UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - … · À Professora Dra Lícia Mouta (UFCG/PB), pela...

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

AVALIAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS FUNCIONAIS E

ESTRUTURAIS DA RODOVIA BR-230/PB LOTE III

Fabiano Pereira Cavalcante

ORIENTADOR: Profº. Ivaldo Dário da Silva Pontes Filho, D.Sc.

CO-ORIENTADOR: Profº. José Afonso Gonçalves de Macêdo, D. Sc.

Recife, PE – BrasilNovembro de 2005

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO

AVALIAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS DA

RODOVIA BR-230/PB LOTE III


Tese submetida ao corpo docente do

curso de Pós-Graduação da

Universidade Federal de Pernambuco

como parte dos requisitos necessários à

obtenção do grau de Mestre em

Ciências em Engenharia Civil.

Pernambuco, PE – Brasil

Novembro de 2005

C376a Cavalcante, Fabiano Pereira.Avaliação das características funcionais e estruturais da Rodovia

BR-230 / PB Lote III / Fabiano P. Cavalcante. - Recife: O Autor, 2005.xviii, 547 folhas, il : figs., tabs.

Dissertação (Mestrado) – Universidade Federal de Pernambuco. CTG. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, 2005.

Inclui bibliografia e Anexo.

1. Engenharia Civil. 2.Rodovias - Estruturas. 3.Pavimentação – BR230 - Paraíba. I. Título.

UFPE

624 CDD (22. ed.) BCTG/2008-031

AVALIAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS DA

RODOVIA BR-230/PB - LOTE III


TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS À OBTENÇÃO DO GRAU DE MESTRE EM CIÊNCIAS EM ENGENHARIA CIVIL

Aprovado por:

Profº. Ivaldo Dário da Silva Pontes Filho, D.Sc.(Orientador)

Profº. José Afonso Gonçalves de Macedo , D.Sc.(Co-orientador)

Profª. Laura Maria Goretti da Motta, D.Sc.

Profª. Lícia Mouta da Costa, D.Sc.

Recife, PE – BrasilNovembro de 2005

iii

Deus na sua infinita sabedoria, estava meditando a

respeito de qual forma geométrica daria a terra, e ai

veio a grande idéia! Vou fazê-la redonda. Ou

melhor, esférica, e ainda vou fazê-la girar que é para

os homens que irão morar lá, saberem que ora

poderão estar no topo e ora poderão estar na base.

Por isso, precisamos sempre estar com os pés no

chão mesmo que a cabeça esteja nas estrelas, e

nunca esquecer, que a simplicidade e humildade são

sentimentos que nos aproximam de Deus. (Fabiano

Pereira Cavalcante).

Peço, meu Deus, forças para minhas tarefas,

ousadia para olhar de frente o caminho, alegria que

me ajude a levar a cabo o que almejo e um íntimo

prazer em tudo que veja ou faça. DICK (H.V.)

iv

.

Dedico este trabalho aos meus pais Pedro

Cavalcante (in memorian) e Mª Madalena

Cavalcante (in memorian) pelos

ensinamentos de honestidade,

fraternidade, gratidão e amor.

v

AGRADECIMENTOS

À Deus, luz da minha vida.

À Alexsandra minha esposa pelo incentivo, carinho , compreensão, amizade e

amor durante todo o desenvolvimento deste trabalho. Pela ajuda na digitação,

formatação e muita paciência nos momentos difíceis. Te amo!

Ao Professor Dr. José Afonso Gonçalves de Macedo, meu mestre, pela orientação

deste trabalho, pessoa por quem cultivo grande respeito e admiração, pela

amizade e principalmente pela paciência.

Ao Professor Dr.Ivaldo Dário pela paciência e disponibilidade em todos os

momentos.

À Ilustre Professora Dra Laura Motta (COPPE/UFRJ) por participar desta banca e

ser um exemplo de capacidade e simplicidade para todos nós.

À Professora Dra Lícia Mouta (UFCG/PB), pela participação na banca examinadora.

Ao meu amigo e querido irmão Pedro Pereira, a quem sou eternamente grato, me

ajudou nos momentos mais difíceis da minha vida, me ensinou a ser forte, lutar

pelos nossos sonhos, nunca desistir, seguir em frente e vencer. Caro Pedro,

muito me orgulha em tê-lo como irmão. Obrigado por tudo!

À minha madrinha, cunhada e segunda mãe Rute Oliveira pelos ensinamentos,

carinho, cuidado, incentivo e amor. Muito obrigado!

Aos meus irmãos Antônio, João (Boião), Fátima, Wilma e Lina. Eu amo vocês todos!

vi

Aos meus sobrinhos Brunno, Ricardo, Rodrigo, Juliana, Aline, Cibele, Lívia, Adriana,

Anderson, Mateus, Leandro e Brenno, que nunca desistam dos seus sonhos e

que a felicidade está dentro de cada um de nós.

Aos meus amigos de infância Leonardo e Erasmo, pelos incentivos, vocês são meus

irmãos, valeu!

Ao colaborador e amigo Leônidas pela montagem deste trabalho.

Aos colaboradores da Informática Rodrigo, André, Rafa e Vivi pelas significativas

contribuições.

Ao bolsista da JBR Cacildo Medeiros pela grande contribuição na correção e

formatação do texto, figuras e tabelas.

À Ana Maria, pela ajuda nas cotações dos serviços e sugestões.

As amigas Cristiane e Adriana Pedra pelos incentivos.

À Carmem Mola pelas discussões e sugestões.

Aos engenheiros Marlos, Sizenendo, Wagner, Rogério, Sérgio, Oswaldo, Pedro

Otávio, Aroldo, Marcy, Andressa, Célia e Vicente pelas discussões diária que

muito contribuem para o meu desenvolvimento profissional.

À Dona Laudenice, secretária da Pós-Graduação de Engenharia Civil da UFPE,

pela atenção e colaboração.

Aos engenheiros do DER/PB Armando Ataíde, Kleber e Gentil (in memorian), pelo

apoio, sugestões e discussões.

vi

Ao engenheiro José Salustiano Branco, pelas sugestões e permitir a análise com o

programa ELMOD4.

À Fátima Alves (COACH), pelos ensinamentos e incentivos.

À Diretoria da JBR Engenharia por me permitir fazer este curso e a todos os

colaboradores.

vii

RESUMO

O objetivo principal desta pesquisa é avaliação das características funcionais e estruturais

do lote III da rodovia BR-230/PB. A primeira se caracterizou pelo levantamento das

degradações superficiais e das deformações em perfil, aplicando a técnica da avaliação

objetiva do estado da superfície do pavimento elaborando um inventário das degradações

superficiais e geométricas existentes, seguindo a metodologia proposta pelo Profº

Armando Martins Pereira, normatizada no procedimento DNIT 006/2003-PRO (DNIT,

1994a). Já a segunda, se dividiu em duas partes, uma consistiu na avaliação estrutural

não-destrutiva, onde foram realizados levantamentos deflectométricos com a viga

Benkelman e o Falling Weight Deflectometer. Com o FWD foram obtidas as bacias de

deflexões que possibilitaram por processo de retroanálise através dos programas

RETROANA, EVERCALC5 e ELMOD4, caracterizar o comportamento resiliente “in situ”

das Camadas constituintes do sistema pavimento-subleito. Com o programa ELSYM5

foram calculadas as contribuições percentuais de camada na deflexão total na superfície

do pavimento, podendo assim detectar as camadas críticas da estrutura. Apresenta-se um

estudo comparativo entre os módulos obtidos pelos diferentes programas empregados. A

outra parte, foi realizada através avaliação estrutural destrutiva com base em ensaios

laboratoriais para obtenção dos parâmetros de deformabilidade para a camada de

revestimento em CBUQ, da camada de base constituída de brita graduada simples, da

sub-base de saibro, reforço e do subleito. Os ensaios laboratoriais realizados foram:

resistência à tração por compressão diametral de corpos-de-prova extraídos do

revestimento, ensaios triaxiais de cargas repetidas com os materiais de base, sub-base,

reforço e subleito. Foram analisados os resultados dos ensaios realizados no ano de 2001

com os materiais coletados em jazida, amostra do subleito e corpos-de-prova moldados

em laboratório para as misturas da camada de binder (CBUQ faixa B) e rolamento (CBUQ

faixa C). Realizaram-se, também, pesquisas volumétricas classificatórias. Por fim, foi

realizado estudo especulativo com base nas metodologias DNER PRO-11/94 e DNER

PRO-269/94, a fim de verificar quais espessuras de reforço são exigidas pelos dois

principais métodos de dimensionamento de reforço nacional. Propõe-se estudo

paramétrico a considerando o aspecto de restabelecimento estrutural do pavimento e

apresentando um comparativo de custo por quilômetro da solução proposta.

viii

ABSTRACT

The main goal of this research is it to evaluate the functional and structural characteristics

of the road BR-230/PB, lot III. The former is characterised for both the survey of the

superficial degradation and the deformations of the outline, it was applied the objective

test of the superficial pavement conditions which was conducted an inventory of the

superficial and geomatrical degradations, followed by the methodology proposed by

Professor Armando Martins Pereira, of the DNIT 006/2003-PRO(DNIT, 1994a) procedure.

The latter was divided into two parts, one part consisted on the structural non-damaged

test, conducted by some survey with the Benkelman girder and the Faling Weight

Deflectometer. It was obtained the basin of deflection with the use of FWD that enabled

the back calculation process by the programs:RETROANA, EVERCALC5 e ELMOD4 to

feature the resilient behavior “in situ” of the layers from the subberth pavement system.

With ELSYM5, it was calculated the contribution of percentage of each layer in total

deflection on the surface of the pavement. It enabled to detect the critical layers of the

structure. A comparative study is shown between the modulus obtained by the different

programs used. The second part was conducted by damage structure test with laboratory

basis studies to obtain the deformability pattern for the coating layer in CBUQ, the base

layer was formed of simple calibred crusher, subgrade gravel, reinforcement and

subberth. The laboratory studies performed were: tensile strength diametral compression

of material-testing from the coating, repeated-loading triaxial testing with base materials,

subbase, reinforcement and subberth. It was analysed the results of the studies

performed in 2001 with the materials collected in the natural deposits, sample of the

subberth and material-testing molded in laboratory for the mixtures of the binder

layers(CBUQ area B) and bearing(CBUQ area C). It was also done some research for

classifying the volume. To conclude, it was done a study with basis on the methodologies

DNER PRO-11/94 and DNER PRO-269/94, to verify which thickness of reinforcement are

required by the main methods of reinforcement national dimensions. It is proposed a

parametric stdudy solution due to the aspect of the restoration of the structure pavement

and by presenting a comparative cost per kilometer of the proposed solution.

AVALIAÇÃO DAS CARACTERÍSTICAS FUNCIONAIS E ESTRUTURAIS DA RODOVIA BR-230/PB LOTE II

1

Sumário

Lista de Figuras.............................................................................................................................. 4

Lista de Tabelas............................................................................................................................ 11

Lista de Simbolos.......................................................................................................................... 16

CAPÍTULO I INTRODUÇÃO....................................................................................................... 21

1.1 – Considerações Gerais ............................................................................................... 21

1.2 – Justificativa ................................................................................................................. 26

1.3 – Objetivo ........................................................................................................................ 26

1.4 – Estrutura do Trabalho ............................................................................................... 27

CAPÍTULO II REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ................................................................................. 28

2.1 – Avaliação de Pavimentos flexíveis ......................................................................... 28

2.2 – Avaliação Funcional de Pavimentos Flexíveis ..................................................... 29

2.2.1 – Técnica de Avaliação Subjetiva ....................................................................... 30

2.2.2 – Técnica de Avaliação Objetiva ......................................................................... 37

2.2.3 – Índice de Degradação......................................................................................... 38

2.2.4 – Levantamento dos Defeitos de Superfície ..................................................... 38

2.2.5 – Avaliação de Irregularidades de Pavimentos ................................................ 64

2.2.6 – Avaliação da Aderência ..................................................................................... 71

2.3 – Avaliação Estrutural de Pavimentos Flexíveis ..................................................... 72

2.3.1 – Avaliação Estrutural por Ensaios Destrutivos .............................................. 76

2.3.2 – Avaliação Estrutural por Ensaios Não-Destrutivos...................................... 94

2.3.4 – Falling Weight Deflectometer - FWD: vantagens e limitações.................117

2.3.5 – Ground Penetrating Radar – GPR ...................................................................119

2.3.6 – Comparação e Correlações entre Diferentes Equipamentos de Ensaios NDT ....................................................................................................................................123

2.3.7 – Fatores que Influenciam nos Levantamentos Deflectométricos..............124

2.4 – Avaliação do Tráfego................................................................................................129

2.5 – Métodos de Dimensionamento de Reforço de Pavimentos Flexíveis ............131

CAPÍTULO III RETROANÁLISE EM PAVIMENTAÇÃO E PROGRAMAS COMPUTACIONAIS145

3.1 – Introdução...................................................................................................................145

3.2 – Retroanálise em Pavimentação ..............................................................................148


2

3.2.1 – Métodos de Retroanálise ..................................................................................154

3.3.2 – Programas de análise de tensões e deformações ......................................191

CAPÍTULO IV DESCRIÇÃO DA RODOVIA ESTUDADA E METODOLOGIA APLICADA .......199

4.1 – Introdução...................................................................................................................199

4.2 – Características da Região da Rodovia..................................................................199

4.2.1 – Localização..........................................................................................................199

4.2.2 – Geologia ...............................................................................................................201

4.2.3 – Pedologia .............................................................................................................202

4.2.4 – Relevo ...................................................................................................................204

4.2.5 – Clima e Precipitação ..........................................................................................204

4.2.6 – Vegetação ............................................................................................................205

4.3 – Características da Rodovia Estudada...................................................................206

4.3.1 – Localização do Trecho ......................................................................................206

4.3.2 – Características Climáticas e Pluviométricas ................................................209

4.3.3 – Características Geométricas............................................................................209

4.3.4 – Características de Terraplenagem..................................................................213

4.3.5 – Características dos Materiais Empregados na Pavimentação..................213

4.4 – Ensaios Realizados no Trecho Estudado Durante a Presente Pesquisa ......217

4.4.1 – Ensaios de Campo .............................................................................................217

4.5 – Divisão de Segmentos Homogêneos ....................................................................232

4.6 – Retroanálise e Definição dos Parâmetros Representativos.............................235

4.6.1 – Retroanálise ........................................................................................................235

4.6.2 – Definição dos Parâmetros da Bacia Deflectométrica .................................236

4.6.3 – Proposta de Solução para Restauração do Pavimento..............................237

CAPÍTULO V APRESENTAÇÃO E ANLÁLISE DOS RESULTADOS...........................................238

5.1 – Introdução...................................................................................................................238

5.2 – Ensaios de Campo ....................................................................................................238

5.2.1 – Levantamentos Deflectométricos com o Falling Weight Deflectometer.254

5.2.2 – Levantamento Deflectométrico com a Viga Benkelman ............................258

5.2.3 – Comparação entre a viga Benkleman e o FWD............................................262

5.3 – Avaliação Funcional .................................................................................................265

5.3.1 – Levantamento dos Defeitos de Superfície ....................................................265

5.4 – Avaliação Estrutural Não-Destrutiva Através de Retroanálise ........................275


3

5.4.1 – Análise pelo Programa RETROANA ...............................................................276

5.4.2 – Análise pelos Programas EVERCAL5 e ELMOD4........................................296

5.4.3 – Análise Comparativa entre os Diferentes Programas Utilizados .............319

5.4.4 – Comparativo entre as Avaliações Estrutural Não-destrutiva e Funcional............................................................................................................................................325

5.5 – Resultados dos Ensaios de Laboratório ..............................................................326

5.5.1 – Ensaios de Caracterização e Resistência .....................................................326

5.5.2 – Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral....................329

5.5.3 – Ensaio Triaxial de Cargas Repetidas .............................................................331

5.6 – Avaliação Estrutural Destrutiva com Base nos Ensaios de Laboratório.......335

5.6.1 – Análise dos Ensaios Realizados com Materiais Coletados doPavimento Existente.......................................................................................................335

5.6.2 – Resultados dos Ensaios Realizados com Materiais Coletados em Jazida

............................................................................................................................................338

5.7 – Resultados da Pesquisa Volumétrica Classificatória ........................................348

5.8 – Métodos de Dimensionamento de Reforço e Estudo Paramétrico .................355

5.8.1 – Dimensionamento da Camada de Reforço ...................................................356

5.8.2 – Estudo Paramétrico ...........................................................................................358

CAPÍTULO VI CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS ..........................375

6.1 – Conclusões .................................................................................................................375

6.2 – Sugestões para pesquisas futuras..................................................................................377

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................................................379

ANEXOS ....................................................................................................................................391

ANEXO A DNIT 006/2003 – PRO e IGG................................................................................392

ANEXO B DNER PRO-273/1994............................................................................................451

ANEXO C DNER ME-024/1994 .............................................................................................466

ANEXOS D Resultados dos ensaios dos furos 1 (estaca 4153-FD) e 4 (5381+15-FE) ..............483

ANEXOS E Pesquisa Volumétrica Classificatória....................................................................491

ANEXO F Resultados dos Ensaios de Laboratório Realizado no ano de 2001..........................496

ANEXO G Custo Por Quilômetro das Soluções Estudadas.......................................................522


4

Lista de Figuras

Figura 1.1 – Condições de superfície de parte das rodovias sob gestão estatal analisadas (CNT,

2005)........................................................................................................................ 24

Figura 2.1 - Conceito de Serventia – Desempenho (FERNANDES, 1994). ................................... 31

Figura 2.2 - Treliça para a medição das flechas nas trilhas de roda (DNIT, 2003b)........................ 51

Figura 2.3 – Identificação dos segmentos homogêneos, tipos de trincas e modo de medição (DNIT,

2003c) ...................................................................................................................... 58

Figura 2.4 – Ilustração dos perfis transversal e longitudinal do pavimento

(fonte:www.cibermetrica.com.br)............................................................................. 67

Figura 2.5 – Esquema do simulador de quarto de carro (DNER, 1998).......................................... 69

Figura 2.6: Esquema de diferentes bacias deflectométricas para uma mesma deflexão máxima. .... 74

Figura 2.7: Ilustração da hipótese adotada pelo DNIT (SALINI, 1999). ........................................ 74

Figura 2.8 – ilustração do equipamento triaxial dinâmico de compressão axial (DNER, 1994e) .... 78

Figura 2.9 – Esquema ilustrativo da determinação do módulo de resiliência em laboratório

(WSDOT, 1995a). .................................................................................................... 79

Figura 2.10 – Foto do equipamento triaxial dinâmico da COPPE/UFRJ (BEZERRA NETO, 2004)

................................................................................................................................. 80

Figura 2.11 – Módulo de resiliência versus tensão confinante (MEDINA, 1997)........................... 81

Figura 2.12 – Módulo de resiliência versus o primeiro invariante de tensões (WSDOT, 1995a) .... 81

Figura 2.13 – Módulo de resiliência versus tensão desvio (MEDINA, 1997)................................. 82

Figura 2.14 – Equipamento de ensaio de compressão diametral de cargas repetidas (MEDINA,

1997)........................................................................................................................ 87

Figura 2.15 – Equipamento de ensaio de compressão diametral de cargas repetidas da UFCG/PB. 88

Figura 2.16 – Compressão diametral – distribuição das tensões de tração e compressão nos planos

diametrais: (a) – horizontal; (b) – vertical (MEDINA, 1997)..................................... 88

Figura 2.17 – Representação esquemática dos tipos de carregamento dinâmico (MEDINA, 1997).91

Figura 2.18 – Influência do modo de carregamento na vida de fadiga (MEDINA, 1997). .............. 91

Figura 2.19 - Esquema do ensaio de placa (SUASSUNA, 2003). .................................................. 97

Figura 2.20 - Ilustração do ensaio de placa (www.hotmix.ce.washington.edu/wsdot_web/)........... 97

Figura 2.21 - Esquema da viga Benkelman (DNER, 1994d). ......................................................... 99

Figura 2.22 - Ilustração da viga Benkelman (www.contenco.com.br)............................................ 99

Figura 2.23 - Esquema do posicionamento da viga Benkelman (DNER, 1994d).........................100


5

Figura 2.24 - Ilustração do ensaio realizado com a viga Benkelman (MOTTA, 2003). .................100

Figura 2.25 - Ilustração do Deflectôgrafo Digital (www.solostest.com.br, 2004)..........................102

Figura 2.26 - Ilustração do Califórnia Traveling Deflectometer (www.dot.ca.gov/, 2001). ...........102

