2_Avaliação Estrutural_REV 1

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AVALIAÇÃO 
ESTRUTURAL
DE PAVIMENTOS
Profº Geovane Gomes, Msc, Eng Civil
engcivilgeovanegomes@gmail.com
(48) 9.9621-9069
CURITIBA - PRTurma: Joinville – Santa Catarina
PÓS-GRADUAÇÃO ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA RODOVIÁRIA
mailto:engcivilgeovanegomes@gmail.com
AVALIAÇÃO 
ESTRUTURAL
NECESSÁRIO CONHECER A PROFUNDIDADE DA 
DOENÇA DO PAVIMENTO!!
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
É o processo no qual se deseja obter uma
série de informações quanto às
características mecânicas do pavimento e
subleito, com a finalidade de prever o seu
comportamento durante a sua vida útil,
estando os mesmos sujeitos às solicitações
do tráfego e os efeitos do clima.
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
Segundo RODRIGUES (1995), a condição estrutural de um
pavimento denota sua capacidade de resistir à deterioração
provocada pela passagem das cargas do tráfego.
A avaliação estrutural tem como objetivo avaliar as
características das várias camadas que compõem o
pavimento, quanto à sua rigidez e deformabilidade mediante
a ação do tráfego, que são função das propriedades dos
materiais e das espessuras das camadas (MEDINA et. al,
1994).
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
Avaliação Estrutural
✓ Deformação elástica ou recuperável
✓ Deformação plástica ou permanente
Conceitos associados
Avaliação Estrutural
▪ Capacidade de carga
▪ Deflexão
▪ Deformada
▪ Bacia de deflexão
▪ Trincamento
Deformação elástica ou recuperável
DEFORMAÇÃO ELÁSTICA OU RECUPERÁVEL
São avaliadas por equipamentos chamados defletômetros por
medirem os deslocamentos verticais nomeados de
“DELFEXÃO” do pavimento, responsáveis pelo surgimento
de “TRINCAMENTOS” ao longo da vida do pavimento, e que
podem levar a “FADIGA” no revestimento
Avaliação Estrutural
Afundamento de trilha de roda
Deformação plástica ou permanente
DEFORMAÇÕES PLÁSTICAS OU PERMANENTE
São acumulativas durante os anos de vida de um pavimento
e resultam em defeitos do tipo AFUNDAMENTO localizado
ou nas Trilhas de roda, medidos por meio de treliça
normatizada.
DEFORMAÇÃO PLÁSTICA
Fluência da mistura
COMO FAZER UMA 
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
MÉTODOS DE AVALIAÇÃO
Não destrutiva (NDT)
a) Deformação elástica
▪ Viga Benkelman (VB)
▪ FWD
b) Deformação permanente
▪ Treliça 
c) Ground penetration radar (GPR);
Destrutiva
▪ Furos e poços de sondagem 
IMPORTANTE ANTÊS 
TER CLARO ESSE 
CONCEITO
DEFLEXÃO ELÁSTICA MÁXIMA
➢ Os métodos tradicionais fazem a caracterização
estrutural de um pavimento a partir dos valores
individuais de deflexão máxima, considerando-
os isoladamente
➢ A deflexão máxima possibilita a determinação dos
locais onde o pavimento apresenta variações
nas deformações verticais elásticas quando o
carregamento é imposto pelo tráfego.
DEFLEXÃO ELÁSTICA MÁXIMA
➢ Um mesmo valor de deflexão elástica máxima pode
representar inúmeros níveis de solicitação, tanto mais
severas quanto maior a concentração dos esforços
externada pela zona de concentração do carregamento,
dependendo também da resposta oferecida pelos
arranjos estruturais existentes.
➢ É possível obter uma mesma deflexão máxima para
diversas combinações estruturais e de
carregamento. Daí a necessidade de se obter medidas
de deflexão a outras distâncias do ponto de aplicação
de carga para saber o comportamento da estrutura
como um todo (GONTIJO et. al., 1995).
