuposto, o Quadro 5 exibe a variável e os indicadores escolhidos, de modo a auxiliar no desenvolvimento do estudo e análise dos dados adquiridos durante a coleta. Quadro 5 - Variável e indicadores da pesquisa Variável Indicadores Geotêxtil não-tecido Propriedades Eficiência Desempenho Durabilidade Custo Fonte: Elaborado pelo autor 3.7 Considerações Finais O capítulo atual apresentou dados importantes da pesquisa realizada neste trabalho, no qual enfatizou sua natureza, classificou seus tipos, delimitou sua área e a forma de coleta e tabulação dos dados obtidos. Estabeleceu a principal variável da pesquisa, apresentando seus indicadores que possuem o objetivo de contribuir para a obtenção dos resultados. Assim, essas informações se fazem importantes para o entendimento e compreensão de como se desenvolveu essa pesquisa. 41 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1 Características do trecho Na coleta dos dados em campo foram identificadas e fotografadas as patologias existentes no trecho, com o intuito de revelar o estado atual do pavimento, representado através da Figura 18, onde são observadas trincas e deformações decorrentes do tráfego pesado, intempéries e efeitos térmicos. Figura 18 - Estado atual do pavimento do trecho Fonte: Elaborada pelo autor As características do trecho foram obtidas através das medições realizados na via, onde possuem grande importância na aquisição dos resultados desta pesquisa, e estão dispostas na Tabela 1. Tabela 1 - Características do trecho analisado Rodovia BR-158 Trecho km 644 a km 645 Extensão (m) 1000 Largura da via (m) 7 Área da via (m²) 7000 Fonte: Elaborada pelo autor 42 Além disso, houve a medição da área de cada patologia do trecho, na qual objetivou-se contabilizar a área crítica do pavimento, de modo a adquirir precisamente a quantidade necessária de material para a remoção das trincas. A Tabela 2 apresenta os valores referentes as patologias. Tabela 2 - Contabilidade da área crítica do trecho Trincas e outras patologias Quantidade de patologias 20 Área crítica do trecho (m²) 300 Fonte: Elaborada pelo autor 4.2 Estimativa do consumo de materiais para a restauração do trecho Os valores necessários para a execução da regularização do pavimento trincado, por meio da fresagem, e da nova camada asfáltica sobre as mantas de geotêxteis não- tecidos, foram obtidos com base nas características do trecho e listados na Tabela 3. A espessura da camada asfáltica é dimensionada através de equações, porém para este trecho adotou-se uma espessura de 5 cm, de acordo com o Manual de restauração de pavimentos asfálticos do DNIT. Recomenda-se a execução da pintura de ligação, com emulsão asfáltica catiônica do tipo ruptura rápida (RR-2C), afim de promover a rápida liberação do tráfego após a cura do CBUQ. Tabela 3 - Estimativa dos materiais utilizados no recapeamento Insumos Unidade Quantidade CBUQ m³ 365 Emulsão asfáltica RR-2C m² 14300 Geotêxtil não-tecido m² 7000 Fonte: Elaborada pelo autor 4.3 Comparativo de custos entre os métodos de restauração Com base nos métodos de restauração de pavimentos flexíveis, apresentados neste trabalho, onde destacou-se o emprego de geotêxteis não-tecidos na tentativa de prolongar as trincas em revestimentos asfálticos, através da tabela SINAPI foi possível estimar o custo final e a composição de serviços necessários para a restauração do trecho estudado. O recapeamento tradicional em pavimentos flexíveis, consiste na camada asfáltica com 5 cm de espessura, executada sobre o pavimento trincado, afim de restaurar o pavimento de forma econômica. Através do Gráfico 1 é possível visualizar a composição dos serviços para o recapeamento do trecho. 