Figura 2.27 - Ilustração do Deflectófo Lacroix (www.geocisacarreteras.com). .............................103

Figura 2.28 - Ilustração do Curviâmetro MT-2000 (www.euroconsult.est/index.htm)...................103

Figura 2.29 - Ilustração do Dynaflect (www.hotmix.ce.washington.edu/wsdot_web/). .................105

Figura 2.30 - Esquema do carregamento vibratório do Dynaflect (SMITH e LYTTON, 1984) .....105

Figura 2.31 - Esquema do posicionamento das cargas e dos geofones do Dynaflect (SMITH e

LYTTON, 1984) .....................................................................................................106

Figura 2.32 - Ilustração do Road Rater (www.hotmix.ce.washington.edu/wsdot_web/)................107

Figura 2.33 - Esquema do posicionamento das cargas e dos geofones do Road Rater (SMITH &

LYTTON, 1984) .....................................................................................................108

Figura 2.34 - Princípio de funcionamento do FWD (STET et. al., 2001) ......................................110

Figura 2.35 - Ilustração do FWD Dynatest 8000E (http://www.dynatest.com/hardware/

fwd_hwd.htm). ........................................................................................................112

Figura -2.36 - Esquema do posicionamento da carga e dos geofones do FWD Dynatest 8000E

(WSDOT, 1995a) ....................................................................................................112

Figura 2.37 - Ilustração do FWD KUAB (http://www.dot.ca.gov/)...............................................113

Figura 2.38 - Emissão e reflexão de ondas eletromagnéticas nas interfaces do pavimento (AL-

QADI et. al. 2001)...................................................................................................121

Figura 2.39 – Ground Penetrating Radar – GPR (HADDAD et. al. (1998). ..................................122

Figura 2.40 – Efeito da Temperatura nas Deflexões dos Pavimentos Flexiveis (h1=7,5 cm) (ROCHA

FILHO, 1996) .........................................................................................................127

Figura 2.41 – Fases da vida de um pavimento (DNER, 1998).......................................................134

Figura 3.1 – Distribuição percentual de programas utilizados nos estados americanos (KESTLER,

1997).......................................................................................................................148

Figura 3.2 – Ilustração da estimativa dos módulos obtidos por retroanálise (WSDOT, 1995). ......157

Figura 3.2 – Geometria do modelo de Hoog (FABRÍCIO et. al., 1998). .......................................161

Figura 3.3 – Linhas de iguais deflexões verticais no sistema pavimento-subleito (modificado -

NOURELDIN, 1993). .............................................................................................165

Figura 3.4 – Gráficos (rX x DX), (TX x rX), (ESL x rX) e (EP x rX) (ALBERNAZ, 1997)..........167

Figura 3.5 Representação esquemática – conceito de deflexão nula (ROHDE et. al., 1990)..........173

Figura 3.6 – Fluxograma do programa RETROANA (MACÊDO, 1996)......................................178


6

Figura 3.7 – Fluxograma do programa EVERCALC5 (WSDOT, 1995b). ....................................179

Figura 3.8 – Tela inicial e de edição de dados (WSDOT, 1995b)..................................................181

Figura 3.9 – Tela do comando de conversão de deflexões (WSDOT, 1995b)................................182

Figura 3.10 – Tela dos comandos de performance de retroanálise (WSDOT, 1995b)....................183

Figura 3.11 – Tela dos comandos para converter o arquivo de deflexões (WSDOT, 1995b). ........184

Figura 3.12 – Ralação entre o módulo e a temperatura obtida por A. A Bu-ushait (WSDOT, 1995b).

................................................................................................................................185

Figura 3.13 – Ralação entre o módulo e a temperatura obtida por A. A Bu-ushait (WSDOT, 1995b).

................................................................................................................................187

Figura 3.14 – Tela inicial do programa ELMOD4 (HD/GN/027, 2000). .......................................188

Figura 3.15 – Tela para edição dos parâmetros da estrutura (HD/GN/027, 2000)..........................188

Figura 3.16 – Cálculo do raio de curvatura (HD/GN/027, 2000)...................................................189

Figura 3.17 – Faixas de módulo (HD/GN/027, 2000). ..................................................................189

Figura 3.18 – Edição das propriedades da mistura asfáltica (HD/GN/027, 2000)..........................190

Figura 3.19 – Variação do módulo da camada asfáltica com a temperatura (HD/GN/027, 2000). .190

Figura 3.20- Fluxograma do Programa FEPAVE (MOTTA (1991). .............................................194

Figura 3.21 – Modelos de comportamento tensão deformação existentes no FEPAVE2. ..............195

Figura 3.22 – Tela do programa JULEA for Windows (FRANCO, 2000).....................................197

Figura 4.1 - Localização do Estado da Paraíba em relação ao Brasil.............................................200

Figura 4.2 – Messoregiões do Estado da Paraíba (www.paraíba.gov.br) .......................................205

Figura 4.3 – Mapa de Localização do trecho estudado..................................................................207

Figura 4.4 – Ilustração das pistas existente e duplicada e tipo de pavimento.................................208

Figura 4.5 – Seções transversais da pista existente e duplicada no segmento em pista dupla.........211

Figura 4.6 – Seção transversal da pista duplicada no segmento em pista simples. .........................212

Figura 4.7 - Curvas granulométricas de projeto da mistura da faixa B do CBUQ para a pista. ......214

Figura 4.8 - Curvas granulométricas de projeto da mistura da faixa C do CBUQ do trecho em

estudo......................................................................................................................215

Figura 4.9 – Ilustração do sentido da quilometragem e do tráfego da rodovia BR-230/PB – lote III.

................................................................................................................................218

Figura 4.10 – Croqui do levantamento dos defeitos DNIT 006/2003 - PRO (DNER, 1994b). .......220

Figura 4.11 – Gráfico da bacia de deflexões geradas pelo carregamento do FWD durante a

realização dos ensaios na BR-230/PB. .....................................................................221

Figura 4.12 – Localização esquemática dos pontos de ensaio das bacias Deflectométricas. ..........222


7

Figura 4.13 – Fotos do ensaio com o Falling Weight Deflectometer e visita técnica da Turma de

Engenharia Civil da UFCG no trecho em estudo......................................................222

Figura 4.14 – Localização esquemática dos pontos de ensaio das deflexões com a viga Benkelman.

................................................................................................................................223

Figura 4.15 – Fotos do ensaio com a viga Benkelman no trecho em estudo ..................................224

Figura 4.16 – Esquema dos locais de sondagem. ..........................................................................225

Figura 4.17 – Fotos da extração dos corpos-de-prova do revestimento no trecho em estudo. ........227

Figura 4.18 – Ilustração Esquemática dos Segmentos Homogêneos .............................................234

Figura 5.16 – Perfil de deflexões máximas nas faixas direita e esquerda – FWD ..........................254

Figura 5.17 – Perfil de deflexões máximas nas faixas direita e esquerda – Viga Benkelman.........259

Figura 5.18 – Deflexões da Viga Benkelman em campo dos trechos analisados e admissíveis pelo

PRO11 e PRO269. ..................................................................................................261

Figura 5.19 – Perfil de deflexões máximas das faixas direita e esquerda obtidas com a viga

Benkelman e o FWD ...............................................................................................262

Figura 5.20 – Reta de igualdade de deflexões e correlação entre as deflexões máximas obtidas por

ponto com viga Benkelman e o FWD – Faixa Direita. .............................................263

Figura 5.21 – Reta de igualdade de deflexões e correlação entre as deflexões máximas obtidas por

ponto com viga Benkelman e o FWD – Faixa Esquerda...........................................264

Figura 5.22 – Histograma de deflexões máximas para ambas as faixas de tráfego ........................265

Figura 5.23 – Trincamento e Bombeamento de finos nas trilhas de roda – Faixa Esquerda estaca

4965. .......................................................................................................................267

Figura 5.24– Relação entre o IGG e a deflexão máxima obtida com o FWD pára o trecho estudado

nesta pesquisa..........................................................................................................270

Figura 5.25 – Fotos de alguns dos defeitos de superfície na faixa direita do trecho estudado nesta

pesquisa. .................................................................................................................271

Figura 5.26 – Fotos de defeitos de superfície na faixa esquerda estacas 4129, 4179, 4310 e 5381do

trecho estudado nesta pesquisa. ...............................................................................273

Figura 5.27 – Fotos de defeitos de superfície na faixa esquerda estacas 5041, 5155, 5405 e 5410 do

trecho estudado pela pesquisa. .................................................................................274

Figura 5.28 – Estrutura considerada na retroanálise com o Retroana ............................................276

Figura 5.29 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa RETROANA – Faixa Direita (a)

estaca 4000 a 4346; (b) da 4354 a 4698; ..................................................................278


8

Figura 5.30– Módulos de resiliência obtidos a partir do programa RETROANA – Faixa Direita (a)

estaca 4804 a 5176 (b) 5180 a 5432;........................................................................279

Figura 5.31 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa RETROANA – Faixa Esquerda

(a) estaca 4000 a 4348 (b) 4356 a 4696; Faixa Esquerda (estaca 4000 a 4696).........280

Figura 5.32 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa RETROANA – Faixa Esquerda

(a) estaca 4806 a 5186 (b) estaca 5190 a 5434; .......................................................281

Figura 5.33 – Histograma dos módulos de resiliência do revestimento para ambas as faixas de

tráfego do trecho analisado neste estudo. .................................................................283

Figura 5.34 – Histograma dos módulos de resiliência da camada granular para ambas as faixas de

tráfego do trecho analisado neste estudo. .................................................................284

Figura 5.35 – Histograma dos módulos de resiliência do subleito para ambas as faixas de tráfego do

trecho analisado neste estudo...................................................................................285

Figura 5.36 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base+sub-base e

subleito por segmento homogêneo – Faixa Direita...................................................288

Figura 5.37 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base+sub-base e

subleito por segmento homogêneo – Faixa Esquerda ...............................................288

Figura 5.38 – Correlações entre os parâmetros da bacia e os módulos de resiliência retroanalisados

– Faixa Direita.........................................................................................................290

Figura 5.39 – Correlações entre os parâmetros da bacia e os módulos de resiliência retroanalisados –

Faixa Esquerda........................................................................................................291

Figura 5.40– Relação entre o IGG e os módulos retroanalisados ..................................................293

Figura 5.41 – Contribuição percentual das camadas do pavimento e subleito na deflexão total –

Faixa Direita ...........................................................................................................294

Figura 5.42 – Contribuição percentual das camadas do pavimento e subleito na deflexão total –

Faixa Esquerda........................................................................................................294

Figura 5.43 – Estrutura considerada na retroanálise com os programas EVERCAL5 e ELMOD4.296

Figura 5.44 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ECERCALC5 – Faixa Direita (a)

estaca 4000 a 4346 e (b) estaca 4350 a 4698...........................................................298

Figura 5.45 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa EVERCALC5 – Faixa Direita (a)

estaca 4804 a 5176 e (b) estaca 5180 a 5432............................................................299

Figura 5.46– Módulos de resiliência obtidos a partir do programa EVERCALC5 – Faixa Esquerda

(a) estaca 4000 4348 (b) 4352 a 4696. .....................................................................300


9

Figura 5.47 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa EVERCALC5 – Faixa Esquerda

(a) estaca 4806 a 5186 (b) estaca 5190 a 5434. ........................................................301

Figura 5.48 – Histogramas dos módulos de resiliência das camadas de revestimento e base para

ambas as faixas de tráfego .......................................................................................304

Figura 5.49 – Histogramas dos módulos de resiliência das camadas de base e subleito para ambas as

faixas de tráfego. .....................................................................................................305

Figura 5.50 – Módulos de resiliência médios das camadas de revestimento, base, sub-base e subleito

por segmento homogêneo – Faixa Direita................................................................308

Figura 5.51 – Módulos de resiliência médios das camadas de revestimento, base, sub-base e subleito

por segmento homogêneo – Faixa Esquerda ............................................................308

Figura 5.52 – Histogramas dos módulos de resiliência para ambas as faixas de tráfego. ...............309

Figura 5.53 – Histogramas dos módulos de resiliência para ambas as faixas de Tráfego...............309

Figura 5.54 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa Direita (a)

estaca 4002 a 4346 e (b) estaca 4350 a 4698. ........................................................311

Figura 5.55 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa Direita (a)


Figura 5.56 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa Esquerda (a)

estaca 4000 a 4348 e (b) estaca 4352 a 5434. ..........................................................313

Figura 5.57 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa Esquerda (a)


Figura 5.58 – Histogramas dos módulos de resiliência das camadas do pavimento e subleito para

ambas as faixas de tráfego. ......................................................................................315

Figura 5.59 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base, sub-base e subleito

por segmento homogêneo – Faixa Direita. ...............................................................318

Figura 5.60 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base, sub-base e subleito

por segmento homogêneo – Faixa Esquerda. ...........................................................318

Figura 5.61 – Comparativo entre os módulos do subleito obtidos pelos diferentes programas com o

modelo da AASHTO (1993)....................................................................................320

Figura 5.62 – Comparativo entre os módulos do subleito obtidos pelos diferentes Programas com o

modelo da AASHTO (1993)....................................................................................320

Figura 5.63 – Profundidades para correção da Temperatura. ........................................................321

Figura 5.64 – Comparação entre bacias recalculadas com o ELSYM5 com os módulos do segmento

homogêneo 11- Faixa Esquerda. ..............................................................................323


10

Figura 5.65 – Comparação entre bacias recalculadas com o ELSYM5 com os módulos médios do

segmento homogêneo 19- Faixa Esquerda. ..............................................................323

Figura 5.66 – Comparação entre bacias recalculadas com o ELSYM5 com os módulos pontuais da

estaca 5380 – Faixa Direita......................................................................................324

Figura 5.67 – Comparação entre bacias recalculadas com o ELSYM5 com os módulos pontuais da

estaca 4104 - Faixa Esquerda...................................................................................324

Figura 5.68 – Relação entre os defeitos observados na superfície do pavimento e os módulos

resilientes da camada de revestimento asfáltico. ......................................................325

Figura 5.69 – Foto do ensaio de resistência à tração por compressão diametral realizado no

LEP/UFCG. ............................................................................................................330

Figura 5.70 – Representação gráfica do modelo composto de resiliência para os materiais das

camadas do furo 1(LD)............................................................................................334

Figura 5.71 – Representação gráfica do modelo composto de resiliência para os materiais das

camadas do furo 4 (LE). ..........................................................................................334

Figura 5.72 – Resultado da contribuição percentual na deflexão total e faixa de módulos ambos

calculados com o FEPAVE2....................................................................................336

Figura 5.73 – Bacias deflectométricas obtidas a partir do FEPAVE2, EVERCALC5, RETROANA

E ELMOD4.............................................................................................................338

Figura 5.74 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo composto para o

material de base em várias condições de moldagem. ................................................340

Figura 5.75 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo composto para os

materiais de sub-base e reforço em várias condições de moldagem. .........................341

Figura 5.76 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo composto para o

material do subleito em várias condições de moldagem. ..........................................342

Figura 5.77 – Distribuição percentual do tráfego pela contagem de 2004 e pela projeção segundo o

estudo de tráfego do projeto.....................................................................................350

Figura 5.78 – Estrutura considerada na simulação com o programa FEPAVE2. ...........................360

Figura 5.79 – Ilustração dos pontos de análise com o ELSYM5. ..................................................365

Figura 5.80 – Seção transversal ilustrativa da solução paramétrica estudada.................................370


11

Lista de Tabelas

Tabela 1.1 – Classificação das rodovias considerando as condições de parte da rede de pavimento

sob gestão estatal (modificado - CNT, 2005). ......................................................... 23

Tabela 2.1 – Conceitos do Valor de Serventia Atual...................................................................... 34

Tabela 2.2 – Tipos de serviços em função do ICPF (DNIT, 2003b)............................................... 35

Tabela 2.3 – Critérios para determinação do IGGE (DNIT, 2003b). .............................................. 36

Tabela 2.4 – Pesos para o cálculo do IGGE (DNIT, 2003b)........................................................... 36

Tabela 2.5 – Faixa, valores, códigos e conceitos de IGGE, ICPF e IES (DNIT, 2003a). ................ 37

Tabela 2.6 – Resumo dos defeitos com sua codificação e classificação (DNIT, 2003e) ................. 42

Tabela 2.7 – Tipos e classes dos defeitos de superfície em pavimentos com revestimentos asfálticos

(DNER, 1998)........................................................................................................ 43

Tabela 2.8 – Alguns fatores que afetam no desempenho e na deterioração dos pavimentos asfálticos

(DNER, 1998)........................................................................................................ 44

Tabela 2.9 – Planilha de Inventário do Estado de Superfície do Pavimento (DNIT, 2003b). .......... 52

Tabela 2.10 – Planilha de Cálculo do Índice de Gravidade Global (DNIT, 2003b). ....................... 54

Tabela 2.11 – Valor do fator de ponderação (DNIT, 2003b).......................................................... 56

Tabela 2.12 – Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG (DNIT, 2003b)............. 57

Tabela 2.13 – Ficha para o levantamento da condição de superfície método PRO 006 (DNIT,

2003c).................................................................................................................... 59

Tabela 2.14 – Tipos de defeitos e respectivos níveis de severidade no método VIZIR (PRESTES,

2001) ..................................................................................................................... 62

Tabela 2.15 – Condição do pavimento quanto a irregularidade (DNER, 1998). ............................. 70

Tabela 2.16 – Critérios de fadiga (PINTO e PREUSSLER, 2002). ................................................ 92

Tabela 2.17 – Fatores que afetam a vida de fadiga das misturas asfálticas. .................................... 93

Tabela 2.18 - Características dos dois equipamentos FWD existentes no Brasil............................114

(MEDINA et. al., 1994). ..............................................................................................................114

Tabela 2.19 - Características de equipamentos não-destrutivos (WSDOT,1995a). ........................115

Tabela 2.20 – Acurácia nas medidas de deflexões e carga (BENTSEN et. al., 1989) ....................116

Tabela 2.21 – Propriedades eletromagnéticas típicas (GONÇALVES e CERATTI, 1998)............121

Tabela 2.22– Intervalos de acurácia na medida das espessuras das camadas do pavimento (MASER,

1996). ...................................................................................................................122

Tabela 2.23 – Fatores de Correção Sazonal (DNER, 1979a;1979b). .............................................126


12

Tabela 2.24 – Limite legal de carga por eixo................................................................................131

Tabela 2.25 – Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (DNER, 1998).................135

Tabela 2.26 – Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (DNER, 1998).................138

Tabela 2.27 – Classificação do solo do subleito quanto a percentagem de silte na fração fina.......140

Tabela 2.28 – Constantes relacionadas com as características da resiliência do subleito. ..............141

Tabela 2.29 – Relação de soluções de recapeamento em função da espessura do reforço DNER-

PRO 269/94 ..........................................................................................................142

Tabela 2.30 – Procedimentos de solução de recapeamento do reforço do pavimento contemplando

reciclagem (DNER-PRO 269/94) ..........................................................................144

Tabela 3.1 – Valores de Coeficiente de Poisson para alguns materiais de pavimentação (TRB, 1975)

. ............................................................................................................................150

Tabela 3.2 – Lista dos programas mais utilizados em retroanálise

(www.dynatest.com/gallery/papers/table1.htm) .....................................................153

Tabela 3.3 – Fatores de correção da carga em função do coeficiente de Poisson (AASHTO, 1993).