DEFLEXÃO ELÁSTICA MÁXIMA
DEFLEXÃO ELÁSTICA MÁXIMA
➢ A deflexão elástica máxima é apresentada como um
parâmetro auxiliar na definição do estado do pavimento;
➢ Isoladamente, não define suas características estruturais;
➢ As deflexões máximas permitem apenas uma definição
clara dos locais onde o pavimento apresenta maiores ou
menores deformações verticais reversíveis, porém não o
suficiente para caracterizar o aspecto de reversibilidade,
conforme ilustrado a seguir.
DEFLEXÃO ELÁSTICA MÁXIMA
Bacias deflectométricas para deflexão máxima
DEFLEXÃO CARACTERÍSTICA (Dc)
➢ A análise sobre um valor isolado de deflexão não apresenta
confiabilidade, o que torna fundamental a escolha de trechos com
características comuns, nos quais medidas de deflexões são
executadas.
➢ Com a determinação dos trechos homogêneos, é possível fazer uma
análise estatística das medidas de deflexões, possibilitando assim a
determinação do valor máximo, denominado de deflexão
característica.
➢ Conforme o procedimento do DNER-PRO 11/79, o valor da deflexão
característica é determinado para cada uma das distribuições através
da expressão a seguir:
Equipamentos Utilizados em 
Avaliações Não Destrutivas
Típicos:
1. Carregamento quase-estático: viga Benkelman;
2. Carregamento por impacto: falling weight deflectometer
(FWD).
Equipamentos complementares:
1. Ground penetration radar (GPR);
VIGA BENKELMAN
VIGA BENKELMAN (VB)
➢ O emprego de equipamentos deflectométricos
no Brasil iniciou-se na década de 60 com a
utilização da viga Benkelman.
➢ É o dispositivo mais simples e difundido para o
levantamento de deflexões em pavimentos.
VIGA BENKELMAN (VB)
VIGA BENKELMAN (VB)
VIGA BENKELMAN (VB)
VIGA BENKELMAN (VB)
VIGA BENKELMAN (VB)
VIGA BENKELMAN (VB)
VIGA BENKELMAN (VB)
VIGA BENKELMAN (VB) - EXECUÇÃO
VIGA BENKELMAN (VB) - EXECUÇÃO
VIGA BENKELMAN (VB) – FICHA DE CAMPO
VIGA BENKELMAN (VB)
Segundo ROCHA FILHO e RODRIGUES (1996), alguns
comentários devem ser feitos em relação à avaliação estrutural
feita com a viga Benkelman:
➢ Apresentam elevada dispersão nas deflexões medidas;
➢ A dispersão aumenta quanto mais distante do ponto de
aplicação da carga a medição for feita;
➢ A dispersão das leituras é um pouco menor quando
realizadas com o caminhão parando em cada ponto;
➢ A precisão dos resultados é função de vários fatores,
como: habilidade do motorista, condições mecânicas do
veículo (embreagem e freios), experiência, habilidade e
coordenação da equipe responsável pelas leituras.
RAIO DE CURVATURA (RC)
❑ É um parâmetro indicativo do arqueamento da deformada
na sua proporção mais critica, sendo afetada
principalmente pelas suas características elásticas das
camadas de revestimento e base.
❑ Conforme o Manual de Restauração de Pavimentos
Asfálticos do DNIT (2006), raios de curvatura inferiores a
100 metros, são considerados críticos e, necessitam de
uma análise mais aprofundada na sua estrutura.
❑ O valor de um baixo raio de curvatura é normalmente um
indicativo que os módulos de elasticidade das camadas
superiores do pavimento (revestimento e base) apresentam
valores abaixo dos desejáveis.
RAIO DE CURVATURA (RC)
RAIO DE CURVATURA (RC)
A seguir é apresentada a equação para calcular o raio de curvatura,
extraída do manual de restauração de pavimentos asfálticos do
DNIT-2006.
Onde;
R - Raio de curvatura, expresso em metros (m).
D0 - Deflexão máxima em centésimos de milímetros (0,01mm).
D25 - Deflexão a 25 cm do ponto D0 em centésimos de milímetros (0,01mm).