43 Gráfico 1 - Composição dos serviços referente ao recapeamento tradicional Fonte: Elaborado pelo autor O valor da aplicação de CBUQ representa mais da metade do custo total da obra, devido agregar valores referentes a fabricação e aplicação em campo. Para este trecho estimou-se o custo do transporte de CBUQ com base na usina localizada em Água Boa – MT, a 89 km de distância do local da aplicação. A fresagem representa o menor valor no custo total, devidoà baixa área crítica identificada no pavimento do trecho. O Gráfico 2 ilustra a composição dos serviços necessários para a execução do recapeamento do trecho, com a utilização do geotêxtil não-tecido como camada anti- reflexão de trincas. Gráfico 2 - Composição dos serviços referente ao recapeamento com geotêxtil não-tecido Fonte: Elaborado pelo autor O custo da aplicação referente aos geotêxteis abrange aproximadamente 6% do custo total da obra, porém consequente do emprego das mantas no recapeamento como 0,32% 2,41% 51,68% 6,37% 0,41% 38,80% Fresagem Pintura de ligação Aplicação do CBUQ Transporte do CBUQ Descarga em vibroacabadora Sinalização da via 0,29% 4,33% 5,88% 47,75% 5,83% 0,38% 35,53% Fresagem Pintura de ligação Aplicação do geotêxtil Aplicação do CBUQ Transporte do CBUQ Descarga em vibroacabadora Sinalização da via 44 camada intermediária, se faz fundamental a adição de alguns materiais e serviços, como a duplicação da pintura de ligação e a dupla compactação com rolo pneumático. A alteração no consumo de emulsão asfáltica é referente a aplicação de duas taxas de pintura de ligação, antes e depois da instalação das mantas de geotêxteis não-tecidos, representada através do Gráfico 3. Gráfico 3 - Consumo de emulsão asfáltica Fonte: Elaborado pelo autor O Gráfico 4 apresenta o custo final da obra referente aos insumos e mão de obra baseados na tabela SINAPI, para os diferentes métodos de restauração aqui abordados. Gráfico 4 - Comparativo de custos entre diferentes alternativas de restauração de pavimentos flexíveis Fonte: Elaborado pelo autor A divergência entre os valores observada entre os dois métodos de restauração analisados, é explicada devido a adição de insumos e serviços referentes ao emprego dos 7300 m² 14300 m² 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 Pintura de ligação m ² Sem geotêxtil Com geotêxtil R$504.925,75 R$551.380,00 R$480.000,00 R$500.000,00 R$520.000,00 R$540.000,00 R$560.000,00 sem geotêxtil com geotêxtil 45 geotêxteis, que necessita de uma maior taxa de pintura de ligação e da dupla compactação, de modo a representar aproximadamente 9% do valor total, como mostra o Gráfico 5. Gráfico 5 - Composição dos valores referentes a diferença no custo final da obra Fonte: Elaborado pelo autor R$11.690,00 R$32.410,00 R$2.354,25 R$46.454,25 R$0,00 R$5.000,00 R$10.000,00 R$15.000,00 R$20.000,00 R$25.000,00 R$30.000,00 R$35.000,00 R$40.000,00 R$45.000,00 R$50.000,00 Pintura de ligação Aplicação do geotêxtil Compactação das mantas Total 46 5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES 5.1 Conclusões Atualmente o método utilizado para a restauração de pavimentos flexíveis, consiste somente na execução de uma nova camada asfáltica sobre a já existente. Essa solução é eficaz num curto período de tempo, já que o tráfego pesado de caminhões gera tensões que provocam a propagação das trincas para a nova camada, de modo a gerar os mesmos problemas e prejudicar o conforto e a segurança dos transportes. Pavimentos asfálticos solicitados por tensões de tráfego, efeitos térmicos e restaurados sem geotêxteis, podem apresentar uma taxa de trincamento 40% maior, quando comparados a restaurações com aplicação de geotêxteis não-tecidos