.............................................................................................................................157

Tabela 3.4 – Faixas de módulos retroanalisados (CARDOSO, 1995). ..........................................158

Tabela 4.1 – Características de projeto do CBUQ na Faixa B camada de ligação..........................215

Tabela 4.2 – Características de projeto do CBUQ na Faixa C camada de rolamento.....................216

Tabela 4.3 – Resultados dos ensaios de qualidade de material betuminoso. ..................................216

Tabela 4.4 – Localização dos pontos de ensaio (DNER, 1996).....................................................221

Tabela 4.5 – Métodos de ensaios laboratoriais utilizados nesta pesquisa.......................................226

Tabela 4.6 – Ensaios de laboratório realizados por local de sondagem .........................................227

Tabela 4.7 – Volume médio diário. ..............................................................................................229

Tabela 4.8 – Análise e projeção do tráfego...................................................................................229

Tabela 4.9 – Tráfego médio diário corrigido ................................................................................230

Tabela 4.10 – Fatores de Veículo com base na Lei da Balança. ....................................................230

Tabela 4.11 – Projeção do número N de projeto. ..........................................................................231

Tabela 4.12 – Resumo do número de repetições do eixo padrão ...................................................232

Tabela 4.13 – Segmentos homogêneos.........................................................................................233

Tabela 4.14 – Parâmetros de Avaliação da Bacia de Deflexões (FABRÍCIO et. al.,1988).............236

Tabela 4.15 – Parâmetros de Área (AASHTO, 1993). ..................................................................236

Tabela 4.16 – Parâmetros de Área (PIERCE, 1999). ....................................................................237

Tabela 5.1 – Resumo estatístico das bacias deflectométricas – Faixa Direita ................................255


13

Tabela 5.2 – Resumo estatístico das bacias deflectométricas – Faixa Esquerda ............................256

Tabela 5.3 – Parâmetros da bacia deflectométrica – Faixa Direita ................................................257

Tabela 5.4– Parâmetros da bacia deflectométrica – Faixa Esquerda .............................................258

Tabela 5.5 – Resumo Estatístico da Deflexão Máxima com a Viga Benkelman e Raio Médio –

Faixa Direita .........................................................................................................260

Tabela 5.6 – Resumo Estatístico da Deflexão Máxima com a Viga Benkelman e Raio Médio –

Faixa Esquerda......................................................................................................260

Tabela 5.7 – Tabelas de conceitos de IGG....................................................................................268

Tabela 5.8 – Resumo do Levantamento dos defeitos de superfície – Faixa Direita .......................269

Tabela 5.9 – Resumo do Levantamento dos defeitos de superfície – Faixa Esquerda....................272

Tabela 5.10 – Faixa de módulos de resiliência a ser adotado pelo programa. RETROANA..........276

Tabela 5.11 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o RETROANA – Faixa

Direita...................................................................................................................286

Tabela 5.12 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o RETROANA – Faixa

Esquerda ...............................................................................................................287

Tabela 5.13 – Faixa aceitável de coeficiente de variação utilizada em projeto de pavimentos novos

ou de reforço (LTPP, 2002)...................................................................................289

Tabela 5.14 – Faixa de módulos de resiliência – EVERCAL5. .....................................................296

Tabela 5.15 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o EVERCALC5 – Faixa

Direita...................................................................................................................306

Tabela 5.16 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o EVERCALC5 – Faixa

Esquerda ...............................................................................................................307

Tabela 5.17 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com O ELMOD4 – Faixa Direita.

.............................................................................................................................316

Tabela 5.18 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o ELMOD4 – Faixa Esquerda.

.............................................................................................................................317

Tabela 5.19 – Módulos médio corrigidos por segmento homogêneo.............................................322

Tabela 5.20 – Boletim de sondagem.............................................................................................326

Tabela 5.21 – Resultado dos ensaios convencionais de caracterização e resistência......................327

Tabela 5.22 – Estimatizado coeficiente de condutividade hidráulica da camada de BGS. .............329

Tabela 5.23 – Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral de corpos de

prova de campo do trecho analisado. .....................................................................330


14

Tabela 5.24 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados nos modelos granular

(MR=K1σ3k2) e argiloso (MR=K1σd

k2)...................................................................331

Tabela 5.25 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo composto com

corpos de prova moldados nas condições de campo...............................................333

Tabela 5.26 – Faixa de Módulos do FEPAVE2 e retroanalisados para a estaca 4153/4154. ..........336

Tabela 5.27 – Coeficientes da equação obtidos no ajuste da bacia ................................................337

Tabela 5.28 – Teores de umidade média e massa específica aparente seca obtidos no ensaio de

compactação. ........................................................................................................339

Tabela 5.29 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo composto............340

Tabela 5.30 – Resultados de resistência à tração por compressão diametral de concreto asfáltico

moldado em laboratório. .......................................................................................343

Tabela 5.31 – Resultados de módulo de resiliente por compressão diametral e modelos de fadiga

para corpos de prova moldados em laboratório......................................................343

Tabela 5.32 – Resultados dos parâmetros de deformabilidade obtidos a partir da simulação com o

FEPAVE2. ............................................................................................................347

Tabela 5.33 – Resultados da análise de confiabilidade. ................................................................347

Tabela 5.34 – Contribuição percentual das camadas na deflexão total e faixa de módulos obtidas

com o FEPAVE2...................................................................................................347

Tabela 5.35 – Volume médio diário medido em julho 2004 nesta pesquisa. .................................348

Tabela 5.36 – Volume médio diário anual (www.dnit.gov.br) consultado em 2004. .....................349

Tabela 5.37 – Volume médio diário corrigido sazonalmente para o trecho estudado desta pesquisa.

.............................................................................................................................349

Tabela 5.38 – Taxas de crescimento anual linear e exponencial (DER/PB, 1999). ........................351

Tabela 5.39 – Projeção do tráfego por tipo de veículos.................................................................351

Tabela 5.40 – Fatores de veículos da BR-101/PE (DNIT/PE, 2000). ............................................353

Tabela 5.41 – Fatores de veículos para os tipos comerciais 2C2 e 2C3. ........................................354

Tabela 5.42 – Determinação do número N para um período de projeto de 10 anos. ......................355

Tabela 5.43 – Espessuras de reforço exigidas. ..............................................................................356

Tabela 5.44 – Dimensionamento do reforço do pavimento..............................................................356

Tabela 5.45 – Característica mecânicas da mistura SMA (modificado MOURÃO, 2003).............359

Tabela 5.46 – Modelos utilizados para a estimativa do módulo da camada de BGTC. ..................361

Tabela 5.47 – Critérios admissíveis de dimensionamento.............................................................363

Tabela 5.48 – Resultados obtidos a partir da simulação com o FEPAVE2. ...................................363


15

Tabela 5.49 – Módulos de resiliência das camadas e desvio padrão..............................................365

Tabela 5.50 – Rotina utilizada para a aplicação do método de Rosenblueth. .................................366

Tabela 5.51 – Parâmetros resposta obtidos com aplicação do método de Rosenblueth. .................367

Tabela 5.52 – Níveis de confiabilidade recomendados pela AASHTO (MEDINA, 1997). ...........369

Tabela 5.53 – Valores Futuros das intervenções do tipo “conviver com o problema”. ..................372

Tabela 5.54 – VPL das intervenções do tipo “conviver com o problema”. ....................................372

Figura 5.55 – Alternativas de restauração do pavimento...............................................................373


16

Lista de Simbolos

D - deflexão máxima admissível

CD – deflexão de projeto característica do pavimento reciclado correspondente a

espessura hc, 0,01mm.

D - media aritmética das deflexões de campo, 0,01mm.

Χ – média aritmética dos valores das flechas medidas (TRI e TER);

σd - tensão desvio aplicada repetidamente (σd = σd - σ3);

εr - deformação específica axial resiliente.

σR – resistência à tração, kgf/cm2;

Δσ – diferença entre as tensões horizontal e vertical;

|A| – é a variação percentual da tensão de tração horizontal devido a uma redução

arbitrada e fixa da rigidez da mistura; e

|B| – é a variação percentual da deformação de tração horizontal devido a uma redução

arbitrada e fixa da rigidez da mistura.

μ - coeficiente de Poisson (μ = 0,50);

μ – relação modular

a - raio da área circular de distribuição de carga;

a e b - coeficientes da equação obtidos no ajuste da bacia.

ae - raio do bulbo de tensões;

AF – Afundamento plástico e trilhas de rodas

AP% - porcentagem de afundamentos plásticos de reconhecida gravidade;

b0, b1, b2, b3 - coeficientes obtidos através de regressão.

D – desgaste, em %;

D – diâmetro do corpo-de-prova, cm;

D - espessura total das camadas sobre o subleito;

D0 - deflexão máxima, que ocorre no centro da área carregada (rx = 0cm);

D25 - deflexão a 25 cm do ponto de prova, em centésimos de milímetros.

D60 - deflexão correspondente ao ponto situado à 60 cm do ponto de aplicação de carga

(cm);

Da - deflexão à distância a (cm);


17

dadm - deflexão admissível após execução do reforço, 10-2 mm.

DC – Deflexão de projeto, 0,01mm

DC - deformação controlada

DC - deflexão caracteristica;

DMI - Distress Manifestation lndex

Do - deflexão real ou verdadeira, em centésimos de milímetros;

do - deflexão máxima;

Do - deflexão no centro do carregamento (em cm);

dp - deflexão Benkelman de projeto, sob carga de 8,2 tf (10-2 mm);

Dr - deflexão no ponto referente à distância radial r;

Dx - deflexão assumida como sendo do subleito (em cm);

EEQ , EP - módulo de deformação do pavimento equivalente (kgf/cm2);

EP - módulo de deformação da placa;

EP - módulo efetivo do pavimento (em psi);

Ep - módulo efetivo do pavimento.

ESL - módulo de deformação do subleito

Esub - módulo do subleito (kgf/cm2);

F – carga de ruptura, kgf;

F - força de pico

F – valor futuro (R$)

F - Valor médio das flechas nas trilhas de roda;

fa - freqüência absoluta

FC-1 - área de trincamento do tipo FC-1;

FC-2 – área de trincamento do tipo FC-2;


FM – fator modo;

Foap, Poap - Freqüência e Peso do conjunto de deformações:

fp - fator de ponderação

Fpr, Ppr = Freqüência (quantidade por km) e Peso do conjunto de panelas e remendos:

fr - freqüência relativa

Ft, Pt – Freqüência e Peso do conjunto de trincas t:

g - aceleração da gravidade

h - altura de queda


18

H – altura do corpo-de-prova, cm;

h - espessura do subleito acima da camada rígida do modelo;

hc – espessura de corte

hCB - espessura de reforço em concreto asfáltico, em cm;

HE - espessura da camada betuminosa existente

he – espessura da camada betuminosa existente;

HEF - espessura efetiva, em cm;

HEQ - espessura do pavimento equivalente (cm);

i – taxa de atratividade (12%)

I1, I2 – constantes relacionadas ‘as características resilientes da terceira camada da

estrutura de referência;

ICDE - Índice de degradação superficial

ICDP - Índice de deformação permanente

ICPF – Índice de Condição do Pavimento Flexível

IES – Índice do Estado de Superfície

IGG - Índice de Gravidade Global

IGGE – Índice de Gravidade Global Expedito

IRI – International Roughness Index

ISP - índice de serventia PARAGON

k - constante de mola do sistema de amortecedores

K - fator de redução da deflexão (k = 40 para concreto asfáltico).

ki – parâmetros obtidos experimentalmente.

Ki, ni – parâmetros experimentais determinados a partir dos resultados do ensaio.

Lf - leitura final, em centésimos de milímetros;

lo - comprimento característico;

M - massa do peso que cai

MAL - módulo de elasticidade do alumínio;

MC - módulo de obtido em campo;

Mef – módulo de resiliência efetivo do revestimento existente

MR - módulo de resiliência;

MRC – módulo de resiliência da mistura reciclada

MRsub - módulo resiliente do subleito.

N - número de solicitações do eixo padrão rodoviário de 8,2tf.


19

Nf – é o número de repetições de carga à fadiga;

Nf - vida de fadiga

NP - número cumulativo de solicitações de eixos equivalentes ao eixo padrão de 8,2 tf

para o período de projeto.

ON – Ondulações

P – área de panelas;

P - carga aplicada (kgf);

P - coeficiente de Poisson da placa (igual a 0,40);

P – Panelas

p - pressão de contato;

PCI- pavement condition index

PNV - Plano Nacional Viário

PSI – Present Serviceability Index

Q - carga aplicada (kgf);

QI – Quociente de Irregularidade

R - raio de curvatura, em metros;

R – área de desgaste;

r - distância radial;

R – Remendos

R - rigidez da placa;

rx - distância radial assumida como sendo o ponto de localização da deflexão do subleito

(em cm);

S – Desvio padrão dos valores das flechas medidas (TRI e TER);

S2 – variância.

Sf - fator de correção da carga em função do coeficiente de Poisson (u).

SNEF - número estrutural efetivo do pavimento;

SR – é a relação entre a tensão de tração aplicada na BGTC e sua tensão de ruptura.

t - espessura da placa;

t – período considerado (anos)

T(x) - temperatura na profundidade x do revestimento, em oC;

Tar– Temperatura do ar, em oC;

TB – Trincas interligadas tipo bloco

TC - temperatura de campo.


20

TC - tensão controlada

TER - trilhas de roda externa

TJ – Trincas interligadas tipo jacaré

TR - temperatura de referência, 25 ºC;

TR – trincamento, em %;

TR – Trincas isoladas

TRI - trilhas de roda interna

Tsup - temperatura da superfície do revestimento, em oC;

Tx - espessura efetiva do pavimento (em polegadas);

UNIT – Unidade de Infra-Estrutura Terrestre

VPL – valor presente líquido (R$)

VSA – Valor de Serventia Atual

x – Profundidade no revestimento onde se deseja conhecer a temperatura, em cm.

s - desvio padrão, 0,01mm.

ε r – deformação específica resiliente;

εt – deformação de tração aplicada;

εz - deformação específica vertical no topo do subleito (cm).

σ1 ?- tensão principal maior;

σ3 – pressão confinante;

σd – tensão desvio;

σt – tensão de tração aplicada;

σz - tensão vertical no topo do subleito (kgf/cm2);

υSL - coeficiente de Poisson do subleito (igual a 0,40).

υ???- coeficiente de Poisson;


21

CAPÍTULO I

INTRODUÇÃO

1.1 – Considerações Gerais

Os pavimentos são estruturas complexas, que envolvem muitas variáveis no seu

desempenho, tais como: cargas do tráfego, solicitações ambientais, técnicas construtivas,

práticas de manutenção e reabilitação, tipo e qualidade dos materiais etc. Representam

parcela expressiva da infra-estrutura de transportes e, portanto, melhoramentos

significativos nos seus componentes podem resultar em grandes economias em termos

absolutos (ODA, 2003).

Do ponto de vista físico o pavimento é uma estrutura em camadas, que recebe em sua

superfície solicitações do tráfego de veículos com rodas flexíveis (pneus) e se apóia

diretamente sobre a fundação. Em função da maior ou menor rigidez da estrutura, o

pavimento pode ser denominado rígido ou flexível (SÓRIA, 1997).

As principais funções dos pavimentos são:

• resistir aos esforços verticais oriundos do tráfego e distribuí-los;

• melhorar as condições de rolamento quanto ao conforto e segurança;

• resistir aos esforços horizontais (desgaste), tornando mais durável a

superfície de rolamento;

• resistir às ações do intemperismo.

O pavimento, se comparado com outras estruturas usuais da engenharia civil, tem vida

curta. É na realidade, construído para ser solicitado pelo tráfego ao longo de 10, 20 ou o

máximo 50 anos. Por esse motivo a compreensão dos processos de deterioração e

destruição do pavimento é de vital importância. Do ponto de vista funcional, o pavimento

tem a tarefa de suportar o tráfego em condições de velocidade, segurança, conforto e

economia. Essa função está intimamente relacionada com o estado da superfície de


22

rolamento. A evolução das condições de rolamento, por sua vez, depende das

intempéries, do tráfego e das características estruturais do pavimento (ODA, 2003).

Os principais tipos de deterioração de pavimentos flexíveis são o trincamento e o

afundamento na trilha de roda das camadas asfálticas. Este último é o predominante nas

rodovias brasileiras, visto que o método do DNER (atual DNIT) baseia-se

fundamentalmente nas características de suporte do solo de fundação e dos materiais

constituintes da estrutura do pavimento e parâmetros do tráfego, atendendo à limitação

quanto às deformações permanentes excessivas e às tensões que possam provocar a

ruptura por cisalhamento dos solos de base, sub-base e subleito. No entanto, não há

consideração quanto à limitação das deformações recuperáveis ou resilientes, cuja

repetição sob o efeito do tráfego resulta na ruptura por fadiga dos revestimentos asfálticos

(PINTO, 1991).

Segundo MOTTA (1991), existem técnicas de análise estrutural que permitem modelar

estes dois tipos de ruptura, baseadas em várias teorias e no conhecimento das

propriedades básicas dos materiais. No entanto, mesmo as mais sofisticadas destas

técnicas de análise mecanística não prescindem de algumas hipóteses simplificadoras e

de uma certa “calibração” com dados empíricos, já que o fenômeno a ser modelado é dos

mais complexos.

Quando um pavimento apresenta as primeiras trincas na superfície, pode-se dizer que

grande parte de sua vida útil já se passou, e que se não houver nenhum tipo de

intervenção, em um curto espaço de tempo o pavimento estará completamente

deteriorado e sua reconstrução será necessária, exigindo um montante significativo para

repor as condições de conforto e segurança desejadas pelo usuário (TONIAL, 2001).

A mecânica dos pavimentos é aplicação das teorias da mecânica do contínuo, mecânica

da fratura e da mecânica dos solos, aliadas a utilização de programas computacionais

que otimizaram os processos de cálculo de tensões, deformações e deslocamentos. A

consideração das variações sazonais diárias de temperatura, umidade do subleito, das

camadas do pavimento e do tráfego tornou possível a concepção racional dos projetos de

pavimentos novos e de restauração (RODRIGUES, 1995; MEDINA, 1997). Por outro

lado, é conveniente ressaltar que a adoção de modelos de previsão de desempenho


23

baseados em parâmetros de materiais obtidos em estudos desenvolvidos na Europa,

Estados Unidos e outros países, pode levar a resultados absurdos, devendo-se recalibrar

os modelos para as condições brasileiras (PINTO e PREUSSLER, 2002).

No Brasil, onde o predomínio do transporte rodoviário é evidente, correspondendo a 95%

da matriz do transporte de passageiros e 61,1% da matriz do transporte de cargas, a rede

rodoviária se torna elemento fundamental nas cadeias produtivas. Ela une mercados

produtores e consumidores, propicia a redução das desigualdades regionais e aumenta a

acessibilidade e a inclusão social das camadas menos favorecidas. Assim, a eficiência da

economia brasileira dependerá em grande parte do funcionamento adequado do sistema

de transporte rodoviário (CNT, 2005)

Segundo as Pesquisas Rodoviárias da CNT (2005), as condições de conservação dos

71.447 km de rodovias estatais avaliados resultam em um índice extremamente

desfavorável em que 61,3% desta malha rodoviária avaliada apresentam algum tipo de

comprometimento, sendo, portanto, classificados como deficiente, ruim ou péssimo (ver

tabela 1.1).

Tabela 1.1 – Classificação das rodovias considerando as condições de parte da rede de

pavimentos sob gestão estatal (modificado - CNT, 2005).

Na figura 1.1, observa-se que o trincamento é o principal defeito das rodovias nacionais

corroborando com as avaliações realizadas por MOTTA (1991) e Pinto (1991).

PAVIMENTO EXTENSÃO AVALIADA

km %

Ótimo 17.592 24,6

Bom 10.070 14,1

Deficiente 23.875 33,4

Ruim 13.757 19,3

Péssimo 6.153 8,6

Total 71.447 100,0


24

Figura 1.1 – Condições de superfície de parte das rodovias sob gestão estatal analisadas

(CNT, 2005).

Torna-se imprescindível que esse quadro seja alterado, a fim de garantir a eficiência do

setor de transporte rodoviário de cargas e de passageiros, e assim assegurar o

desenvolvimento integral do País, investindo na manutenção, recuperação, duplicação e

construção de rodovias.

Ultimamente, no Brasil, a avaliação estrutural de pavimentos por ensaios destrutivos e

não-destrutivos tomou grande impulso devido aos vários estudos desenvolvidos pelos

centros de pesquisa nacionais e estrangeiros. No primeiro caso, são coletadas amostras

das camadas do pavimento e caracterizadas em ensaios laboratoriais. No segundo caso,

tem-se os levantamentos deflectométricos realizados com o FWD ou a viga Benkelman.

Segundo RODRIGUES (1995), os dois modos de avaliação (destrutiva e não destrutiva)

não são mutuamente exclusivos, mas complementares, uma vez que uma série de

informações só pode ser obtida por inspeção visual das camadas e pela realização de

ensaios de laboratório, enquanto que a deformabilidade resiliente dos materiais, na sua

condição “in situ”, só pode ser determinada a partir da interpretação das bacias

deflectométricas. O projetista deve ter o conhecimento necessário das simplificações e

limitações de cada um dos modos de avaliação, utilizando o bom senso para análises

esclarecedoras do comportamento estrutural do trecho em estudo, destacando-se dentre

elas a previsão de desempenho das estruturas de pavimentos.

56,1

30

8,3

3,7

1,8

0 20 40 60 80 100

(%)

TIPOS DE DEFEITOS

CONDIÇÕES DE SUPERFÍCIE

Totalmente Destruído

Afundamentos/Ondulações/buracos

Trinca me malha/remendos

Desgaste

Totalmente Perfeito


25

A avaliação estrutural por retroanálise tem o critério fundamental da determinação dos

módulos resilientes que levam ao melhor ajuste entre a bacia de deflexão de campo e a

bacia calculada, através de um sistema iterativo onde, tendo-se os dados do pavimento

referentes às deflexões medidas em campo às espessuras das camadas e aos

respectivos coeficientes de Poisson.