 
Raio de curvatura pista (LD-LE) perímetro urbano Tangará
RAIO DE CURVATURA (RC)
FWD - (Falling Weight Deflectometer)
FWD - (Falling Weight Deflectometer)
➢ Desenvolvido na Dinamarca e aperfeiçoado nos USA;
➢ É um equipamento que permite simular o efeito produzido
por uma carga móvel rolante deslocando-se sobre um
pavimento a uma velocidade de 80 km/h;
➢ Promove a medição e o registro das linhas de influência dos
assentamentos reversíveis (bacias de deformação) obtidas
sob a ação de uma carga dinâmica (4,1 tf e tempo de
aplicação de carga de 0,02 s) com o emprego de 7 (sete)
geofones, dispostos a diferentes distâncias do centro de
aplicação da carga;
➢ Mede também, as distâncias percorridas, o posicionamento
georreferenciado dos locais de ensaio e as temperaturas do
ar e da superfície do pavimento em cada estação de ensaio;
FWD - (Falling Weight Deflectometer)
FWD - (Falling Weight Deflectometer)
FWD – RESUMO DO FUNCIONAMENTO
➢ Admite aplicação de carregamento único;
➢ Simula as solicitações do tráfego real;
➢ Consiste em aplicar no FWD uma cargade 4100 kgf, que é a
carga equivalente as duas cargas de 2050 kgf
correspondentes ao par de rodas gêmeas, sobre uma placa
circular com área compatível para distribuí-la e aplicar uma
pressão de solicitação de 5,8 kgf/cm² ao pavimento;
➢ Para se obter a correspondência desejada, deve-se adotar o
FWD para ensaios de estruturas rodoviárias em placa circular
de r = 15,0 cm;
FWD – RESUMO DO FUNCIONAMENTO
➢ Simulação é feita através da queda de um conjunto de massas
de uma determinada altura sobre um sistema de
amortecedores capazes de transmitir ao pavimento um pulso
de carga com formato aproximadamente igual a uma senóide.
➢ A força de pico imposta ao pavimento pode ser determinada
através da seguinte expressão:
Detalhe do Sistema de Aplicação de Carga FWD
geofones
FWD - (Falling Weight Deflectometer)
7 (sete) geofones
D0
D20
D30
D45
D60
D90
D120
D = espaçamento dos geofones em “cm”
FWD
FWD - (Falling Weight Deflectometer)
D90
D60
D45
D30
D20
D0
D120
Estruturas com deflexões máximas iguais e comportamentos 
estruturais diferentes: 
importância da medida da deformada
FWD - (Falling Weight Deflectometer)
Resultados
RODOVIA: BR-262/MG PISTA: Dupla OPERADOR: Jeann / Valmir
SENTIDO: Crescente FAIXA: 2 RAIO DE APLICAÇÃO: 15 cm
TRECHO: ENTR. BR-381(B) (BETIM) - ENTR. BR-153(A) (P/ POUSO ALTO)
Trecho Força
Posição (kgf) Latitude Longitude Ar Pav D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120
815+050 4100 -19,761453 -48,020194 34 40 44 28 15 9 5 4 1
815+150 4100 -19,761426 -48,021141 34 41 40 23 14 7 3 3 0
815+251 4100 -19,761399 -48,022107 34 40 37 19 10 6 5 3 3
815+350 4100 -19,761373 -48,023045 35 41 48 26 15 8 6 4 2
815+450 4100 -19,761350 -48,024000 34 42 35 20 12 5 4 3 3
815+550 4100 -19,761324 -48,024938 35 42 38 22 11 6 4 4 2