agulhados. Os geotêxteis quando empregados na restauração de pavimentos flexíveis, são capazes de aumentar a vida útil da nova camada asfáltica, em virtude de suas propriedades físicas, mecânicas e hidráulicas. A inclusão destes geossintéticos como camada intermediária de pavimentos, não impede o trincamento da nova capa asfáltica, mas altera a direção de propagação das trincas, tornando-as menos severas, que propicia melhor desempenho ao pavimento. Desta forma, o emprego das mantas evita a formação de trincas num curto período de tempo, o que provoca uma sensível diminuição dos custos das manutenções, de modo a gerar uma economia de médio a longo prazo. O emprego de geotêxteis na pavimentação, contribui para melhorias da camada de rolamento, que produz o conforto e a segurança no transporte de cargas e passageiros, na qual promove o aumento da eficiência do modal rodoviário brasileiro, de modo a impactar diretamente no crescimento econômico do país. Conclui-se que a aplicação de geotêxteis não-tecidos na restauração de pavimentos trincados, representa um acréscimo de 9% no orçamento total da obra, referente aos processos necessários para o emprego das mantas. Porém, as vantagens obtidas com sua utilização permitem que o aumento da durabilidade do pavimento seja alcançado, a um custo benefício muito mais atrativo a longo prazo, o que torna este método de restauração uma alternativa técnica e econômica, quando comparada ao método tradicional. 47 5.2 Recomendações Proveniente dos resultados obtidos com este trabalho, recomenda-se a realização de pesquisas futuras com o objetivo de abordar, aprofundar e esclarecer mais sobre os geotêxteis não-tecidos na restauração de pavimentos. As sugestões são: • Revelar a vida útil de pavimentos restaurados com geotêxteis não-tecidos; • Dimensionar a espessura necessária do recapeamento, executado sobre as mantas de geotêxteis, aplicados como camada intermediária. 48 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ANTE, J. R. O. Desempenho de misturas asfálticas reforçadas com geossintéticos. 2016. 202 f. Tese (Doutorado em Geotecnia) – Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, 2016. 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Total 96002 Fresagem de pavimento trincado - espessura de 5 cm m² 300 R$5,37 R$1.611,00 72943 Pintura de ligação com emulsão asfáltica RR-2C m² 7300 R$1,67 R$12.191,00 95995 Fabricação e aplicação de CBUQ - camada de rolamento - espessura de 5 cm m³ 365 R$714,95 R$260.956,75 95303 Transporte do CBUQ - usina em Água Boa - MT (89km) m³ x km 32485 R$0,99 R$32.160,15 72891 Manobras e descarga em vibro-acabadora m³ 365 R$5,69 R$2.076,85 Total R$308.995,75 2. Sinalização viária 72947 Sinalização horizontal com tinta retrorrefletiva m² 7000 R$27,99 R$195.930,00 Total R$195.930,00 Total final R$504.925,75 APÊNDICE B – ORÇAMENTO DA RESTAURAÇÃO COM APLICAÇÃO DE GEOTÊXTIL NÃO-TECIDO 1. Recapeamento Código Descrição Unid. Qtd. Unit. Total 96002 Fresagem de pavimento trincado - espessura de 5 cm m² 300 R$5,37 R$1.611,00 72943 Pintura de ligação com emulsão asfáltica RR-2C m² 14300 R$1,67 R$23.881,00 4013 Aplicação de geotêxtil não-tecido m² 7000 R$4,63 R$32.410,00 95995 Fabricação e aplicação de CBUQ - camada de rolamento - espessura de 5 cm m³ 365 R$721,40 R$263.311,00 95303 Transporte do CBUQ - usina em Água Boa - MT (89km) m³ x km 32485 R$0,99 R$32.160,15 72891 Manobras e descarga em vibro-acabadora m³ 365 R$5,69 R$2.076,85 Total R$355.450,00 2. Sinalização viária 72947 Sinalização horizontal com tinta retrorrefletiva m² 7000 R$27,99 R$195.930,00 Total R$195.930,00 Total final R$551.380,00
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