Segundo ROCHA FILHO e RODRIGUES (1996), a confiabilidade dos módulos resilientes

obtidos por meio de retroanálise é dependente da precisão das leituras deflectométricas,

da adequação do modelo estrutural utilizado para representar o comportamento mecânico

da estrutura, do espaçamento entre sensores, do número de leituras e do ajuste entre a

bacia calculada teoricamente e a bacia de campo.

TONIAL (2001) cita que ao se projetar uma nova rodovia, admite-se um fator campo

laboratório (fcl) a ser aplicado, define-se a vida de fadiga de campo desejada Nc a partir

de dados reais de tráfego e com o auxilio da curva de fadiga de laboratório se

estabelecem as tensões ou deformações específicas máximas admissíveis na face

inferior do revestimento. Com tensões ou deformações máximas admissíveis no

revestimento, os módulos resilientes e coeficientes de Poisson dos materiais das diversas

camadas, determina-se um conjunto de espessuras das diversas camadas de maneira

que estas tensões ou deformações específicas não sejam ultrapassadas.

O entendimento do comportamento dos materiais normalmente utilizados em

pavimentação, das condições climáticas, da geomorfologia, da litologia dos terrenos e do

tráfego é de suma importância para a definição de diretrizes básicas para montar um

adequado sistema de gerência que segundo HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI (1994) apud

FERNANDES JR. (1996), deve envolver todas as atividades desde a obtenção inicial de

informações para o planejamento e elaboração de orçamento até a monitoração periódica

do pavimento em serviço, passando pelo projeto e construção do pavimento e sua

manutenção e reabilitação ao longo do tempo.

As atividades de manutenção nos pavimentos, como a conservação rotineira,

conservação preventiva, restauração e reconstrução, devem ser consideradas como

processos contínuos e fazem parte da vida normal do pavimento, de forma a manter e

prolongar seu período de vida (DNER, 1998). Ou seja, são necessárias ações que


26

impeçam a deterioração dos pavimentos, possibilitando sua conservação em condições

adequadas de trafegabilidade. No entanto, os recursos para recuperar um determinado

nível do estado de serventia nem sempre estão disponíveis de forma oportuna. Desta

forma, as intervenções planejadas oferecem melhores perspectivas para manter a rede

com um nível de qualidade aceitável (PRESTES, 2001).

Para completar a descrição do contexto atual, não se pode esquecer que a virtual

estabilidade econômica tem promovido um uso mais intenso das rodovias. A distribuição e

o fornecimento rápido e programado de insumos passam a ser fundamentais na

competição econômica. A intensificação do transporte como fator de produção e de

satisfação de necessidades está carregando e congestionando boa parte do sistema

viário implantado. Este é o atual desafio rodoviário brasileiro: vias em boas condições,

custos de construção e manutenção reduzidos, menores tempos de deslocamentos e

fluxo de tráfego seguro (ALBANO, 1998).

Diante deste contexto, a presente pesquisa tratará do estudo da deterioração prematura

da Rodovia BR-230/PB, especificamente, da pista duplicada entre o km 17,3 – km 147,9,

com extensão de 30,6 km.

1.2 – Justificativa

A escolha da Rodovia BR-230/PB para a realização desta pesquisa foi motivada devido a

constatação de trincamentos prematuros generalizados nas trilhas de roda interna e

externa, de defeitos do tipo “couro de jacaré” (classes 2 e 3) e de bombeamento de finos

que tiveram início a partir do 3º ano da rodovia em serviço. Salienta-se, que tais

ocorrências foram anunciadas antecipadamente desde 2001, por ocasião, fundamentada

em resultados de ensaios triaxias dinâmicos no laboratório de geotecnia da

COPPE/UFRJ.

1.3 – Objetivo

Este Trabalho teve o objetivo principal de avaliar as características funcionais e

estruturais da rodovia BR-230/PB, lote III, pista duplicada.


27

A avaliação das características funcionais baseou-se no levantamento dos defeitos de

superfície e das deformações em perfil, aplicando a técnica de avaliação objetiva do

estado da superfície do pavimento, em que se elaborou um inventário das degradações

superficiais e geométricas existentes.

A avaliação estrutural compreendeu duas partes, uma consistiu na avaliação estrutural

não-destrutiva através do levantamento deflectométrico com a viga Benkelman e o Falling

Weight Deflectometer. E a outra se baseou em ensaios laboratoriais que permitiram

determinar os parâmetros de deformabilidade para as camadas de revestimento em

CBUQ, camada de base constituída de brita graduada simples, sub-base de saibro,

reforço e do subleito.

1.4 – Estrutura do Trabalho

Está dissertação é constituída de seis capítulos.

No primeiro capítulo apresenta-se a introdução ao assunto.

No Capítulo II, aborda-se a revisão bibliográfica versando sobre os métodos existentes

nacionais e internacionais de avaliação funcional e estrutural de pavimentos flexíveis e os

métodos de dimensionamento de reforço.

No Capítulo III, aborda-se a retroanálise em pavimentação e são descritos os programas

utilizados nesta pesquisa, bem como, nos principais programas utilizados no Brasil para a

análise de tensões e deformações.

No Capítulo IV, são apresentadas as características da rodovia estudada e a descrição de

toda a metodologia utilizada nesta pesquisa.

No Capítulo V, são apresentados e discutidos os resultados das avaliações funcional e

estrutural não-destrutiva e destrutiva dos trechos analisados.

No Capítulo VI, são apresentadas as conclusões e sugestões para pesquisas futuras.


28

CAPÍTULO IIREVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 – Avaliação de Pavimentos flexíveis

Segundo MEDINA et. al. (1994), para se conceber o projeto de restauração de um

pavimento é preciso que se conheça a condição (ou estado) do pavimento que se

degrada pela ação do tráfego e dos fatores climáticos ou ambientais. Desta forma,

distingue-se a condição funcional da condição estrutural, onde a primeira refere-se ao

conforto ao rolamento, segurança, custo do usuário, influência do meio ambiente e

aspectos estéticos. Já a segunda, abrange as características de resistência e

deformabilidade das camadas do pavimento e subleito, face às forças destrutivas

atuantes. A condição estrutural está ligada às características dos materiais utilizados e as

espessuras das camadas que compõem o pavimento e características do subleito.

Segundo MARCON (1996), a avaliação de superfície de pavimentos é uma atividade que,

mediante procedimentos padronizados de medidas e observações, permite inferir

condições funcionais e estruturais dos pavimentos. As metodologias para executar

levantamentos deste tipo são baseadas nas medições e/ou verificações da presença de

defeitos, que aparecem na superfície dos pavimentos. As causas destes defeitos são

provenientes de uma série de fatores como tráfego, clima, processos construtivos e

características físicas dos materiais. Estes fatores podem atuar separados ou

concomitantemente.

Segundo FERNANDES et.al. (1994), os objetivos da avaliação de pavimentos são:

• verificar se a função pretendida ou o desempenho esperado está sendo

alcançado;

• fornecer informações para o planejamento da restauração de pavimentos

existentes;

• fornecer informações para melhorar a tecnologia de projeto, construção e

manutenção;


29

• avaliar a capacidade estrutural;

• quantificar ou qualificar a deterioração física (trincamento, deformação e

desgaste);

• efeitos relacionados ao usuário (irregularidade longitudinal ou serventia,

segurança e aparência);

• custos de operação do usuário e benefícios associados à variação de

serventia e segurança.

Portanto, para a avaliação de um pavimento necessita-se indubitavelmente de uma gama

de atividades que venham fornecer informações no que diz respeito ao seu estado

funcional e estrutural, através de parâmetros como: os defeitos de superfície, as

deformações permanentes, a irregularidade longitudinal, a deflexão recuperável a

capacidade estrutural do pavimento, a solicitação do tráfego, a aderência entre

pneu/pavimento e os agentes do intemperismo. Estas informações servem para planejar

medidas acertadas de intervenções que venham a restabelecer as características de

funcionalidade bem como estrutural do pavimento avaliado.

2.2 – Avaliação Funcional de Pavimentos Flexíveis

Uma das principais realizações da Pista Experimental da AASHO foi o desenvolvimento

do conceito e dos métodos de avaliação do conforto ao rolamento. O conforto ao

rolamento foi desde então considerado o melhor parâmetro para exprimir a funcionalidade

de um pavimento. Além de construir uma medida de satisfação do usuário, também está

relacionado com os custos de operação dos veículos (DNER, 1998).

A característica funcional de um dado pavimento pode ser definida como sendo as

manifestações de ruína constatadas na sua superfície, as quais podem ser enquadradas

em duas grandes famílias: as características de degradação superficial e as de

deformação permanente, que resultam, conseqüentemente, na perda da serventia quanto

ao rolamento, segurança e conforto.

Segundo BARROS e GONTIJO et. al. (1994), para a avaliação das características

funcionais de um pavimento, ou a serventia por ele externada, torna-se imprescindível


30

definir o tipo dos defeitos superficiais representativos e promover o seu levantamento,

que podem ser através de duas técnicas distintas:

• A técnica das avaliações subjetivas, que permitem definir o estado de

degradação do pavimento a partir de conceitos qualitativos

(alfanuméricos);

• A técnica das avaliações objetivas, que permite expressar a degradação

do pavimento através de quantificação numérica e da distribuição de

severidade das diversas manifestações de ruína.

2.2.1 – Técnica de Avaliação Subjetiva

As avaliações subjetivas fornecem o estado de deterioração do pavimento utilizando-se

do conceito de serventia, que foi apresentado por CAREY e IRICK em 1960 ( apud

FERNANDES JR,1994), que eram chefes de pesquisas e do departamento de dados

quando da AASHO Road Test, respectivamente.

Segundo o Strategic Highway Reserch Program (SHRP) de 1993 ( PRESTES, 2001), os

pavimentos podem, por diversas razões, apresentar uma gama variada de patologias, que

a partir de agora será denominado de defeitos. Já o fenômeno que rege a mudança da

condição do pavimento é conhecido como deterioração. O decréscimo da condição, ou da

serventia do pavimento ao longo do tempo é conhecido como desempenho.

A serventia pode ser definida como sendo a capacidade de um determinado pavimento

proporcionar um rolamento suave, confortável, seguro e econômico, atendendo a função

para o qual fora projetado num tempo t, na época da observação.

Para HAAS, HUDSON e ZANIEWSKI em 1994 (apud FERNANDES JR, 1994), a

avaliação funcional de uma rodovia, baseada no conceito de serventia, é voltada ao

desempenho dos pavimentos avaliada a condição da superfície de rolamento dos

veículos, principal preocupação dos usuários.


31

O desempenho é a capacidade de um pavimento servir satisfatoriamente ao tráfego

durante um dado período, que pode ser interpretado como a variação da serventia com o

tempo e/ou tráfego (figura 2.1) (FERNANDES et. al., 1995).

MOAVENZADEH (1971 apud FERNANDES JR 1994),define desempenho de um

pavimento submetido a um determinado tráfego, em um dado meio ambiente, como sua

habilidade em prover um nível de serventia aceitável, com grau específico de

confiabilidade, para um grau de manutenção determinado. A perda da habilidade de

prover o nível de serventia necessário, resultante do acúmulo de deterioração durante um

determinado período de tempo, pode ser considerado como ruptura do pavimento.

Portanto, a vida em serviço de um pavimento corresponde ao número de solicitações

necessário para que o índice de serventia atinja uma qualidade, expressa por uma nota,

por exemplo, inaceitável pelos usuários.

Figura 2.1 - Conceito de Serventia – Desempenho (FERNANDES, 1994).

CAREY & RICK (1960 apud FERNANDES JR, 1994), identificaram cinco hipóteses

fundamentais relacionadas com o conceito de serventia e desempenho dos pavimentos,

resumidos a seguir:

• o propósito principal de um pavimento é servir ao público que trafega

sobre o mesmo, com conforto e segurança;


32

• em geral, as opiniões dos usuários sobre o modo de como estão sendo

servidos pelas rodovias é subjetiva,

• no entanto, existem características das rodovias que se relacionam com

algumas características dos pavimentos passíveis de serem medidas

objetivamente;

• a serventia de uma seção de rodovia pode ser expressa através da

avaliação média de todos os usuários, baseando-se no fato que existem

diferentes opiniões entre usuários;

• admite-se que o desempenho é uma avaliação global da história da

serventia de um pavimento ao longo do tempo.

Com base nas hipóteses retromensionadas, CAREY & IRICK em (1960 apud

FERNANDES JR, 1994), desenvolveram um índice para avaliar a serventia dos

pavimentos conhecido como “Present Serviceability Rating” (PSR), que corresponde a um

valor de 0 a 5, obtido pela média das observações de 5 avaliadores capacitados. Cada

membro da equipe de avaliadores deveria ignora as condições geométricas (rampas,

raios, etc), as condições de aderência pneu/pavimento e as depressões extensas

provenientes de recalques de aterros e bueiros, devendo concentrar-se apenas no

conforto oferecido pelo pavimento, observando os ressaltos, as variações locais nos perfis

longitudinal e transversal, principalmente os provocados pelos sulcos nas trilhas de rodas.

Os principais erros sistemáticos que podem ocorrer na determinação do PSR são:

• erro na tolerância (leniência): tendência constante do avaliador de avaliar

muito alto ou muito baixo;

• efeito halo: o julgamento do avaliador é tendencioso em função de sua

impressão geral da rodovia;

• erro de tolerância central: refere-se à hesitação do avaliador em fazer

julgamento nos extremos e, portanto, conferir valores sempre próximos

da média.


33

Os estudos desenvolvidos na AASHTO Road Test permitiram estabelecer que 95% das

informações necessárias à avaliação da serventia, decorrem das irregularidades do perfil

do pavimento considerado, restando apenas 5% para os demais fatores. Desta forma, a

irregularidade é a grandeza física que melhor se correlaciona com a qualidade de

rolamento (DNER, 1998; PREUSSLER e PINTO, 2002).

A avaliação da irregularidade de pavimentos será abordada no item 2.2.5 deste capítulo.

As dificuldades devido ao custo elevado decorrente da utilização sistemática de equipes,

e também, da necessidade de agilizar o processo de avaliação, levou CAREY e IRICK em

(1960 apud FERNANDES JR,1994), a desenvolver um parâmetro para avaliar

objetivamente a serventia do pavimento, onde se investigou uma correlação entre o PSR

e parâmetros definidores da condição funcional do pavimento, denominado de “Present

Serviceability Index” (PSI). O PSI é dado conforme equação 2.1:

Sendo:

SV – variância (quadrado do “desvio padrão”) das irregularidades longitudinais

medidas com o perfilômetro da AASHTO;

C – proporção de 1 para 1.000 de áreas com trincas de classe 2 e 3;

P – proporção de 1 para 1.000 de áreas remendadas;

RD – profundidade média dos afundamentos de trilhas de roda.

Tipicamente o PSI de um pavimento novo está entre 4,5 e 4,0, sendo que 5,0 indica um

estado funcional excelente. O valor de PSI menor que 2,0 indica um pavimento ruim em

estado de funcionalidade, necessitando até a sua reconstrução total. Já um PSI entre 2,0

e 2,5 retrata um pavimento em estado regular admissível de funcionalidade, requerendo a

sua imediata restauração, a fim de elevar o seu PSI para valores próximos dos iniciais.

No Brasil, o DNIT, com base nos estudos da ASSHO Road Test, instituiu um

procedimento subjetivo através da norma DNER PRO–07/94 (revisada em 06/08/2003

(2.1)238,101,0)1log(91,103,5 RDPCSVPSI ×−+×−+−=


34

para DNIT 009/2003-PRO) (DNIT, 2003a), recebendo a nomenclatura de VSA (Valor da

Serventia Atual).

O Valor da Serventia Atual pode ser definida como sendo a medida subjetiva das

condições de superfície de um pavimento, feita por um grupo de avaliadores que

percorrem o trecho sob análise, registrando suas opiniões sobre a capacidade do

pavimento de atender às exigências do tráfego que sobre ele atua, no momento da

avaliação, quanto à suavidade e ao conforto.

Para obter o VSA, uma equipe formada por cinco avaliadores percorre o segmento da

rodovia em um veículo de passeio, trafegando a uma velocidade próxima da velocidade

limite estabelecida para o trecho. Cada avaliador atribui uma nota subjetiva que varia no

intervalo de 0 a 5. A média das notas individuais corresponde ao VSA, de acordo com os

seguintes conceitos:

Tabela 2.1 – Conceitos do Valor de Serventia Atual

Para a determinação do VSA, devem ser escolhidos segmentos homogêneos, com

extensão máxima de 2km.

Existe outro tipo de levantamento o DNIT 008/2003 – PRO (DNIT, 2003b) que tem

objetivo de analisar a condição de superfície dos pavimentos de modo contínuo,

denominado levantamento visual contínuo com o objetivo de um sistema de gerência de

pavimentos. É realizado por técnicos no interior do veículo, trafegando no trecho a uma

velocidade média de 30 a 40 km/h, em que são registradas as ocorrências dos defeitos na

faixa de rolamento. O avaliador estabelece segmentos com 1,0 km de extensão, de modo

CONCEITO VSA

Péssimo 0 a 1

Ruim 1 a 2

Regular 2 a 3

Bom 3 a 4

Ótimo 4 a 5


35

a anotar as ocorrências preponderantes que ocorrem na superfície do pavimento. A

freqüência dos defeitos e os pesos correspondentes proporcionam o cálculo do índice de

Gravidade Global Expedito (IGGE).

Para cada um dos defeitos de um determinado segmento, devem ser anotadas as

freqüências ditas altas (A), médias (M) ou baixas (B), e as severidades, em ordem

crescente de graduação, (1), (2) ou (3).

O técnico atribui também uma nota de 0 a 5 ao trecho, relativa ao conforto e à segurança

do usuário, denominado Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF), que se

assemelha ao PSI adotado pela AASHTO ou VSA (valor da serventia atual).

O Índice de Condição do Pavimento Flexível (ICPF) é estimado com base na avaliação

visual do pavimento, classificando a superfície do segmento segundo conceitos de

excelente a péssimo, tendo em vista a aplicabilidade das medidas de manutenção

determinadas pelo profissional avaliador. A variação mínima do valor Índice é de meio

ponto (PREUSSLER e PINTO, 2002).

Tabela 2.2 – Tipos de serviços em função do ICPF (DNIT, 2003b).

O cálculo do IGGE (Índice de Gravidade Global Expedito) é feito utilizando-se a seguinte

fórmula:

Sendo:

- Ft, Pt = Freqüência e Peso do conjunto de trincas t:

CONCEITO DESCRIÇÃO ICPF

Excelente Necessita apenas de conservação rotineira 4,5-5,0

Bom Aplicação de micro revestimento – Desgaste superficial, trincasnão muito severas em áreas não muito extensas

3,5-4,0

RegularCorreção de pontos localizados ou recapeamento – pavimentotrincado, com “panelas” pouco freqüentes e com irregularidadelongitudinal e/ou transversal.

2,5-3,0

MauRecapeamento com correções prévias – defeitos generalizadoscom correções prévias em áreas localizadas – remendossuperficiais profundos

1,5-2,0

Péssimoreconstrução – defeitos generalizados com correções prévias em toda a extensão. deterioração do revestimento e das demaiscamadas – infiltração de água e descompactação.

0,0-1,0

)()()( PprxFprPoapxFoapPtxFtIGGE ++= (2.2)


36

TR – Trincas isoladas

TJ – Trincas interligadas tipo jacaré

TB – Trincas interligadas tipo bloco

- Foap, Poap = Freqüência e Peso do conjunto de deformações:

AF – Afundamento plástico e trilhas de rodas

ON – Ondulações

- Fpr, Ppr = Freqüência (quantidade por km) e Peso do conjunto de panelas e

remendos:

P – Panelas

R – Remendos

As tabelas 2.3 e 2.4 fornecem o valor dos pesos para o cálculo do IGGE em função da

freqüência e da gravidade de ocorrências de defeitos.

Tabela 2.3 – Critérios para determinação do IGGE (DNIT, 2003b).

Tabela 2.4 – Pesos para o cálculo do IGGE (DNIT, 2003b).