815+650 4100 -19,761300 -48,025890 36 42 43 23 13 7 3 3 2
815+750 4100 -19,761273 -48,026840 36 42 45 28 16 9 4 2 2
815+850 4100 -19,761248 -48,027792 35 41 50 34 16 7 4 2 2
815+950 4100 -19,761221 -48,028739 34 38 41 24 13 8 5 2 1
816+050 4100 -19,761195 -48,029692 35 41 44 29 15 8 4 2 1
816+150 4100 -19,761172 -48,030642 34 41 45 25 15 7 3 1 1
816+251 4100 -19,761147 -48,031594 34 40 50 29 16 7 4 1 0
816+351 4100 -19,761121 -48,032546 34 39 49 31 18 8 4 3 3
816+451 4100 -19,761095 -48,033498 34 39 48 33 19 8 3 3 2
816+551 4100 -19,761069 -48,034447 34 39 48 27 16 6 3 2 1
816+651 4100 -19,761038 -48,035398 34 38 44 23 15 8 3 2 2
816+751 4100 -19,760978 -48,036345 33 39 44 28 14 5 3 3 2
816+852 4100 -19,760913 -48,037300 33 38 46 28 18 10 6 3 3
816+952 4100 -19,760848 -48,038248 34 38 45 27 16 7 4 3 2
RELATÓRIO DA CONDIÇÃO DEFLECTOMÉTRICA (FWD)
Coordenadas Geográficas Temperatura (ºC) Deflexão (0,01 mm)
VANTAGENS: FWD x VIGA BENKELMAN
PINTO e PREUSSLER (2002), resumidamente o FWD possui as
seguintes vantagens em relação à viga Benkelman:
➢ Grande acurácia nas deflexões medidas;
➢ Medidas pouco dispersas;
➢ Possibilidade de variação dos níveis de carga aplicados sobre um
mesmo ponto;
➢ Rapidez e facilidade de operação sob condições de tráfego;
➢ Temperatura da superfície do pavimento e do ar medidas e
registradas
➢ Automaticamente, além das distâncias percorridas entre os
pontos de ensaios;
VANTAGENS: FWD x VIGA BENKELMAN
➢ Indicado para o controle estrutural das camadas do pavimento;
➢ Obtenção das bacias deflectométricas de forma rápida e com
bastante acurácia, propiciando a análise dos módulos de
elasticidade das camadas constituintes do pavimento.
➢ As deflexões por eles produzidas são as que mais se
aproximam dos deslocamentos (deflexões), produzidos por um
caminhão carregado em movimento, medidas a partir de
acelerômetros instalados no pavimento (HOFFMAN &
THOMPSON, 1981).
FWD x VIGA BENKELMAN 
Para projeto de restauração de 
pavimentos, os métodos do DNIT, 
no dimensionamento da 
espessura de reforço da capa 
asfáltica, consideram o valor da 
deflexão da viga Benkelman (VB).
FWD x VIGA BENKELMAN 
Caso utilize a deflexão medida no 
FWD, o projeto de restauração 
ficará com as espessuras de 
reforço subdimensionadas.
COMO DIMENSIONAR SE A 
MINHA DEFLEXÃO É DO FWD
POSSO FAZER UMA 
CORRELAÇÃO!!!!!
CORRELAÇÃO DAS 
MEDIDAS DE 
DEFLEXÃO COM A VIGA 
BENKELMAN E O FWD 
CORRELAÇÃO: VIGA BENKELMAN X FWD
BORGES & TRICHÊS (2003), em um estudo com diferentes estruturas de
pavimentos asfálticos flexíveis para a malha rodoviária estadual de Santa
Catarina, compararam medidas com a viga Benkelman e FWD e estudaram vários
modelos de correlações
CORRELAÇÃO: VIGA BENKELMAN X FWD
FABRÍCIO et. al. (1996) desenvolveram um trabalho obtendo correlações
entre as deflexões características medidas com a viga Benkelman e com o
FWD.
