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Pavimentação Richard Brandão Nogueira Vital richardvital@gmail.com 09/06/2020 Conteúdo • Definição de pavimento; • Classificação dos pavimentos; • Comparação dos pavimentos; • Defeitos nos pavimentos. Definição “Pavimento de uma rodovia é a superestrutura constituída por um sistema de camadas de espessuras finitas, assentes sobre um semi-espaço considerado teoricamente como infinito – a infraestrutura ou terreno de fundação, a qual é designada de subleito. O subleito, limitado assim superiormente pelo pavimento, deve ser estudado e considerado até a profundidade onde atuam, de forma significativa, as cargas imposta pelo tráfego.” (DNIT, 2006) Classificação dos pavimentos - Flexível: todas as camadas sofrem deformação elástica em função do carregamento aplicado, dessa forma, a carga se distribui em parcelas equivalentes entre as camadas. Exemplo: base de brita ou base de solo pedregulhoso, revestida por camada asfáltica. - Semi-rígido: base cimentada por algum aglutinante com propriedades cimentícias. Exemplo: camada de solo cimento revestida por uma camada asfáltica. - Rígido: revestimento com elevada rigidez em relação às camadas inferiores, absorvendo a maior parte das tensões provenientes do carregamento aplicado. Exemplo: pavimento constituído por lajes de concreto de cimento Portland. Pavimento flexível Fonte: Marques (2006) Pavimento flexível Asfalto “O asfalto é um derivado de petróleo de elevada viscosidade, com propriedades impermeabilizantes e adesivas, não voláteis, de cor preta ou marrom. São constituídos basicamente por asfaltenos, resinas e hidrocarbonetos de natureza aromática, solúveis em tricloroetileno e obtidos por refinação de petróleo, podendo, também, serem encontrados na natureza como depósito natural (gilsonita) ou associados à matéria mineral (asfalto de Trinidad). O termo asfalto é, também, utilizado popularmente para denominar o conjunto de materiais aplicados na pavimentação, ou seja, a mistura constituída por um ligante asfáltico para pavimentação (cimento asfáltico de petróleo, asfaltos diluídos, asfalto modificado ou emulsões asfálticas) com agregados compostos por material mineral.” (PETROBRÁS, 2015) Tipos de Asfalto “• Cimentos asfálticos de petróleo (CAP): materiais muito viscosos, semissólidos ou sólidos à temperatura ambiente, que apresentam comportamento termoplástico, tornando-se líquidos quando aquecidos e retornando ao seu estado original após resfriamento. A consistência do CAP depende da quantidade de fração oleosa remanescente, sendo esse um critério utilizado para sua classificação, traduzida pela viscosidade ou penetração; • Asfaltos diluídos: misturas de CAPs com solventes, obtendo-se segundo o solvente utilizado, asfaltos de cura rápida (CR) usando-se nafta, de cura média (CM) usando-se querosene, de cura lenta (CL) usando-se gasóleo. Essas misturas são realizadas para aumentar a fluidez do CAP. Os solventes, por serem voláteis, evaporam após a aplicação, deixando o cimento asfáltico rígido;” (PETROBRÁS, 2015) Tipos de Asfalto “• Emulsões asfálticas: que se constituem em pequenas partículas ou glóbulos de CAP, suspensos em água contendo um agente emulsificante. Quando tais emulsões são aplicadas, as partículas de CAP depositam-se sobre as britas do leito rodoviário (agregado mineral), causando a ruptura da emulsão, separando-se da água, resultando em uma camada de cimento asfáltico rígido. As emulsões asfálticas são classificadas como de ruptura rápida (RR), de ruptura média (RM) e de ruptura lenta (RL). • Asfaltos modificados: modificações realizadas em cimentos asfálticos de petróleo pela adição de asfaltos naturais como gilsonita (EUA), asfaltita (Argentina) e asfalto de Trinidad. Também podem ser adicionados cal, cimento, sílica, fibras (fibra de vidro, asbestos, fibras de celulose e fibras poliméricas), enxofre elementar ou polímeros (SBR, SBS, EVA) para ampliar a resistência do produto; .” (PETROBRÁS, 2015) Produção de Asfalto Fonte: Petrobrás (2015) Pavimento rígido Fonte: Marques (2006) Pavimento rígido Cimento Portland - tipos Comparação dos tipos de pavimentos Fonte: Bianchi, Brito e Casto (2008) Comparação dos tipos de pavimentos Fonte: Bianchi, Brito e Casto (2008) Norma DNIT 005/2003 Patologia revestimento flexível- fissura Fendas capilares no revestimento asfáltico que ainda não causam problemas funcionais nem estruturais na rodovia. Elas estão posicionadas longitudinal, transversal ou obliquamente e são perceptíveis à vista de quem está a até 1,5 m de distância. A extensão das fissuras é inferior a 30 cm. Principais causas: má dosagem do asfalto, excesso material de enchimento no revestimento; compactação excessiva ou em momento inadequado. Patologia revestimento flexível- trinca transversal Trinca isolada em direção perpendicular ao eixo da via. Se a extensão for de até 100 cm, é denominada trinca transversal curta. Quando a extensão for superior a 100 cm, denomina-se trinca transversal longa. É um defeito funcional (grandes trincamentos causam irregularidade) e estrutural (enfraquecem o revestimento do pavimento). Principais causas: contração da capa asfáltica causada devido a baixas temperaturas ou ao endurecimento do asfalto; propagação de trincas nas camadas inferiores à do revestimento da estrada. Patologia revestimento