Gravidade Pt Poap Ppr

3 0,65 1,00 1,00

2 0,45 0,7 0,80

1 0,30 0,6 0,70

Panelas (P) e Remendos (R)

FreqüênciaFator Fpr

Quantidade/kmGravidade

A – ALTA > 5 3

M – MÉIDA 2 – 5 2

A – ALTA < 2 1

Demais defeitos (trincas, deformações)

Freqüência Fator Ft e Foap Gravidade

A – ALTA > 50 3

M – MÉIDA 50 – 10 2

A – ALTA < 10 1


37

A partir desses levantamentos, foi estabelecido o IES (índice do Estado de Superfície)

que é um valor, compreendido entre 0 e 10, que cresce na medida em que aumenta a

incidência e a severidade dos defeitos de superfície, tendo sido concebido para sintetizar

os resultados dos inventários de condição de superfície, com base nos critérios da tabela

2.5.

Tabela 2.5 – Faixa, valores, códigos e conceitos de IGGE, ICPF e IES (DNIT, 2003a).

2.2.2 – Técnica de Avaliação Objetiva

A avaliação objetiva é compreendida pelo processo que busca definir o nível de serventia

dos pavimentos rodoviários através do inventário das degradações superficiais e

geométricas existentes.

No Brasil, existem duas normas uma é o procedimento DNER PRO-08/94 (revisada em

06/08/2003 para DNIT 006/2003-PRO),(DNIT, 2003c) que foi desenvolvido a partir dos

estudos realizados pelo Profo Armando Martins Pereira, no qual é estabelecida uma

metodologia para a quantificação numérica dos defeitos. Neste inventário são avaliados e

quantificados os tipos de defeitos superficiais ocorrentes: trincas, panelas, remendos,

desgaste, exsudação, etc. Através do cálculo das freqüências absoluta e relativa de

ocorrência individual de cada defeito detectado em área amostral por estaca, calcula-se o

Índice de Gravidade Global (IGG) que corresponde a soma dos índices individuais,

DESCRIÇÃO IES CÓDIGO CONCEITO

IGGE < 20 e ICPF > 3,5 0 A ÓTIMO

IGGE < 20 e ICPF < 3,5 1

BBOM

20 < IGGE < 40 e ICPF > 3,5 2

20 < IGGE < 40 e ICPF < 3,5 3C REGULAR

40 < IGGE < 60 e ICPF > 2,5 4

40 < IGGE < 60 e ICPF < 2,5 5D RUIM

60 < IGGE < 90 e ICPF > 2,5 7

60 < IGGE < 90 e ICPF < 2,5 8E PÉSSIMO

IGGE > 90 10


38

traduzindo a serventia do pavimento existente. E a outra, é a especificação DNER ES-

128/94 (revisada em 06/08/2003 para DNIT 007/2003-PRO), (DNIT, 2003d) proposta pelo

IPR/DNER, elaborado para fins de gerência de pavimentos. Esta norma PRO 007

consiste na medida das dimensões dos defeitos dentro da área amostral das estações.

2.2.3 – Índice de Degradação

Segundo MARCON (1996), um índice de degradação pode ser definido como sendo um

valor numérico obtido através da atribuição de escala de valores e fatores de ponderação

para cada tipo de defeito avaliado. Variam dentro de limites definidos, o que permite

estabelecer faixas que qualificam as condições gerais dos pavimentos e

conseqüentemente a medida de manutenção mais adequada. Com respeito à escala

merece ressaltar que pode ser crescente em função do aumento de defeitos ou

decrescente. Afirma ainda o autor que a elaboração de índices de degradação é uma

tarefa complexa envolvendo vários componentes como seleção das variáveis envolvidas,

definição dos fatores de ponderação, escolha das escalas e finalidade do índice.

Os índices de degradação são determinados em função de parâmetros inerentes a cada

método utilizado, a exemplo, cita-se: o Índice de Gravidade Global – (IGG) (DNIT

006/2003-PRO), os índices de degradação “Pavement Condition Index” (SHANIN e

WALTER, 1991), o Índice Global de Degradação (AUTRET e BROUSSE, 1991) e outros

índices de degradação que fazem uso dos defeitos de superfície e outros fatores como

irregularidade (PRAKASH et. al., 1994), deflexão e irregularidade (GONTIJO et.al., 1994).

2.2.4 – Levantamento dos Defeitos de Superfície

Segundo VILLIBOR et. al. (2000), uma das mais importantes avaliações de pavimento é o

levantamento das condições superficiais, que espelham diretamente as condições

funcionais e subjetivamente as estruturais.

2.2.4.1 – Objetivo do Levantamento de Defeitos de Superfície

A presença de um defeito de superfície num pavimento deve ser caracterizado

adequadamente, a fim de permitir a tomada de decisões eficazes quanto à sua

restauração satisfazendo o binômio técnico-econômico.


39

Segundo autores como GORDON et al. (1985), AASHTO (1993), GRIVAS et al. (1991),

BARROS (1991) PRAKASH et al. (1994) e HASS et al. (1994 apud MARCON, 1996), as

avaliações têm as seguintes finalidades:

a) determinação da condição atual de um trecho ou de uma rede de

pavimentos;

b) elaborações de curvas de previsão de deterioração a partir do

momento que se disponha de um conjunto apropriado de dados de

levantamentos de defeitos.

c) identificação das necessidades atuais e futuras de rede, quanto à

manutenção com base na velocidade de deterioração determinada

por curvas de previsão;

d) estabelecimento de prioridades na programação de investimentos sob

restrição orçamentária;

e) determinação da eficácia das alternativas de intervenção de

manutenção, permitindo a seleção adequada da solução a ser

empregada;

f) verificações das prováveis causas de acidentes;

g) definição de trechos homogêneos para fins de projeto e seleção de

alternativas;

h) detecção de mudanças de condições entre duas avaliações

periódicas;

i) definição das causas dos defeitos, fatores ambientais, cargas,

problemas construtivos, materiais, etc, com vistas à política de

manutenção como sugerido em CARDOSO et al. (1993).

2.2.4.2 – Caracterização e Tipos de Defeitos Levantados

A caracterização dos defeitos de superfície é uma ferramenta importante para a definição

da condição de um pavimento, pois reflete a situação atual na qual se encontra a

estrutura. Um defeito é tido como sendo de classe estrutural quando é associado à perda


40

da capacidade de suporte do pavimento em suportar as cargas a ele impostas. Já os

defeitos de classe funcional estão ligados à qualidade de rolamento, segurança e

conforto. Salienta-se que os defeitos estruturais tendem a apresentar problemas de ordem

funcional, no entanto, eventualmente alguns pavimentos com alguns defeitos de ordem

funcional podem estar estruturalmente íntegros.

Cada uma das classes, funcional ou estrutural, pode apresentar diversos tipos de

defeitos, sendo resultado de uma ou mais causas (umidade, drenagem, temperatura,

carregamento). Portanto, os inventários de defeitos devem fornecer informações quanto

ao tipo, a severidade e a intensidade de cada um dos defeitos, a fim de permitir a

determinação das causas que levaram a estrutura à deterioração e buscar a melhor

alternativa para a restauração do pavimento (DNER, 1998).

Segundo SHANIN & KOHN (1979), EPPS & MONISMITH (1986), AASHTO (1993),

AUTRET & BROUSSE (1991) e GRIIVAS et. al (1991 apud MARCON, 1996), são três os

requisitos para a caracterização de um defeito:

1) tipo: identificação do defeito, procurando classificá-lo pelo mecanismo

causador;

2) severidade: anotação da progressão do defeito a fim de determinar o

grau de deterioração;

3) densidade: avaliação da extensão relativa de área do pavimento atingida

por cada defeito e respectiva severidade.

É importante compreender alguns conceitos inerentes à terminologia dos defeitos, para

que sejam corretamente identificados. Existem muitas vezes dificuldades na classificação

dos defeitos, seja por sua morfologia ou por sua gênese, que poderão ser agravadas em

função da falta de controle tecnológico durante a fase de execução do pavimento. Isto

pode contribuir para que diversas causas concorram, simultaneamente para a

manifestação de um defeito. Portanto, deve-se distinguir a morfologia de um defeito da

sua gênese, onde a primeira está relacionada com a forma de um dado defeito e a

segunda refere-se as possíveis causas inerentes ao referido defeito.


41

Segundo MARCON (1996), na avaliação de superfície de pavimentos os defeitos são

registrados ou anotados de acordo com o método utilizado. Este por sua vez é,

geralmente, elaborado para atender fins específicos como projeto, programação de

manutenção, modelos de desempenho e gerência de pavimentos.

No Brasil, os defeitos normalmente levantados são aqueles descritos na Norma DNER

TER-01/78 (revisada em 06/08/2003 para DNIT 005/2003-TER) (DNIT, 2003e) esta

terminologia define os termos empregados nos defeitos que ocorrem nos pavimentos

flexíveis e semi-rígidos, conforme tabela 2.6. Segundo (DNER, 1998), os tipos e classes

dos defeitos de superfície em pavimentos com revestimentos asfálticos estão listados na

tabela 2.7. Algumas das possíveis causas de defeitos de superfície em pavimentos

asfálticos que afeta o seu desempenho e acelera a sua deterioração estão listados na

tabela 2.8. No entanto faltam alguns tipos de defeitos nesta lista, especificamente no que

concerne aos revestimentos constituídos de tratamento superficial.


42

Tabela 2.6 – Resumo dos defeitos com sua codificação e classificação (DNIT, 2003e)


43

Tabela 2.7 – Tipos e classes dos defeitos de superfície em pavimentos com revestimentos

asfálticos (DNER, 1998)

Na tabela 2.7 algumas ressalvas são importantes com relação a classe de defeito

atribuída ao trincamento por fadiga e depressões, em que são classificados

estruturalmente dependendo do nível de severidade, tal assertiva não está correta, pois

estes defeitos sempre são de ordem estrutural. Quanto à classificação do tipo de defeito

agregados polidos não ser funcional também está incorreta, pois pode tornar a superfície

do pavimento em épocas chuvosas bastante escorregadia gerando insegurança ao

usuário.

TIPO DE DEFEITIOCLASSE DE DEFEITO

FUNCIONAL ESTRUTURALTrincamento por fadiga S DTrincamento em bloco S D

Trincamento longitudinal S D

Trincamento transversal S D

Trincamento na borda S D

Trincamento parabólico S D

Depressão N D

Afundamento nas trilhas de roda D S

Corrugação N S

Escorregamento D S

Desgaste D S

Exsudação N S

Agregados polidos N S

Remendos S S

Panelas S S

Desnível entre pista e acostamento N S

Separação entre pista e acostamento N S

Bombeamento S SLegenda:S - simN-nãoD- depende do nível de severidade


44

Tabela 2.8 – Alguns fatores que afetam no desempenho e na deterioração dos

pavimentos asfálticos (DNER, 1998)

Dois pontos de suma importância merecem consideração na avaliação de superfície, são

eles: a área de amostragem e confiabilidade.

CAUSAS GENÊRICAS CAUSAS ESPECÍFICASTIPOS DE DEFEITOS

ENCONTRADOS

Relacionados com o

tráfego

Cargas repetidas (fadiga) Trincas

Carga excessivaRuptura do

revestimento

Escorregamento de capa Trincas côncavas

Fluência plásticaDeformação por

deslocamento da capa

Densificação (compactação) Trilhas de roda

Relacionados com o

clima

Mudanças de umidade retração ou

expansãoTrincas

Relacionados com o

método de construção

Compactação com temperatura

inadequadaTrincas

Pouca compactação Deformações

Relacionados com os

materiaisFalta de qualidade dos materiais

Trincas

Depressão

Trilhas de roda

Corrugação

Escorregamento

Desgaste

Exsudação

Agregados polidos

Remendos

Panelas

Desnível entre a pista

e o acostamento

Bombeamento


45

a) Área de Amostragem

A avaliação de superfície de um pavimento pode ser feita de duas formas: contínua ou por

amostragem, a primeira é quando se considera toda a área do pavimento de forma

contínua, a segunda trata-se da avaliação de apenas partes da área do pavimento

avaliado.

Podem ser feitos os seguintes comentários com relação aos dois tipos de procedimento:

• quando o levantamento é realizado de forma contínua se utiliza

normalmente equipamento de filmagem ou fotográfico, ou o avaliador

desloca-se com um veículo; por outro lado a opção de avaliação por

amostragem é realizada preferencialmente a pé;

• quando o levantamento é realizado por amostragem, divide-se todo o

trecho em seções. Seleciona-se um número limitado de seções inteiras

(SHANIN e WALTER, 1990). Ë importante também, que a área

amostrada seja suficiente para não provocar erros de interpretação e a

determinação do posicionamento das amostras ao longo deve ter caráter

aleatório (HASS et. al. 1994).

• a quantidade de área a ser amostrada merece atenção especial nos

seguintes pontos principais:

- finalidade: o tamanho da amostra para a utilização em

projetos de manutenção deve ser maior do que aqueles

destinados à gerência de pavimentos;

- custos: o crescimento da área amostrada aumenta

concomitantemente os gastos com pessoal e

equipamento.

Atualmente nos métodos vigentes normatizados pelo DNIT para a avaliação de superfície

a área avaliada é variável. Quanto a área de amostragem as normas do DNIT, se referem

aos seguintes percentuais:


46

• o procedimento DNIT 006/2003 – PRO (DNIT, 2003b) considera 15% da

área total avaliada;

• o procedimento DNIT 007/2003 – PRO (DNIT, 2003c) considera 1,8%

para os segmentos de 20 km a 12% para segmentos homogêneos de

300 m.

Estes métodos citados serão detalhados no item 2.2.4.3. Quanto à área de amostragem

alguns autores fazem as seguintes considerações:

• CENEK et. al. (1994 apud MARCON, 1996), relatam que na Nova

Zelândia o percentual de área amostrada para a gerência de pavimentos

corresponde a 10%.O mesmo percentual é sugerido em Gordon et. al.

(1995).

• EPPS e MONISMITH (1986 apud MARCON, 1996), recomendam a

avaliação de pelo menos três amostras por milha para estimar a

condição de um segmento e no mínimo 25% da área do pavimento para

decisões de projeto.

• SHANIN & WALTER (1990 apud MARCON, 1996), discorrem que o

Sistema de Gerência de Manutenção de Pavimentos utiliza percentual

variável de amostras entre 10% e 25% em nível de rede, em nível de

projeto a área amostrada varia de acordo com o erro permitido e a

variabilidade do defeito observado.

b) Confiabilidade

Segundo os autores EPPS & MONISMITH (1986), GRIVAS et. al. (1991), LIVENEH (1994

apud MARCON, 1994), a ocorrência de erros de cada avaliador e a discrepância de

resultados entre avaliadores é um fato constatado em todas as aplicações dos métodos

existentes. Na consideração deste assunto, é importante a análise de alguns tópicos

gerais:

• qualidade dos dados depende de fatores como:


47

- precisão – está relacionada aos erros cometidos nas

medidas;

- repetibilidade - diz respeito à capacidade de obter

resultados idênticos repetindo várias vezes uma medida

por um avaliador;

- reprodutibilidade- diz respeito à capacidade de diferentes

avaliadores obterem o mesmo resultado.

• devem ser considerados também os erros cometidos pelos avaliadores

e cujas causas são próprias dos indivíduos. Segundo GORDON (1985

apud MARCON, 1996), os erros de avaliação intrínsecos às pessoas

são:

- leniência- é a tendência constante de avaliar muito alto ou

muito baixo, por qualquer razão;

- tendência central- é a hesitação do avaliador em fazer

julgamentos nos extremos e portanto conferir sempre

valores próximos à média;

- efeito ralo- o julgamento do avaliador é contaminado por

critérios irrelevantes, que constituem o que pode ser

chamada de impressão geral das condições da rodovia.

Este erro é o mais provável no julgamento de defeitos

menos freqüentes;

- lógica de avaliação- é atribuído a pressuposições lógicas

na mente do avaliador. É coerência lógica aparente de

vários parâmetros independente da seção da rodovia, por

exemplo, a coerência atribuída a remendo e

irregularidade;

- proximidade- é atribuído à avaliação de dois parâmetros

que estão fisicamente próximos a tempos distintos, por

exemplo, a avaliação de quebra de borda e condição do


48

acostamento deve ser separada no tempo durante uma

avaliação;

• A garantia da qualidade dos dados pode ser obtida repetindo o

levantamento de 2 a 3% da amostra avaliada. Este procedimento deve

ser executado por uma equipe especial, e após o término dos

levantamentos;

O treinamento dos avaliadores é, sem dúvida, a melhor maneira de aumentar a

confiabilidade dos dados. Esta atividade pode ser executada através de atividades de

trabalho, juntando o conhecimento recebido à prática.

2.2.4.3 – Métodos de Levantamento de Defeitos de Superfície

Os métodos de levantamentos de defeitos de superfície possuem a finalidade de

quantificar e qualificar o tipo, severidade e a densidade de cada defeito que surge na

superfície do pavimento.

Os levantamentos de defeitos de superfície podem ser executados por duas técnicas

distintas (AASHTO, 1990; HASS et. al. 1994; LIVNEH, 1994; GORDON et. al., 1995 apud

MARCON 1996) e DNER (1998), através de levantamentos manuais (de alta ou baixa

velocidade do veículo) ou levantamentos automatizados.

No levantamento manual a equipe é normalmente formada por duas ou três pessoas, um

veículo de passeio e equipamentos para conduzir o levantamento.

O deslocamento do avaliador sobre o pavimento pode ser de duas maneiras:

a) a pé quando o avaliador caminha sobre ou ao lado da superfície

considerada;

b) através de um veiculo que trafega em velocidade adequada, que

permita ao avaliador fazer todos os registros necessários. Segundo

alguns autores, as velocidades normalmente são baixas, de 4 a 10

milhas/hora, de 6,4 a 16 km/h (HASS et al, 1994), de 10 a 20 km/h


49

(GONTIJO et al., 1994 ), de 20 a 30 km/h (AUTRET e BROUSSE,

1991 ), de 3 a 10 km/h (DNER, 1998).

No levantamento automatizado os defeitos de superfície são registrados através de vídeo-

filmagens, com emprego de câmaras de alta precisão instaladas na região frontal ou

traseira do veículo, podendo realizar o levantamento visual contínuo dos defeitos

ocorrentes na superfície do pavimento (com processamento posterior de imagens), bem

como, o cadastro de elementos da rodovia tais como acostamentos, sinalização,

defensas, dispositivos de drenagem, etc.

Existem vários métodos nacionais e internacionais de levantamento de defeitos de

superfície, a seguir serão apresentados sucintamente os métodos mais conhecidos.

O DNIT possui duas normas para a realização objetiva das condições de superfície de

pavimentos flexíveis ou semi-rígidos, que são:

a) DNIT 006/2003-PRO

Esta metodologia baseou-se no “Severity Index” utilizado no Canadá pelo “Saskatchewn

Departmenrt of Highways and Transportion”, que foi adaptado pelo Profo Armando Martins

Pereira como já comentado no item 2.2.2. A sua sistemática permite determinar o Índice

de Gravidade Global – (IGG). Como este procedimento foi utilizado nesta pesquisa, para

o levantamento dos defeitos de superfície, a seguir será detalhada conforme especifica a

sua Norma.

a.1) Localização das Superfícies de avaliação

As superfícies de avaliação devem seguir o seguinte critério:

• nas rodovias de pista simples, a cada 20m alternados em relação ao eixo

da pista de rolamento (40 m em 40 m em cada faixa de tráfego);

• nas rodovias com pista dupla, a cada 20m, na faixa de tráfego mais

solicitada de cada pista.


50

a.2) Demarcação das Superfícies de avaliação

As superfícies de avaliação devem ser demarcadas sobre o pavimento, por meio de

pintura com tinta de demarcação. Cada estação recebe o número correspondente à

estaca ou distância ao marco quilométrico, número este a ser pintado junto à borda do

revestimento.

A demarcação citada deve ser feita com um gabarito apropriado, constando em cada

caso, de um traço de 0,30 m x 0,025 m, coincidente com a seção transversal, tendo sua

extremidade externa distante 0,06 m da borda do revestimento da pista de rolamento.

Devem ser pintados mais dois traços, um 3,00m avante e outro 3,00m à ré.

a.3) Medida das Flechas

As flechas devem ser medidas em milímetros, em cada estação demarcada, utilizando-se

a treliça conforme figura 2.2. Estas medidas são executadas nas trilhas de roda interna

(TRI) e externa (TRE), anotando-se o maior valor medido em cada trilha. Caso a estação

apresente remendo ou panela que inviabilize a medida da flecha, a treliça pode ser

deslocada, com a condição de se obter uma flecha no interior da área previamente

demarcada.


51

Figura 2.2 - Treliça para a medição das flechas nas trilhas de roda (DNIT, 2003b).

a.4) Inventário das Ocorrências (Defeitos)

Em cada área demarcada deve ser anotada (ver tabela 2.9) a presença de todas as

ocorrências no pavimento segundo (DNIT, 2003b), com as seguintes particularidades:

• Para efeito desta Norma todas as Trincas Isoladas serão anotadas como

do Tipo l.