CASE DE AVIALIÇÃO DAS DEFLEXÕES
Carga FWD VB RAIO
km i km f (kgf) D0 D20 D30 D45 D60 D90 D120 Ar (ºC) Pav. (ºC) D0 D0 RC (m)
050+000 049+800 4.072 77,8 59,7 44,3 27,3 14,7 8,2 5,6 28 32 77,80 102,9 121,10
049+800 049+600 4.269 31,8 22,2 15,9 9,7 6,1 3,1 2,1 29 33 31,8 38,7 245,10
049+600 049+400 3.965 91,6 71,7 49,3 28,1 15,7 8,7 6,1 29 34 91,6 122,1 100,50
049+400 049+200 4.234 33,9 25,3 18,9 11,8 8,8 5,0 3,9 29 34 33,9 41,6 264,80
049+200 049+000 4.262 15,0 14,9 11,9 8,7 6,0 3,6 2,6 29 35 15,0 15,2 1953,10
049+000 048+800 4.156 49,6 35,0 23,7 13,3 9,2 6,6 5,3 29 34 49,6 63,5 154,30
048+800 048+600 4.114 64,7 52,2 22,8 14,3 9,1 5,0 3,4 30 34 64,7 84,6 114,90
048+600 048+400 4.170 47,0 33,1 25,3 16,4 10,4 5,5 3,7 30 34 47,0 59,9 175,60
048+400 048+200 3.965 86,2 70,1 41,3 23,1 13,3 7,9 5,0 30 34 86,2 114,6 102,50
048+200 048+000 3.810 81,1 46,4 36,7 20,2 12,9 8,0 6,1 31 34 81,1 107,5 79,00
048+000 047+800 3.817 73,7 54,2 34,6 19,8 11,3 6,1 4,0 31 33 73,7 97,2 106,70
047+800 047+600 4.001 80,2 59,1 30,0 15,6 7,8 4,4 2,7 31 33 80,2 106,2 87,70
047+600 047+400 3.831 84,7 58,6 35,4 16,7 11,2 6,7 4,8 30 33 84,7 112,5 82,90
047+400 047+200 3.817 141,9 106,3 75,0 45,0 24,7 12,1 7,6 30 33 141,9 192,4 61,00
047+200 047+000 4.029 89,7 77,0 50,5 35,2 18,1 9,2 6,1 30 34 89,7 119,5 120,40
047+000 046+800 4.227 30,0 20,7 14,8 8,8 5,4 3,0 2,2 30 35 30,0 36,2 255,10
046+800 046+600 4.262 12,0 10,5 8,6 6,4 4,9 3,3 2,6 30 34 12,0 11,0 1275,50
046+600 046+400 4.234 14,5 12,3 10,7 8,1 6,4 4,3 3,3 30 34 14,5 14,5 1041,70
046+400 046+200 4.185 12,1 10,7 8,9 7,1 5,7 4,3 3,5 30 34 12,1 11,2 1358,70
046+200 046+000 3.859 72,3 56,1 37,9 18,9 9,2 5,3 4,4 31 33 72,3 95,2 123,50
046+000 045+800 4.199 21,7 18,3 14,9 11,2 8,8 5,7 4,3 31 33 21,7 24,6 612,70
045+800 045+600 4.312 14,1 8,2 5,6 4,9 4,7 3,7 2,9 31 34 14,1 14,0 434,00
045+600 045+400 4.001 72,1 48,2 31,2 17,4 11,1 6,6 4,8 31 35 72,1 94,9 96,50
045+400 045+200 4.149 49,0 33,9 23,0 12,5 6,3 3,2 2,3 31 35 49,0 62,7 152,10
045+200 045+000 4.050 84,6 64,8 46,7 27,0 13,7 7,9 5,5 31 34 84,6 112,4 108,30
045+000 044+800 4.015 100,5 69,0 46,0 25,2 14,4 8,2 6,4 31 34 100,5 134,6 72,70
044+800 044+600 4.008 117,6 83,9 56,5 27,7 12,8 4,9 3,4 31 34 117,6 158,4 65,90
Deflexões (0,01 mm) Retificadas para Carga de 4.100 kgf Temp.Local
CURVIAMETRO
O Curviametro é um equipamento de alta performance para a medição de
deflexões e raios de curvatura dos pavimentos de estradas, aeroportos e BRT’s
– Bus Rapid transit
CURVIAMETRO
➢ O Curviâmetro é um equipamento de altíssimo
rendimento para as medidas das deflexões máximas
e bacias de deflexões dos pavimentos flexíveis,
sejam eles rodoviários, aeroportuários ou urbanos.