flexível- trinca longitudinal Trinca isolada em direção predominantemente paralela ao eixo da via. Se a extensão for de até 100 cm, é denominada trinca longitudinal curta. Quando a extensão for superior a 100 cm, denomina-se trinca longitudinal longa. Defeito funcional (grandes trincamentos causam irregularidade) e estrutural (enfraquecem o revestimento do pavimento). Principais causas: má execução da junta longitudinal de separação entre as duas faixas de tráfego; recalque diferencial; contração de capa asfáltica devido a baixas temperaturas ou ao endurecimento do asfalto; propagação de trincas nas camadas inferiores à do revestimento da estrada. Patologia revestimento flexível- trinca em malha tipo couro de jacaré Conjunto de trincas interligadas sem direções definidas, assemelhando-se ao aspecto de couro de jacaré. São um defeito estrutural. Principais causas: colapso do revestimento asfáltico devido à repetição das ações do tráfego; subdimensionamento ou má qualidade da estrutura ou de uma das camadas do pavimento; baixa capacidade de suporte do solo; envelhecimento do pavimento (fim da vida); asfalto duro ou quebradiço. Patologia revestimento flexível- trinca em malha tipo bloco Conjunto de trincas interligadas formando blocos retangulares com lados bem definidos. Trata-se de defeito funcional (grandes trincamentos em bloco causam irregularidade) e estrutural (reduzem a integridade estrutural do pavimento). Principais causas: contração da capa asfáltica devido à alternância entre altas e baixas temperaturas; baixa resistência à tração da mistura asfáltica. Patologia revestimento flexível- afundamento plástico Deformação permanente (plástica) caracterizada por depressão da superfície do pavimento acompanhada de solevamento (compensação volumétrica lateral). Quando a extensão é de até 6 m, denomina-se de afundamento plástico local. Para extensões maiores que 6 m e se for localizado ao longo da trilha de roda, denomina-se afundamento plástico de trilha de roda. Principais causas: fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito; falha na dosagem de mistura asfáltica - excesso de ligante asfáltico; falha na seleção de tipo de revestimento asfáltico para a carga solicitante. Patologia revestimento flexível- afundamento deconsolidação Deformação permanente caracterizada por depressão da superfície do pavimento sem estar acompanhado de solevamento (compensação volumétrica lateral). Quando a extensão é de até 6 m, é denominado de afundamento de consolidação local. Para extensões maiores que 6 m e se for localizado ao longo da trilha de roda, denomina-se afundamento de consolidação de trilha de roda. Principais causas: fluência plástica de uma ou mais camadas do pavimento ou do subleito; densificação ou ruptura por cisalhamento de camadas subjacentes ao revestimento; falha de compactação na construção; problemas de drenagem. Patologia revestimento flexível- ondulação ou corrugação Movimento plástico do revestimento, caracterizado por ondulações ou corrugações (que são enrugamentos) transversais na superfície do pavimento. Principais causas: falta de estabilidade da mistura asfáltica; excessiva umidade do solo subleito; contaminação da mistura asfáltica; falta de aeração das misturas líquidas de asfalto. Patologia revestimento flexível- escorregamento Deslocamento do revestimento em relação à camada subjacente do pavimento com aparecimento de fendas em meia-lua. Principais causas: falhas construtivas e de pintura de ligação Patologia revestimento flexível- exsudação Filme de material betuminoso que aparece na superfície do pavimento criando um brilho vítreo, causado pela migração do ligante por meio do revestimento. Principais causas: excessiva quantidade de ligante; baixo conteúdo de vazios. Patologia revestimento flexível- desgaste Efeito do arrancamento progressivo do agregado do pavimento, causando aspereza superficial do revestimento. Principais causas: falhas de adesividade ligante-agregado; presença de água aprisionada e sobreposição em vazios da camada de revestimento, gerando deslocamento de ligante; deficiência no teor de ligante; problemas executivos ou de projeto de misturas. Patologia revestimento flexível- panela ou buraco Cavidades de tamanhos variados no revestimento do pavimento. Principais causas: trincas de fadiga (processo que ocorre devido ao acúmulo das solicitações do tráfego ao longo do tempo); desintegração localizada na superfície do pavimento; deficiência na compactação; umidade excessiva em camadas de solo; falha na imprimação. Patologia revestimento flexível- remendo Panela preenchida com uma ou mais camadas de pavimentação. Apesar de ser uma atividade de conservação, é considerado um defeito por apontar um local de fragilidade e por impactar o conforto no rolamento. A deterioração de remendos é o conjunto de danos existentes em uma área de remendo. Principais causas: carga de tráfego; emprego de material de má qualidade; ação do meio ambiente; má construção. Referências [1] DNIT, Manual de Pavimentação IPR-719 , 2006. [2] Marques, G. L. O., Notas de aula da disciplina de pavimentação. Universidade Federal de Juiz de Fora, 2006. [3] DNIT, Defeitos nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos - Terminologia, 2003. [4] PETROBRÁS, Asfalto, 2015.
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