• Os Remendos Superficiais e Remendos Profundos serão anotados como

Remendos - R.

• Deve ser anotado, ainda, o tipo de seção de terraplenagem ocorrente na

estação de avaliação (A = Aterro, C = Corte, SMA = Seção mista, lado de


52

aterro, SMC = Seção mista, lado de corte, CR = Corte em rocha, PP =

Ponto de passagem).

Tabela 2.9 – Planilha de Inventário do Estado de Superfície do Pavimento (DNIT, 2003b).

Tabe

la 2

.9 –

Pla

nilh

a de

Inve

ntár

io d

o E

stad

o de

Sup

erfíc

ie d

o P

avim

ento

(DN

IT, 2

003b

).


53

a.5) Cálculos das Freqüências Absolutas e Relativas

Para as ocorrências a seguir listadas, de acordo com a codificação da Norma DNIT

005/2003-TER (DNER, 2003d) devem ser calculadas as freqüências absolutas e relativas

das ocorrências inventariadas (ver tabela 2.10):

• Tipo l - Trincas Isoladas (FI, TTC, TTL, TLC, TLL e TRR);

• Tipo 2 - FC-2 (J e TB);

• Tipo 3 - FC-3 (JE e TBE);

• Tipo 4 - ALP e ATP;

• Tipo 5 - O e P;

• Tipo 6 - EX;

• Tipo 7 - D;

• Tipo 8 - R.

A freqüência absoluta (fa) corresponde ao número de vezes em que a ocorrência foi

verificada. A freqüência relativa (fr) é obtida através da fórmula:

Sendo:

fr – freqüência relativa;

fa – freqüência absoluta;

n – número de estações inventariadas.

(2.3)n

fafr 100×=


54

Tabela 2.10 – Planilha de Cálculo do Índice de Gravidade Global (DNIT, 2003b).Tabe

la 2

.10

–P

lani

lha

de C

álcu

lo d

o Ín

dice

de

Gra

vida

de G

loba

l (D

NIT

, 200

3b).


55

a.6) Cálculos dos Parâmetros das Flechas Medidas

Para as flechas medidas, devem ser calculados os seguintes parâmetros (ver tabela

2.10):

• para as rodovias de pista simples, a média ( X ) e a variância (S2) das

flechas medidas nas TRI e TRE de ambas as faixas de tráfego. No caso

de “terceiras faixas”, estes parâmetros devem ser considerados

separadamente;

• para as rodovias de pista dupla, a média ( X ) e a variância (S2) das

flechas medidas nas TRI e TRE das faixas de tráfego mais solicitadas de

cada pista, separadamente.

As fórmulas utilizadas para o cálculo da média e da variância dos valores das flechas TRI

e TRE são as seguintes:

Sendo:

Χ – média aritmética dos valores das flechas medidas (TRI e TER);

S – Desvio padrão dos valores das flechas medidas (TRI e TER);

S2 – variância.

nxi∑=Χ (2.4)

1)( 2

−−

= ∑n

xxs i (2.5)


56

a.7) Índice de Gravidade Global

Para cada uma das ocorrências inventariadas, deve ser calculado o Índice de Gravidade

Individual (IGI), pela fórmula:

Sendo:

fr - freqüência relativa;

fp - fator de ponderação, obtido de acordo com a tabela 2.11.

Tabela 2.11 – Valor do fator de ponderação (DNIT, 2003b).

Para a média aritmética das médias das flechas e para a média aritmética das variâncias

das flechas, o fator de ponderação a utilizar depende do valor das médias aritméticas,

conforme o critério a seguir explicado:

• quando a média aritmética das médias das flechas for igual ou inferior a

30, o fator de ponderação é igual a 4/3; quando superior a 30, o Índice de

Gravidade Individual é igual a 40;

pr ffIGG ×= (2.6)


57

• quando a média das variâncias das flechas for igual ou inferior a 50, o

fator de ponderação é igual a 1 (um); quando superior a 50, o Índice de

Gravidade Individual é igual a 50.

O procedimento em questão possui a finalidade de conferir ao pavimento inventariado, um

conceito que retrate o grau de degradação atingido pelo mesmo, onde na tabela 2.12

constam as correspondências entre os conceitos e a faixas de IGG determinadas.

Tabela 2.12 – Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG (DNIT, 2003b)

b) DNIT 007/2003-PRO

Segundo GONTIJO et. al. (1994), a especificação de serviço DNER ES 128/83, foi

proposta pelo IPR para levantamento da condição de superfície, referindo-se ao caso

específico de avaliação de segmentos-testemunha selecionados para a gerência de

pavimentos flexíveis e semi-rígidos em nível de rede. Citam ainda os autores que, desta

forma, não se presta este tipo de levantamento para avaliações de pavimentos em nível

de projeto. Porém, como já mencionado, a citada Norma foi revisada para o procedimento

DNIT 007/2003-PRO, onde o seu objetivo foi ampliado para a sua utilização em estudos e

projetos.

No caso do DNIT 007/2003-PRO, uma vez identificado o trecho no PNV (Plano Nacional

Viário), deve ser dividido de forma subjetiva os subtrechos de comportamento homogêneo

apresentando extensões não superiores a 20 km e o número de subtrechos, em um

trecho unitário do PNV, pode variar de 1 a 9. A extensão mínima do subtrecho

homogêneo é de 300 m. A extensão total de um subtrecho homogêneo deve localizar-se

Conceitos Limites

Ótimo 0<IGG<20

Bom 20<IGG<40

Regular 40<IGG<80

Ruim 80<IGG<160

Péssimo IGG> 160


58

dentro da jurisdição de uma só UNIT – Unidade de Infra-Estrutura Terrestre (ver figura

2.3). Seguidamente são identificados três segmentos-testemunha com 100m de extensão,

dispostos ao início, meio e fim de cada subtrecho homogêneo.

Figura 2.3 – Identificação dos segmentos homogêneos, tipos de trincas e modo de

medição (DNIT, 2003c)

Finalmente, faz-se o inventário de defeitos marcando nos subtrechos homogêneos seis

“superfícies de avaliação”, distribuídas, duas a duas, ao longo dos três segmentos de 100

m, designadas de A a F, conforme tabela 2.13. Nas escalas longitudinal e transversal uma

divisão do gráfico corresponde a 0,25 m de via. Para a medição das flechas nas trilhas de

roda interna e externa, utiliza-se a mesma treliça do DNIT 006/2003-PRO (ver figura 2.2)


59

Tabela 2.13 – Ficha para o levantamento da condição de superfície método PRO 006

(DNIT, 2003c).

Neste procedimento o cálculo das porcentagens de trincamento e desgaste é efetuado

através das equações 2.7 e 2.8.


60

Sendo:

TR – trincamento, em %;



P – área de panelas;

R – área de desgaste;

S – superfície de avaliação, m2;

Sendo:

D – desgaste, em %;

S – superfície de avaliação, m2;

c) DNER/Dynatest (DNER/DYNATEST 1991 apud MARCON, 1996)

Esta metodologia foi utilizada em 1991 para avaliação de pavimentos com a finalidade de

implantar um sistema de gerência de pavimentos para as rodovias federais, com as

seguintes características:

• a avaliação é feita de modo contínuo com o veículo trafegando a uma

velocidade de 20 a 40 km/h. com os defeitos sendo registrados

manualmente;

• são registrados os tipos e densidades dos defeitos;

• o avaliador, em função dos defeitos encontrados, estima o ICPF (Índice

de Condição do Pavimento Flexível), a cada quilômetro de extensão

avaliada, preferencialmente. A extensão pode chegar a até 6 km se o

pavimento for homogêneo.

(2.7)( ) 10032(%) ×++−+−=S

RPFCFCÁreaTR

(2.8)

( ) 100(%) ×=S

DÁreaD


61

d) Método PARAGON (GONTIJO et. al., 1994 apud MARCON, 1996)

Este método foi elaborado baseando-se nos princípios de avaliação desenvolvidos pelo

Profo Armando Martins Pereira em 1976, tendo os seguintes pontos a destacar:

• é aplicável a pavimento de concreto asfáltico e tratamentos superficiais;

• a avaliação é feita de modo contínuo com o veículo trafegando a uma

velocidade operacional de 10 a 20 km/h;

• são registrados os tipos e severidades dos defeitos;

• com os dados dos defeitos, somados aos de irregularidade e deflexão,

são calculados o índice de degradação superficial (ICDE), o índice de

deformação permanente (ICDP) e o índice deformabilidade elástica

(ICDE). Por último, é calculado o índice de serventia PARAGON (ISP)

em função dos três índices anteriores;

• o calculo dos índices para um trecho é feito para segmentos de 20 m,

divididos em semi-intervalos de 1,0 m.

e) Método VIZIR (AUTRET & BROUSSE, 1991 apud PRESTES (2001)

O Laboratoire Central des Ponts et Chaussées (LCPC) publicou em 1972 um primeiro

catálogo de defeitos de pavimentos estabelecido pelo Centro Coordenador de Trapes

(CCT), com a ajuda dos engenheiros dos “Pontos de Apoio ao Reforço” (PAR) dos

Laboratórios Regionais (LR). Este catálogo, seguido em 1977 pelo Guia de Avaliação de

Pavimentos Flexíveis, apresenta um capítulo tratando da classificação dos levantamentos

e da quantificação dos defeitos da superfície dos pavimentos. O objetivo dos estudos

conduzidos neste âmbito foi de detectar o dano bem antes que ele precise das

reparações (manutenção preventiva) para poder planejar a manutenção.

O método inicia inventariando os defeitos, fazendo referência à sua extensão e à sua

severidade. O levantamento dos defeitos dos pavimentos varia desde 1 para os melhores

pavimentos até 7 para os péssimos.


62

As características mais importantes são:

• a avaliação é feita de forma contínua, manualmente ou através do

aparelho DESY 2000;

• o avaliador pode deslocar-se a pé ou com um veículo trafegando a uma

velocidade de 20km/h;

• são registrados os tipos, severidades e extensões dos defeitos;

• o método é aplicável a pavimentos flexíveis;são calculados os índices de

fissuração (lf) e de deformação (ld) e com estes dois o índice global de

degradação (ls). Nos cálculos dos índices, o pavimento é secionado em

segmentos de 500 m para gerência de rede e de 200 m para projeto.

Tabela 2.14 – Tipos de defeitos e respectivos níveis de severidade no método VIZIR

(PRESTES, 2001)


63

f) Método SHRP ( SHRP, 1987 apud PRESTES, 2001)

Em 1987, o programa de pesquisa estratégica de rodovias começou o maior e mais

abrangente teste de comportamento do pavimento da história: o Programa de

Desempenho dos Pavimentos em Longo Prazo (LTPP). Durante os 20 anos do programa,

as agências de rodovias nos Estados Unidos e 15 outros países coletaram dados sobre

condição do pavimento, clima, volume de tráfego e cargas por mais de mil seções de

pavimento. Tais informações possibilitarão que engenheiros de pavimentos planejem

rodovias melhores e mais duráveis.

O manual de identificação de defeitos para o plano de avaliação do comportamento dos

pavimentos em longo prazo foi desenvolvido para oferecer ao programa uma base

uniforme para coletar dados sobre defeitos.

O mecanismo de avaliação analisa defeitos superficiais do pavimento. As distintas falhas

são avaliadas numa escala de acordo com o tipo do pavimento. A tipificação, o grau de

severidade e a extensão são os elementos essenciais na avaliação. Cada um deles é

apreciado numa escala de acordo com o tipo de superfície de rolamento, objeto da

análise. Todos estes tipos de defeitos descritos acima possuem níveis de severidade do

tipo baixo, médio e alto.

g) PCI – Pavement Condition Index (PRAKASH et. al., 1994) apud MARCON(1996)

Este método elaborado e aplicado pelo Ministério dos Transportes de Ontário - Canadá,

normatizado pela ASTM D 5340, tem os seguintes pontos principais a destacar:

• são registrados os tipos, severidades e densidades dos defeitos;

• com os dados de defeitos é calculado o índice de manifestação de

defeitos (DMI-Distress Manifestation lndex);

• junto com os defeitos é avaliada também a condição de rolamento,

através da qual é calculado o índice de condição de rolamento (RCI –

Ride condition lndex);


64

• com os dois índices anteriores é calculado o índice de condição do

pavimento (PCI-pavement condition lndex).

h) PC – Pavement Condition Index (SINHIN & WALTER, 1990 apud MARCON, 1996)

Este método foi elaborado pelo Corpo de Engenheiros do Exército do Estados Unidos

e tem as seguintes características principais:

• a avaliação da superfície é feita por amostragem;

• o levantamento é feito a pé e manualmente, e os defeitos registrados em

uma planilha;

• são registrados os tipos , severidades e densidades dos defeitos;

• com base nos defeitos avaliados é calculado o índice de condição do

pavimento (PCI- pavement condition index);

• o método é aplicado a pavimentos flexíveis e rígidos.

2.2.5 – Avaliação de Irregularidades de Pavimentos

Segundo GONTIJO et. al. (1994), na complementação da avaliação funcional de

pavimentos, outro universo a ser considerado refere-se às características das

deformações em perfil, traduzidas pelas deformações permanentes exteriorizadas pelo

pavimento.

Segundo HASS (et al., 1994 apud MARCON, 1996), a irregularidade afeta principalmente

o custo dos usuários através de maiores gastos com a manutenção dos veículos e maior

tempo de viagem, além do desconforto e insegurança. É um tipo de defeito que engloba

todas as distorções da superfície do pavimento, que podem provocar o deslocamento

lateral e vertical do veículo. O deslocamento vertical é provocado pelas distorções

longitudinais, sendo o principal fator de desconforto do usuário. O deslocamento lateral é

gerado pelas curvas horizontais e pelas elevações transversais diferenciadas do

pavimento. A maioria dos veículos (aproximadamente 70%) trafegam em trilha bem


65

definida da rodovia e o grau de percepção da irregularidade do pavimento pelo usuário

depende da velocidade do veículo (Hass et al., 1994). Por isso, estes fatores devem ser

considerados no momento da avaliação da irregularidade de um pavimento.

As distorções da superfície são causadas pelas cargas do tráfego que provocam

deformações permanentes, por falhas construtivas ou ainda pela movimentação das

camadas de fundação do pavimento.

Desta forma, a irregularidade de um pavimento pode vir a se constituir, mesmo

isoladamente, num parâmetro definidor do seu índice de serventia.

Existem dois tipos de irregularidades de pavimento, são elas:

• a irregularidade transversal, atribuída à fluência plástica ou à

consolidação diferencial de uma ou mais camadas do pavimento e/ou do

solo de fundação, ocorrentes nas trilhas de roda,e

• a irregularidade longitudinal, atribuída aos afundamentos plásticos ou de

consolidação, localizados ou generalizados, associados a outros defeitos

tais como as ondulações e corrugamentos (GONTIJO, et. al., 1994).

O Perfil Transversal de um pavimento é útil principalmente para a verificação de

deformações superficiais plásticas que se formam normalmente nas trilhas de roda devido

à ação do tráfego e que apresentam sérios riscos à segurança quando o pavimento está

molhado, pois em tais deformações pode haver acúmulo de água superficial que facilita a

perda do contato pneu/pavimento. Esse perfil pode também ser usado para a medida da

condição de drenagem superficial da pista.

No Brasil, normalmente, as medidas de irregularidade transversal têm sido processadas

através do levantamento de seções transversais dispostas em intervalos regulares, de

estaca a estaca, onde são feitas medições pontuais do valor máximo das flechas nas

trilhas de roda (interna e externa), utilizando-se a treliça mostrada na figura 2.2

Como já citado, as medidas de flechas nas trilhas de roda foram normalizadas pelo DNIT

nos procedimento DNIT 006/2003-PRO e DNIT 007/2003-PRO.


66

O Perfil Longitudinal, por sua vez, inclui o greide, a irregularidade e até a textura do

pavimento, dependendo de como e para que ele é medido. A medida do Perfil

Longitudinal de uma pista rodoviária pode ser feita sobre qualquer linha imaginária

paralela ao eixo da pista. É correto se afirmar que só existe um perfil verdadeiro em cada

linha imaginária que se escolha, e que por isso, normalmente duas medições de perfil

longitudinal só serão iguais se forem realizadas sobre a mesma linha imaginária. Em tese,

pode-se dizer que o perfil verdadeiro seria quase impossível de ser medido, pois ele

depende da precisão dos equipamentos disponíveis para medi-lo, tanto no deslocamento

horizontal, quanto na medida vertical. Quanto mais preciso o equipamento, mais próximo

do perfil verdadeiro.

Por exemplo, para quem está preocupado com a macrotextura de um pavimento, o perfil

inclui medidas de centésimos de milímetros, realizadas muito próximas umas das outras

(a cada décimo de milímetro, por exemplo). Para outras utilidades, como por exemplo,

para conferir o greide da pista, medidas a cada metro, com precisão de milímetros podem

ser mais do que suficientes. Assim, pode-se concluir que os perfis que normalmente são

medidos em um pavimento não representam o perfil verdadeiro, mas somente se

relacionam melhor ou pior com ele, dependendo da metodologia utilizada e da utilidade

que as medidas terão. Na figura 2.4, consta uma ilustração dos perfis transversal e

longitudinal do pavimento.

Segundo o DNER (1998), a determinação da irregularidade longitudinal de um pavimento

pode ser considerada, com boa aproximação, como uma medida indireta de sua

serventia. Desta forma, tornou-se prática corrente na avaliação dos pavimentos por

intermédio de equipamentos que forneçam a irregularidade, pois os valores das

irregularidades são utilizados diretamente, sem a necessidade de convertê-los em índice

de serventia, uma vez que a irregularidade é uma medida objetiva, enquanto o índice de

serventia apresenta um caráter subjetivo.


67

Figura 2.4 – Ilustração dos perfis transversal e longitudinal do pavimento

(fonte:www.cibermetrica.com.br)

Os equipamentos destinados à medida da irregularidade de um pavimento podem ser

agrupados de acordo com MONISMITH e Epps (1986), DOMINGUES (1991), HASS et al.,

(1994) e WOODSTROM (1990 apud MARCON, 1996) em:

• medidores do perfil da superfície do pavimento;

• medidores de “resposta” do veículo às distorções da superfície do

pavimento.

O desenvolvimento de equipamentos para medição da irregularidade dos pavimentos foi

iniciada em 1920, embora algumas tentativas tenham sido feitas pouco antes de 1900

(MARCON, 1996).

Existe uma grande variedade de equipamentos destinados a medida da irregularidade dos

pavimentos rodoviários, classificados em quatro grupos distintos a seguir apresentados

(DNER, 1998):

a. Sistemas de medida direta do perfil: neste grupo se enquadram aqueles que

envolvem medidas diretas ou manuais da geometria vertical do pavimento,

retratando as distorções que afetam a dinâmica dos veículos, mediante emprego


68

de equipamentos de topografia ou instrumentos adequados. Os resultados obtidos

devem ser processados para fornecer valores estatísticos indicativos de

irregularidade. Cita-se, por exemplo, o método de Nível e Mira e a viga Abay do

TRRL;

b. Sistemas de medidas indiretas do perfil: neste grupo se enquadram aqueles que

executam medidas mecanizadas do perfil da via. Os dados resultantes devem ser

processados para fornecer valores como amplitude de onda, coeficiente de

irregularidade, etc. Como exemplo, pode-se citar o Perfilômetro Dinâmico de

Superfície – GMR, o Perfilômetro da AASHTO, Analisador de perfil longitudinal –

APL, Perfilômetro CHLOE entre outros;

c. Sistemas baseados na reação do veículo ou tipo-resposta: neste grupo se

enquadram aqueles que executam medidas relativas entre as oscilações do eixo

traseiro do veículo e sua carroceria e os registram acumulativamente. A partir

destes valores é determinada, estatisticamente, a irregularidade do pavimento.

Como exemplo, pode-se citar o Rugosímetro BPR, Maysmeter e o Sistema

integrador IPR/USP;

d. Sistemas de medida com sonda sem contato: neste grupo se enquadram aqueles

que se baseiam na reflexão de uma onda sonora ou raio laser emitido por um

dispositivo acoplado ao veículo. Como exemplo, pode-se citar o Perfilômetro “laser”

do TRRL e o Perfilômetro “acústico” da Universidade FELT, Perfilômetro PRIMAL

entre outros.