➢ A precisão da medição é essencial no nível do
projeto, pois os dados precisam ser certeiros o
suficiente para determinar em detalhes soluções de
reabilitação necessárias.
CURVIAMETRO
➢ No nível da rede, alguma precisão de medição poderia ser
perdida em favor de um melhor desempenho e segurança
rodoviária na coleta de dados, embora isso significaria que
as estimativas resultantes seriam apenas aproximadas.
➢ Além disso, esses dados não seriam válidos no nível do
projeto, exigindo uma nova pesquisa com um dispositivo
mais preciso para planejar o projeto real dasações
necessárias.
CURVIAMETRO
Portanto, a melhor situação possível requer o balanceamento da precisão e
velocidade de medição na coleta de dados, registrando dados no nível da rede
com um desempenho adequado e precisão suficiente para projetar as ações
necessárias no nível do projeto.
Além disso, esta situação implica uma importante redução de custos, já que a
medição é feita apenas uma vez e não é necessário retornar a nenhuma seção
da estrada para fazer uma segunda medição ao definir as ações prospectivas
em detalhes
CURVIAMETRO
GPR – GROUND 
PENETRATING RADAR
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
✓ GPR é um método geofísico que utiliza ondas eletromagnéticas de
altas frequências (na faixa de MHz).
✓ Estas ondas são emitidas para o subsolo por meio de um transmissor
de uma antena, sofrem refrações e reflexões em interfaces e
estruturas existentes no subsolo, retornando à superfície, sendo
então captadas pelo receptor da antena (Figura Abaixo)
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
✓ A profundidade de investigação depende, além das
características do meio, da frequência do sinal emitido,
geralmente estando na ordem de centímetros a poucas
unidades de metros.
✓ A frequência de operação é escolhida de forma a fornecer a
relação mais vantajosa entre penetração e resolução para um
determinado objetivo.
✓ Para avaliação de pavimentos (ASTM D4748, 2010) são
utilizadas antenas com frequências que possibilitem a
resolução da ordem de centímetros, geralmente superiores a
900MHz
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
O produto do levantamento com o GPR é uma imagem 2D de alta
resolução do subsolo ao longo do eixo investigado, onde podem ser
observados refletores que correspondem a estruturas e contatos entre
diferentes materiais, desde que estes apresentem suficientes contrastes
de suas propriedades eletromagnéticas (Figura a Seguir).
Figura 2. Aquisição com GPR (esquerda); dado gerado na forma de uma seção 2D
(direita)
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
O equipamento trabalha a velocidades da ordem
dos 80km/h e permite a avaliação não destrutiva do perfil
constitutivo composto pelo conjunto pavimento – solo de
fundação;
Sua operação permite definir, de forma contínua e com alta
resolução:
▪ O número e as espessuras das camadas constituintes;
▪ A detecção de vazios preenchidos com ar ou com
água, e
▪ A avaliação das densidades específicas de cada
camada.
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
GPR – GROUND PENETRATING RADAR
ENSAIOS 
DESTRUTIVOS
SONDAGEM
ENSAIOS DESTRUTIVOS
▪ Como em geral não se conhece a estrutura dos 
pavimentos antigos, é necessário fazer furos e poços 
de sondagem para verificar as espessuras e 
determinar o tipo de materiais presentes nas 
camadas e subleito.
▪ Amostragem por segmento homogêneo.
Furos de Sondagem e Extração de 
Amostras de Revestimento Asfáltico
Furos de Sondagem e Extração de 
Amostras de Revestimento Asfáltico
Ensaios Destrutivos: Extração de 
Amostras do Pavimento
Determinam-se:
▪ Tipos de materiais;
▪ Espessuras de 
camadas;
▪ Coleta de material 
para ensaios de 
laboratório.
Exemplo de furo de sondagem
Perfil de Sondagem
AVALIAÇÃO ESTRUTURAL
Sondagem de Poço:
Poços de Sondagem com Medição 
de Densidade com Frasco de Areia