Em Brasília no ano de 1982, como resultado de uma pesquisa internacional de

medição de irregularidade promovida pelo Banco Mundial no ano de 1980, foi

estabelecida a escala “International Roughness Index” – IRI, que é a escala de

referência transferível para todos os sistemas de medição, hoje atendendo aos

requisitos preconizados na ASTM E1926 e DNER PRO 182/94.

Segundo PATERSON (1987 apud MARCON, 1996), o IRI pode ser definido como

sendo a simulação matemática de um quarto-de-carro, sendo a representação dos

movimentos verticais induzidos nos veículos em movimento, que afetam o veículo e o

passageiro.


69

O índice é expresso pela relação entre os movimentos acumulados da suspensão do

veículo e a distância percorrida pelo veículo, geralmente, a unidade de medida do IRI

é m/km.

No Brasil, utiliza-se o “quociente de Irregularidade” – QI como escala padrão de

medição reconhecido mundialmente, a partir do uso do “Perfilômetro Dinâmico de

Superfície”. O modelo de quarto-de-carro consiste em um sistema composto por uma

massa, uma roda, um amortecedor e uma mola (ver figura 2.5). A resposta da à

irregularidade obtida pela simulação de movimentos no quarto-de-carro, é aceita como

uma medida padrão de irregularidade e é expressa em contagens por quilômetro

(cont./km).

Figura 2.5 – Esquema do simulador de quarto de carro (DNER, 1998).

Segundo DNER (1998), os dados de Q.I. utilizados na PICR, realizada entre 1975 a 1981,

foram obtidos por um equipamento do tipo-resposta (Maysmeter), devidamente calibrado

em bases niveladas por meio de um perfilômetro GMR.

Os conceitos de QI e IRI são bastante similares e podem ser correlacionados

aproximadamente pela equação 2.9:


70

Fez parte também, da Pesquisa de Inter-relacionamento de Custos rodoviários – PICR, a

busca de correlações entre o QI e outros índices como o PSI e o PSR. Por isso foram

construídos 40 trechos próximos a Brasília (20 pavimentados e 20 não-pavimentados)

com 320m de extensão cada. As medidas de irregularidade foram realizadas com o

Maysmeter a uma velocidade de 80km/h nos trechos pavimentados e a 30km/h nos não-

pavimentados. A correlação obtida entre PSR e QI foi:

com R2 = 0,83

Está correlação é valida também para rodovias não-pavimentadas considerando PSI

aproximadamente igual ao PSR, logo a equação 2.10 pode ser reescrita conforme mostra

a equação 2.11 a seguir:

O PICR estabeleceu os seguintes limites de aceitabilidade de conforto ao rolamento 60

cont./km e 200 cont./km, para rodovias pavimentadas e não-pavimentadas,

respectivamente.

Na tabela 2.15 consta a condição do pavimento quanto à irregularidade para rodovias

pavimentadas.

Tabela 2.15 – Condição do pavimento quanto a irregularidade (DNER, 1998).

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

(2.9)

13QIIRI =

(2.10)QIePSR ×−×= 00534,066,4

(2.11)QIePSI ×−×= 00534,066,4


71

No Brasil, tem sido aplicado com maior freqüência os “sistemas medidores de

irregularidade do tipo resposta” – SMITR, estes aparelhos necessitam de calibração pelo

fato de suas características não permanecerem estáveis ao longo do tempo, não sendo

nem as mesmas para veículos diferentes. Desta forma, faz-se importante a calibração de

tal equipamento segundo as normas DNER PRO-164/89 (DNER,1994a) – A calibração e

Controle de Sistemas Medidores da Irregularidade de Superfície de Pavimentos e o

DNER ES-173/86 (DNER,1986) – Método de Nível e Mira para Calibração de Sistemas

Medidores de Irregularidades Tipo Resposta. Já para a utilização destes equipamentos o

DNIT possui as seguintes normas DNER PRO-182/87(DNER,1994b) – Medição de

Irregularidade de Superfície de Rodovias com Medidores Tipo Resposta e DNER PRO-

229/89(DNER,1994c).

2.2.6 – Avaliação da Aderência

Segundo DNER (1998), a principal propriedade do pavimento no que diz respeito à

segurança, independentemente de fatores relacionados com as condições em planta,

perfil e seção transversal da rodovia, é a sua capacidade de proporcionar a adequada

aderência e atrito entre a sua superfície e os pneus dos veículos.

Os segmentos com baixo valor de aderência e/ou altos índices de acidentes devem ser

identificados nos relatórios de inventário. Tais identificações permitem ao órgão rodoviário

realizar uma análise mais profunda em cada caso, e com isso avaliar as necessidades e

programar medidas corretivas locais.

Segundo HAAS e HUDSON (1994 apud DNER, 1998), os principais componentes

relativos à avaliação da segurança são:

• a resistência a derrapagem ;

• as deformações nas trilhas de roda, onde a acumulação de água

pluviométrica cria tendências à hidroplanagem;

• a reflectividade da superfície pavimentada, que pode gerar problemas

de ofuscamento;

• a demarcação das faixas de sinalização horizontal;


72

• a presença de objetos estranhos na pista.

• medidores de “resposta” do veículo às distorções da superfície do

pavimento.

2.3 – Avaliação Estrutural de Pavimentos Flexíveis

A avaliação estrutural de pavimentos 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.

Segundo RODRIGUES (1995), a condição estrutural de um pavimento denota sua

capacidade de resistir à deterioração provocada pela passagem das cargas do tráfego.

Assim, um retrato completo da condição estrutural de um pavimento deve ser composto

pelos seguintes elementos:

• Parâmetros que descrevam a deformabilidade elástica ou viscoelástica

dos materiais das camadas, sob as condições de solicitações impostas

pelas cargas transientes dos veículos. São utilizados para se calcular as

tensões e deformações induzidas pelas cargas do tráfego na estrutura do

pavimento.

• Parâmetros que descrevam a resistência dos materiais ao acúmulo de

deformações plásticas e à geração de trincas por fadiga sob cargas

repetidas, os quais são função da natureza do material, de sua condição

(densidade, umidade) e do histórico de solicitações;

• Integridade das camadas asfálticas e cimentadas, expressa pelo grau de

fissuramento.

A avaliação da condição estrutural do pavimento e do subleito, de forma adequada, é de

fundamental importância em projetos de restauração, pois possibilita o diagnóstico dos

defeitos que tenham a sua gênese ligada a um problema estrutural. Desta forma, a

análise dos parâmetros elásticos obtidos no levantamento estrutural permite inferir sobre

a real condição em que se encontra a estrutura, e assim, dimensionar o reforço


73

objetivando compatibilizar as diversas características resistentes dos materiais que

compõem o pavimento reforçado frente às solicitações futuras do tráfego e efeitos

climáticos.

As deflexões recuperáveis são um indicativo do comportamento estrutural dos pavimentos

sujeitos a ação de cargas repetidas. O arqueamento das camadas do pavimento

provocado pelo carregamento repetitivo é o responsável pelo fenômeno de fadiga das

camadas betuminosas e cimentadas (PINTO e PREUSSLER, 2002).

Pode-se entender a deflexão elástica como sendo os deslocamentos verticais reversíveis

na superfície ou no interior do pavimento, provenientes da ação de carregamentos

transientes, que ao cessar o esforço, a estrutura retorna à posição inicial (SILVA, 1999)

A medida da deflexão recuperável máxima é um parâmetro importante para a

caracterização do comportamento estrutural do pavimento, pois o seu valor está

intimamente relacionado com a deformabilidade elástica de todas as camadas que

compõem a estrutura ensaiada. Quanto maior o seu valor, mais resiliente é a estrutura e,

conseqüentemente, maior será o seu comprometimento estrutural. Porém, estruturas

distintas podem apresentar a mesma deflexão recuperável máxima (figura 2.6), por este

fato, buscou-se estudar outros parâmetros relacionados com a forma das deformadas que

pudessem auxiliar na avaliação estrutural. Dentre estas tentativas, surgiu o raio de

curvatura, parâmetro indicativo do arqueamento da deformada na sua porção mais crítica

(figura 2.7), que geralmente é considerado a 25 cm do centro da carga (PINTO e

PREUSSLER, 2002).


74

Figura 2.6: Esquema de diferentes bacias deflectométricas para uma mesma deflexão

máxima.

Figura 2.7: Ilustração da hipótese adotada pelo DNIT (SALINI, 1999).


75

As fórmulas preconizadas pelo método de ensaio DNER – ME 024/94

(DNER,1994d) para a determinação da deflexão máxima e o raio de curvatura são:

Sendo:

Do = deflexão real ou verdadeira, em centésimos de milímetros;

Lo = leitura inicial, em centésimos de milímetros;

Lf = leitura final, em centésimos de milímetros;

a/b = relação entre dimensões da viga Benkelman ver figura 2.19.

Sendo:

R = raio de curvatura, em metros;

Do = deflexão real ou verdadeira, em centésimos de milímetros;

D25 = deflexão a 25 cm do ponto de prova, em centésimos de milímetros.

Portanto, a deflexão recuperável máxima de um pavimento sob a ação de cargas

repetidas é um parâmetro de fundamental importância para a avaliação da

deformabilidade elástica das camadas do pavimento e do subleito. Porém, a sua medida

isoladamente não é suficiente para explicar como está se processando a distribuição de

cargas no interior do pavimento. Por este motivo, tornam-se imprescindíveis medidas

auxiliares a diferentes distâncias no sentido de se obter a linha de influência da bacia de

deformação elástica, e assim, caracterizar melhor o pavimento, obtendo-se por processos

de retroanálise, os módulos de resiliência das camadas da estrutura, bem como analisar a

contribuição de cada camada na deflexão máxima.

Segundo HAAS et. al. (1994), EPPS & MONISMITH (1986), SMITH & LYTTON (1985

apud MARCON, 1996), os métodos de avaliação estrutural de pavimentos são

classificados em ensaios destrutivos e ensaios não destrutivos. Os métodos destrutivos

( )25.26250

DDR

o −=

(2.13)

( ) baLLD foo /.−= (2.12)


76

implicam na remoção de partes das camadas do pavimento para avaliação das suas

características e condições “in loco” e extração de amostras para ensaios de laboratório.

Já os métodos não-destrutivos permitem inferir as condições estruturais sem danificar o

pavimento, mediante ensaios executados na superfície do revestimento, em que se avalia

a resposta do pavimento a uma carga.

2.3.1 – Avaliação Estrutural por Ensaios Destrutivos

Os métodos de ensaios destrutivos baseiam-se na retirada de partes do pavimento para

verificação das condições “in situ” e obtenção de amostras para ensaios de laboratório.

São chamados de destrutivos porque invalidam, para futuros testes, as áreas do

pavimento onde foram feitas as remoções (MACÊDO, 1996, ALBERNAZ, 1997,

OLIVEIRA et. al., 2000).

As propriedades medidas em ensaios destrutivos não refletem, na sua totalidade, o

estado de tensão e condições ambientais ao longo do tempo, pelo fato de não estar bem

representada as condições dos materiais em campo (estado de tensões, índice de vazios,

etc.) sob a ação combinada de cargas e do clima. Porém, apesar destas ressalvas, os

ensaios de laboratórios são bastante utilizados para determinação de parâmetros

elásticos e de resistência e também, como ponto positivo, destaca-se nos ensaios de

laboratórios, o fato que uma amostra pode ser condicionada milhões de vezes sob

condições de contorno controladas (MACÊDO, 1996).

2.3.1.1 – Ensaios Triaxiais Dinâmicos

Francis HVEEM, em 1951, realizou o primeiro estudo sistemático para determinar a

deformabilidade de pavimentos, estabelecendo valores máximos admissíveis para a vida

de fadiga satisfatória de diferentes tipos de pavimentos. Hveem relacionou o trincamento

progressivo dos revestimentos asfálticos à deformação resiliente (elástica) das camadas

subjacentes dos pavimentos. O termo resiliente foi usado por Hveem em lugar de

deformações elástica sob o argumento de que as deformações nos pavimentos são muito

maiores do que as que ocorrem nos sólidos elásticos (concreto, aço, etc.) (MEDINA,

1997).


77

No Brasil, os estudos com este tipo de ensaio começaram a ser desenvolvidos no final da

década de 70, através do convênio firmado entre a COPPE e o IPR, sob orientação do

ilustre professor Jacques de Medina, o que possibilitou desenvolver um amplo programa

de pesquisa, a partir do qual acumulou-se uma gama de informações sobre as

propriedades resilientes dos solos, das camadas asfálticas e cimentadas.

Segundo MEDINA (1997), o termo resiliência significa energia armazenada em um corpo

deformado elasticamente, que é devolvida quando cessam as tensões causadoras das

deformações; ou seja, é a energia potencial de deformação.

O módulo de resiliência pode ser definido como sendo a relação entre a tensão-desvio

aplicada axial e ciclicamente em um corpo de prova e a correspondente deformação

resiliente axial (vertical) conforme a equação seguinte:

Sendo:

MR = módulo de resiliência;

σd = tensão desvio aplicada repetidamente (σd = σd - σ3);

εr = deformação específica axial resiliente.

Dispondo-se de equipamento triaxial dinâmico, conforme desenho esquemático

apresentado na figura 2.8, o módulo de resiliência pode ser determinado de acordo com

“Procedimentos para Execução de Ensaios com Carregamento Repetido”, elaborado pelo

Laboratório de Geotecnia da COPPE/UFRJ e através do Método de Ensaio DNER ME-

131/1994 (DNER,1994e).

r

dRM

εσ

= (2.14)


78

Figura 2.8 – ilustração do equipamento triaxial dinâmico de compressão axial

(DNER, 1994e)

Segundo o WSDOT Pavement Guide (1995a), a determinação do módulo resiliência em

laboratório pode ser compreendido visualizando as etapas conforme ilustradas na figura

2.9.


79

Figura 2.9 – Esquema ilustrativo da determinação do módulo de resiliência em laboratório

(WSDOT, 1995a).


80

Figura 2.10 – Foto do equipamento triaxial dinâmico da COPPE/UFRJ

(BEZERRA NETO, 2004)

Na realização do ensaio triaxial dinâmico a deformação total do corpo de prova ensaiado

tem uma componente resiliente (recuperável) e outra permanente (irrecuperável) ou

plástica. É a deformabilidade “elástica" ou resiliente que condiciona a vida de fadiga das

camadas superficiais mais rijas dos pavimentos sujeitas a flexões sucessivas. Não sendo

os solos e britas materiais elásticos lineares, os módulos resilientes dos solos dependem

do estado de tensões atuantes. O que se procura determinar nos ensaios triaixiais é a

relação experimental que descreve o comportamento dos módulos de resiliência em

função da tensão de confinamento e da tensão desvio (MEDINA, 1997).

Os principais modelos de comportamento resiliente dos solos são:

a) para os solos arenosos ou pedregulhosos

231

kR kM σ= (2.15)

21

kR kM θ= (2.16)


81

O modelo da equação 2.15 é dependente da tensão confinante. Já o da equação 2.16 é

dependente do primeiro invariante de tensões (soma das tensões principais.)

Figura 2.11 – Módulo de resiliência versus tensão confinante (MEDINA, 1997).

Figura 2.12 – Módulo de resiliência versus o primeiro invariante de tensões

(WSDOT, 1995a)

b) para os solos argilosos ou siltosos


82

Figura 2.13 – Módulo de resiliência versus tensão desvio (MEDINA, 1997).

Salienta-se que na figura 2.13 está representado o modelo da equação 2.18.

Atualmente, tem-se utilizado um modelo mais genérico para representar a variação do

módulo de resiliência com o estado de tensões dos materiais de pavimentação. Este

modelo considera, em conjunto, o efeito da variação da tensão confinante e da tensão

desvio no módulo resiliente, o qual é denominado de modelo composto e pode ser

descrito pela equação 2.19.

c) modelo composto proposto por MACÊDO (1996)

Sendo:

MR – módulo de resiliência;

(2.17)2

1k

dR kM σ=

(2.19)3231

kd

kR kM σσ=

( )( ) ddR

ddR

kkkkMkkkkM

σσσσ

<>

1142

1132

−+=−+= (2.18)


83




Que deriva da relação entre a tensão-desvio aplicada axial e ciclicamente em um corpo-de-prova e a correspondente deformação específica vertical recuperável conforme aexpressão seguinte:

Sendo:

MR = módulo de resiliência;

σd = tensão desvio aplicada repetidamente (σd = σ1 - σ3);

εr = deformação específica axial resiliente.

No modelo composto, a deformação especifica resiliente é obtida através da seguinteexpressão:

Sendo:

ε r – deformação específica resiliente;




Substituindo (2.21) em (2,20), obtêm-se:

E substituindo os parâmetros de regressão, tem-se:

)1(33

3

11 cd

bcdd

bc

dbd

R aaaM −−− === σσσσσ

σσσ

cd

bR a σσε 3=

r

dRM

εσ

= (2.20)

(2.21)

(2.22)


84

Logo, tem-se o modelo composto em função do módulo de resiliência conformeexpressão 2.19 apresentada.

Segundo DNER (1998), os fatores que afetam o módulo resiliente dos solos são:

a) solos granulares

• número de repetições da tensão-desvio: depende do índice de vazios, da

densidade do material, do grau de saturação e do valor da tensão

repetida aplicada;

• história de tensões: deformações permanentes iniciais. Os solos não

coesivos adquirem rigidez através da repetição do carregamento. Em um

dado momento o solo apresenta comportamento quase elástico com MR

constante;

• duração e freqüência do carregamento: a duração é função da

velocidade dos veículos. A freqüência é função das condições de tráfego.

Até 60 aplicações por minuto tem pouca influência;

• nível de tensão aplicada: varia muito com a pressão confinante em solos

não coesivos e pouco com a pressão de desvio.

b) solos finos coesivos

• número de repetição da tensão-desvio e história das tensões: com o

carregamento repetido ocorre o rearranjo estrutural levando a um

acréscimo do peso específico;

• duração e freqüência de aplicação das cargas: para freqüências entre 20

e 60 aplicações por minuto e duração entre 0,86 e 2,86 segundos não

exerce influência;

321 11 kcebkka

=−−== (2.23)


85

• umidade e massa específica de moldagem: quanto maior o teor de

umidade, menor é o módulo resiliente;

• tixotropia dos solos argilosos: após algumas repetições de carga o ganho

de rigidez pelo intervalo de tempo entre moldagem e ensaio não é

significativo;

• nível de tensão: no caso de solos coesivos varia muito pouco com a

pressão confinante e muito com a de desvio.

2.3.1.2 – Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral ou EnsaioBrasileiro

Segundo MEDINA (1997), o ensaio de compressão diametral teve como base o estudo

desenvolvido pelo professor Lobo Carneiro, quando da determinação à tração de corpos-

de-prova de concreto de cimento Portland. Inspirado neste trabalho o pesquisador Icarahj

da Silveira (PMRJ,1944), ensaiou solos coesivos. Com isso, iniciou-se os estudos para a

determinação da resistência à tração indireta, de forma simples, para materiais coesivos,

como mistura asfáltica, concreto de cimento Portland e solos estabilizados.

O ensaio é normatizado pela ABNT 15087/2004, e consiste basicamente no seguinte

procedimento:

• medir a altura (H) e o diâmetro (D) do corpo-de-prova com paquímetro;

• colocar o corpo de prova na estufa ou sistema de refrigeração, por um

período de duas horas, de modo a se obter a temperatura especificada

para o ensaio;

• ajustar o corpo de prova na prensa e aplicar a carga progressivamente,

com uma velocidade de deformação de 0,8 + 0,1 mm/s, até que se dê

a ruptura;

• com o valor de carga de ruptura (F) obtido, calcula-se a resistência à

tração do corpo-de-prova segundo a expressão:


86

Sendo:

σR – resistência à tração, kgf/cm2;

F – carga de ruptura, kgf;

D – diâmetro do corpo-de-prova, cm;

H – altura do corpo-de-prova, cm;

A aparelhagem normalmente utilizada para a realização deste ensaio é a prensa Marshall,

sendo os corpos de prova idênticos aos utilizados no ensaio de módulo resiliente, em

dimensões e forma de obtenção.

2.3.1.3 – Módulo de Resiliência de Misturas Betuminosas

Segundo PINTO (1991), o ensaio de tração indireta por compressão diametral de cargas

repetidas é empregado para a determinação do módulo de resiliência de misturas

asfálticas, já que simula o comportamento mecânico dos revestimentos na região onde

ocorrem deformações de tração, responsáveis pela fadiga da camada e,

conseqüentemente, pela vida de serviço da estrutura.

Segundo PINTO e PREUSSLER (2002), resumidamente, pode-se dizer que o módulo de

resiliência de misturas betuminosas é a relação entre a tensão desvio (σd) aplicada

repetidamente no plano diametral vertical de uma amostra cilíndrica de mistura

betuminosa e a deformação específica recuperável (εr) correspondente à tensão aplicada,

numa temperatura T(oC), para uma certa freqüência de aplicação de carga. Tem-se

adotado a temperatura de 25oC, com freqüência de 60 solicitações por minuto e duração

da carga de 0,10s.

Em MEDINA (1997) encontram-se descrito os procedimentos para a realização de

ensaios de cargas repetidas de solos e materiais de pavimentação.

(2.24)

DHF

R πσ

1002=


87

Na figura 2.14 é apresentada de forma ilustrativa o equipamento utilizado para a

realização do ensaio de resistência à compressão diametral cíclica. E na figura 2.15, o

novo equipamento adquirido pela Universidade Federal de Campina Grande (UFCG).

Figura 2.14 – Equipamento de ensaio de compressão diametral de cargas

repetidas (MEDINA, 1997)


88

Figura 2.15 – Equipamento de ensaio de compressão diametral de cargas repetidas da

UFCG/PB.

Na figura 2.16, apresenta-se de forma ilustrativa a distribuição das tensões de tração e

compressão nos planos diametrais: horizontal e vertical.

Figura 2.16 – Compressão diametral – distribuição das tensões de tração e compressão

nos planos diametrais: (a) – horizontal; (b) – vertical (MEDINA, 1997).

(a)

(b)

(a)

(b)


89

2.3.1.4 – Ensaio de Fadiga de Misturas Betuminosas

Os materiais betuminosos utilizados em revestimentos de pavimentos, quando são

submetidos a carregamentos dinâmicos de curta duração e tensões muito abaixo das que

possam provocar plastificação excessiva do material, tem um comportamento

aproximadamente elástico. Estas condições são compatíveis com aquelas que ocorrem

nos pavimentos sob ação do tráfego (PREUSSLER, 1983).

Atualmente, têm-se realizado vários estudos sobre comportamento à fadiga de misturas

betuminosas. Para que possam ser aplicados programas computacionais, baseados na

teoria de camadas elásticas, para analisar estruturas de pavimentos flexíveis, deve-se

conhecer a vida de fadiga do revestimento betuminoso sob tensões repetidas.

Segundo PREUSSLER (1983), a vida de fadiga de uma mistura betuminosa é definida em

termos de vida de fratura ou vida de serviço. A vida de fratura refere-se ao número total

de aplicações de uma certa carga necessária à fratura completa da amostra e a vida de

serviço ao número total de aplicações desta mesma carga que reduzem o desempenho

ou a rigidez inicial da amostra a um nível pré-estabelecido.

Os ensaios dinâmicos para determinar a vida de fadiga dos materiais requerem maior

tempo em relação ao ensaio para determinação do módulo de resiliência.

Com relação ao tipo de carregamento aplicado, que devem representar condições

extremas que podem ocorrer em campo, os ensaios de fadiga podem ser de dois tipos:

• tensão controlada: aplicação constante de carga e deformações

resultantes variando com o tempo;

• deformação controlada: aplicação de cargas repetidas que produzem

uma deformação repetida constante ao longo do ensaio.

Segundo MONISMITH e DEACON (1969), os ensaios de deformação controlada aplicam-

se melhor a pavimentos com camadas asfálticas fracas em relação ao seu suporte, pois

deste modo o revestimento adiciona pouca rigidez à estrutura como um todo e quando a

carga é aplicada a sua deformação é controlada pelas camadas subjacentes. Já os


90

ensaios de tensão controlada aplicam-se a pavimentos com camadas asfálticas rígidas

em relação ao seu suporte, pois ao resistirem às cargas aplicadas controlam a magnitude

das deformações que podem ocorrer.

Sendo assim, o comportamento à tensão ou deformação controlada dependerá tanto da

espessura e do módulo de rigidez do revestimento, como do módulo da estrutura

subjacente (PINTO e PREUSSLER, 2002).

Na figura 2.17 constam esquematicamente os gráficos de variação da tensão, σ e da

deformação ε, nos ensaios a tensão controlada (TC) e deformação controlada (DC) e

intermediário. Segundo MONISMITH e DEACON (1969) o Fator Modo foi definido de

forma a avaliar o dano de fadiga gerado que gradualmente altera as propriedades de

resistência e a rigidez das misturas betuminosas. Tais alterações fazem com que o

comportamento das tensões e deformações no interior da camada betuminosa varie

durante o carregamento. Logo, o Fator Modo pode ser definido como:

Sendo:

FM – fator modo;

|A|– é a variação percentual da tensão de tração horizontal devido a uma

redução arbitrada e fixa da rigidez da mistura; e

|B| – é a variação percentual da deformação de tração horizontal devido a uma

redução arbitrada e fixa da rigidez da mistura.

No ensaio a deformação controlada o valor numérico de |B| é nulo e, portanto, o fator

modo = +1. No ensaio a tensão controlada é o valor de |A| que se anula e o fator modo

assume o valor –1. Para quaisquer outros valores assumidos para |A| ou |B| o estado de

tensões e deformações é tido como intermediário e, portanto, apresenta o fator modo

entre –1 e +1.

BABA

FM+−

=(2.25)


91

Observa-se na figura 2.18 que os valores da vida de fadiga (Nf) nos ensaios a

deformação controlada são maiores do que nos ensaios a tensão controlada e que o

aumento da tensão inicial (σt) reduz a Nf.

Figura 2.17 – Representação esquemática dos tipos de carregamento dinâmico

(MEDINA, 1997).

Figura 2.18 – Influência do modo de carregamento na vida de fadiga (MEDINA, 1997).


92

Na execução do ensaio, não é necessário o condicionamento do corpo de prova. A

freqüência é de 1 Hz e o tempo de carregamento de 0,1 segundo.

Nos ensaios de deformação controlada, o critério de fadiga não está condicionado à

ruptura completa do corpo-de-prova. Para que a deformação seja mantida constante ao

longo do ensaio, faz-se necessário que haja uma diminuição do carregamento aplicado.

Alguns autores definem a vida de fadiga à deformação controlada como sendo o número

de repetições da carga capaz de reduzir o desempenho ou rigidez inicial da amostra a um

nível pré-estabelecido. Estes autores consideram que uma redução de módulo de rigidez

ou de resiliência, da ordem de 50%, define o fim do ensaio, ou seja, da vida de fadiga. Já

outros autores, admitem que o fim do ensaio é atingido quando a carga aplicada para

manter a deformação é reduzida de 40% ou 50% da carga inicial (PINTO, 1991).

Segundo BENEVIDES (2000), é aconselhável a utilização de três corpos de prova para

cada nível de tensão de tração, reproduzidos tanto quanto possível igualmente na sua

preparação, no teor ótimo do ligante, dada a dispersão inerente dos ensaios de fadiga. A

temperatura é mantida constante durante todo o ensaio, para todos os níveis de tensão.

Em suma tem-se os critérios de fadiga preconizados nos ensaios a tensão ou deformação

controlada apresentados na tabela 2.16.

Tabela 2.16 – Critérios de fadiga (PINTO e PREUSSLER, 2002).

Segundo PINTO (1991) e PREUSSLER (1983) os fatores que afetam a vida de fadiga das

misturas asfálticas seja a tensão controlada ou deformação controlada, estão mostrados

na tabela 2.17.

ENSAIO CRITÉRIO DE FADIGA VIDA DE FADIGA (N)

TC ruptura completa fim do ensaio

DCredução de

desempenhoarbitrário estágio de ruptura

TC ou DC Início de fissuras retas N x ε agrupadas


93

Tabela 2.17 – Fatores que afetam a vida de fadiga das misturas asfálticas.

Na literatura nacionalmente e internacionalmente, existem vários modelos disponíveis que

expressam a vida de fadiga de misturas asfálticas. Conforme BENEVIDES (2000) a vida

de fadiga é expressa tradicionalmente em função do número de solicitações necessárias

para a conclusão do ensaio, tendo sido relacionada a um dos seguintes parâmetros

seguintes:

Fatores

de

carga

- magnitude do carregamento

- tipo de carregamento

- freqüência, duração e intervalo de tempo

entre aplicações sucessivas do

carregamento

Fatores

da

mistura

- tipo do agregado, forma e textura

- granulometria do agregado

- penetração do asfalto

- teor do asfalto

- temperatura

Fatores

ambientais

- temperatura

- umidade

Outros

fatores

- módulo resiliente ou de rigidez

- índices de vazios

- auto-reparação do cimento asfáltico

(2.26)n

t

KN ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

σ1

(2.27)111

n

t

KN ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

ε

(2.28)212

n

KN ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

Δ=

σ


94

Sendo:

N – número de repetições de carga necessárias à ruptura do corpo-de-prova, vida

de fadiga;

σt – tensão de tração aplicada;

εt – deformação de tração aplicada;

Δσ – diferença entre as tensões horizontal e vertical;

Ki, ni – parâmetros experimentais determinados a partir dos resultados do ensaio.

2.3.2 – Avaliação Estrutural por Ensaios Não-Destrutivos

Os métodos não destrutivos, quase que totalmente, se baseiam na determinação da

deformação elástica que significa a resposta do pavimento sob efeito do carregamento

dinâmico do tráfego. Este parâmetro sofre a influência do comportamento resiliente dos

materiais, pelo teor de umidade e pela temperatura, que nas misturas asfálticas reduz o

módulo de resiliência (OLIVEIRA et. al., 2000).

Deve-se a HVEEM (1955), o mais antigo registro de deflexões de pavimentos. Por volta

de 1938 foram instalados sensores eletromagnéticos, em rodovias da Califórnia, onde os

estudos mais completos iniciaram-se em 1951. Estes estudos visavam estabelecer

valores de deflexão máxima compatíveis com a ação do tráfego. A deformabilidade do

pavimento é uma preocupação antiga, porém não se vinha incorporando-a nos métodos

de dimensionamento (MEDINA et. al., 1994).

Segundo CARDOSO (1992 apud MEDINA et. al. 1994), MACEDO e MARCON (1996), a

necessidade de bons resultados de avaliação não destrutiva de pavimentos promoveu o

desenvolvimento de diferentes tipos de equipamentos para ensaios deflectométricos

visando atender as seguintes questões:

(2.29)3

3

n

r

tKN ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

σσ


95

• Aumentar a acurácia das medidas;

• Aumentar a produtividade em termos de números de ensaios por dia de

trabalho;

• Simular, de forma mais real possível, as condições de carregamento do

tráfego (magnitude, forma e tempo equivalente de carregamento);

• Obtenção de formas simples de operação e de interpretação dos

resultados; e

• Procurar reduzir os custos dos ensaios.

Segundo SMITH e LYTTON (1995 apud MEDINA et. al. 1994) e MACÊDO (1996), três

classes de equipamentos não destrutivos são utilizados rotineiramente para a aquisição

de dados deflectométricos:

• equipamentos de carregamento quase-estático que medem a deflexão

do pavimento sob carregamento das rodas de veículos que deslocam a

velocidade muito baixa para que não ocorra a influência de forças

inerciais (força associada a massa de um elemento multiplicada por sua

aceleração). Nesta classe estão incluídos: ensaio de placa, viga

Benkelman, curvímetro, deflectógrafo Lacroix e o “Califórnia travelling

deflectometer” (deflectógrafo móvel da Califórnia). Neste grupo a

velocidade dos veículos é muito baixa, variando de 1,6 a 5 km/h, o

curvíâmetro a 18 km/h.

• equipamentos de carregamento dinâmico em regime permanente que

aplicam uma carga estática na superfície do pavimento e o caráter

dinâmico do ensaio é obtido a partir da indução de uma vibração

harmônica estável. Inclui-se aqui os equipamentos Dynaflect, o road

Rater e o vibrador WES-16 do Corpo de Engenheiros dos E.U.A.

• equipamentos que medem a deflexão a partir de carregamentos por

impulso "Falling Weigth Deflectometer – FWD”. Estes equipamentos

aplicam uma força transiente ao pavimento pelo impacto causado por um

peso alçado a uma certa altura num sistema guia e, a seguir, liberado. O


96

peso ao cair choca-se com uma placa que transmite a força ao

pavimento, força esta que pode ser variada pela alteração do conjunto de

massas e/ou altura de queda através de um processo de tentativa e erro

para a resposta conveniente da estrutura. Nesta classe de equipamentos

são incluídos: Dynatest FWD, Dynatest HWD, Phoenix FWD, Kuab FWD

(versão sueca) e o Nagaoka Kuab FWD (versão japonesa). Todos os

equipamentos FWD comercialmente disponíveis possuem o mesmo

princípio de funcionamento, mas com três diferenças importantes

(THOLEN et. al., 1985): forma de geração de carga impulsiva (um peso

ou dois pesos em queda); forma de distribuir a carga à superfície do

pavimento e tipo de transdutor utilizado para medir as deflexões

(geofones, LVDTs, acelerômetros).

Existem também outros equipamentos que são utilizados para ensaios não-destrutivos

que se baseiam em transmissão de ondas eletromagnéticas como o Ground Penetration

Radar (GPR) e na propagação de ondas sísmicas.

Nos itens seguintes estão descrevem-se as classes e os equipamentos correspondentes

a cada uma delas, e também, os equipamentos baseados em transmissão de ondas

eletromagnéticas e sísmicas.

2.3.2.1 – Equipamentos de Carregamento Quase-Estático

a) Ensaio de Placa

O ensaio de placa foi um dos primeiros métodos para medir a variação das deformações

recuperáveis dos maciços de terra em função da variação das cargas aplicadas

resultando, desta aplicação, os módulos de elasticidade dos materiais (ALBERNAZ,

1997).

Este ensaio não tem sido muito utilizado por demandar muito tempo para a sua

realização.


97

O ensaio de placa é normatizado pela AASHTO T222-81 e pela ASTM D1196-77

conforme apresentado em esquema na figura 2.19 e realizado na figura 2.20.

Figura 2.19 - Esquema do ensaio de placa (SUASSUNA, 2003).

Figura 2.20 - Ilustração do ensaio de placa (www.hotmix.ce.washington.edu/wsdot_web/).


98

b) Viga Benkelman

Segundo CARNEIRO (1966), a viga Benkelman foi idealizada por A. C. Benkelman com a

finalidade de reduzir os custos das avaliações de pavimentos, que vinham sendo feitas

através do ensaio de placa.

A sua primeira utilização foi nas pistas experimentais da WASHO, em 1953, e teve no

Brasil, como pioneiros, os engenheiros Nestor Aratangy, do DER de São Paulo, e

Francisco Bolívar Lobo Carneiro (MEDINA, 1997).

Na busca de se determinar as condições estruturais do pavimento, desde a década de

1960 o Brasil emprega a viga Benkelman por se tratar de um equipamento de fácil

manuseio e ser largamente difundido no mundo. A princípio, os levantamentos

deflectométricos se baseavam, exclusivamente na deflexão máxima medida. Porém,

constatou-se que apenas a deflexão máxima não era suficiente para uma adequada

caracterização das condições estruturais do pavimento, sendo necessário a determinação

de leituras adicionais que permitissem determinar o raio da bacia de deformação elástica

(ROCHA FILHO E RODRIGUES 1998).

A viga Benkelman, conforme ilustrada nas figuras 2.21 e 2.22, é composta de uma haste

metálica articulada e apóia-se em um suporte também metálico, constituído de três pés,

sendo a viga móvel acoplada a esta por meio de uma articulação, ficando uma das

extremidades (ponta de prova) inserida entre as rodas do semi eixo de um caminhão com

8,2t no eixo simples de roda dupla traseiro, conforme ilustrado nas figuras 2.23 e 2.24. A

outra aciona um extensômetro com precisão de milímetros. Possui também um pequeno

vibrador com a finalidade de vencer o atrito entre as peças móveis e impedir eventuais

inibições do ponteiro do extensômetro. A viga apresenta uma relação conhecida entre os

comprimentos da ponta de prova à articulação (a) e desta a ponto de posicionamento do

extensômetro (b), que geralmente obedecem a relação 2/1, 3/1 ou 4/1 (DNER, 1994d;

ROCHA FILHO, 1996; ALBERNAZ, 1997 ).


99

Figura 2.21 - Esquema da viga Benkelman (DNER, 1994d).

Figura 2.22 - Ilustração da viga Benkelman (www.contenco.com.br)


100

Figura 2.23 - Esquema do posicionamento da viga Benkelman (DNER, 1994d).

Figura 2.24 - Ilustração do ensaio realizado com a viga Benkelman (MOTTA, 2003).


101

O ensaio realizado com a viga Benkelman é normatizado pela AASHTO T256-77 e pela

ASTMD4695-87. E no Brasil é normatizado através do método de ensaio DNER-ME

024/94 (DNER, 1994d) e pelo DNER-ME 061/94 (DNER, 1994g).

c) Viga Benkelman Automatizada

As vigas de deflexão automatizadas, baseiam-se no mesmo princípio da viga Benkelman,

foram desenvolvidas para otimizar as medidas de deflexão. Estas vigas são montadas

sob o veículo teste e uma vez posicionadas são medidas as deflexões e gravadas

automaticamente em cada ponto de teste, enquanto o caminhão está em movimento

(PINTO e PREUSSLER, 2002).

A SOLOTEST e a SIGEO, empresas brasileiras, desenvolveram Deflectógrafos Digitais

que através de LVDT, permitem o levantamento completo da bacia deflectométrica em

uma única operação, registrando automaticamente os deslocamentos verticais

recuperáveis a cada 5cm e a temperatura da superfície do pavimento, conforme ilustrado

na figura 2.25 (CERATTI et. al., 2000).

Segundo CERATTI et. al. (1997), as principais vantagens deste equipamento são:

• Uma maior sensibilidade nas medidas efetuadas devido a utilização de um

sensor do tipo LVDT, com resolução de 0,001 mm;

• Permite a medição automática da linha de influência longitudinal da bacia

de deflexão;

• Registro e arquivamento das medidas e deslocamentos da carga aplicada

automaticamente;

• Medida de temperatura da superfície do pavimento de forma automática;

• O deflectógrafo digital pode ser facilmente verificado de maneira

semelhante à da calibração da viga Benkelmen.


102

Figura 2.25 - Ilustração do Deflectôgrafo Digital (www.solostest.com.br, 2004).

Existem outros equipamentos que se baseiam no mesmo princípio da viga Benkelman

automatizada, são eles:

• O Califórnia Traveling Deflectometer que foi desenvolvido nos E.U.A (figura

2.26);

• O Deflectógrafo Lacroix que foi desenvolvido na França (figura 2.27);

• O British Pavement Deflection que foi desenvolvido no Reino Unido.

Figura 2.26 - Ilustração do Califórnia Traveling Deflectometer (www.dot.ca.gov/, 2001).


103

Figura 2.27 - Ilustração do Deflectófo Lacroix (www.geocisacarreteras.com).

d) Curvíâmetro

Segundo HAAS et. al. (1994) e ELKINS et. al. (1987) apud MARCON (1996), o

curviâmetro é de fabricação francesa, com finalidade de fazer medição contínua das

deflexões através de um geofone que mede a aceleração vertical de um ponto da

superfície do pavimento entre as duas rodas duplas. A sua utilização é restrita aos

pavimentos flexíveis, por ter apresentado uma grande dispersão das medidas efetuadas

em pavimentos rígidos.

Figura 2.28 - Ilustração do Curviâmetro MT-2000 (www.euroconsult.est/index.htm).


104

2.3.2.2 – Equipamentos de Carregamento Dinâmico

a) Dynaflect

O Dynaflect constitui-se basicamente de um trailer rebocado por veículo, onde estão

instalados o sistema de carregamento e os sensores de deflexão. O carregamento cíclico

é obtido através de um gerador de força dinâmica que aciona um sistema de pesos

excêntricos (duas rodas de aço) de rotação de 8Hz, onde a amplitude (variação entre o

máximo e o mínimo) é de 1.000lb (≈ 454 kgf). O registro das deflexões produzidas pelo

carregamento cíclico aplicado ao pavimento é adquirida automaticamente por 5 geofones

instalados com espaçamentos de 12 polegadas (≈ 30,5 cm) a partir do centro de carga

(entre as duas rodas de aço) (ROCHA FILHO, 1996), conforme ilustrado nas figuras 2.29,

2.30 e 2.31.

Segundo SMITH e LYTTON (1984 apud ROCHA FILHO 1996), as principais limitações

técnicas deste equipamento são:

• Necessidade de aplicação de uma pré-carga estática em cada estação de

ensaio, com valor superior a duas vezes o valor da carga que será

utilizada nos ensaios;

• Baixa magnitude de carregamento aplicada no pavimento;

• Não permite a variação da freqüência nem do carregamento aplicado ao

pavimento;

• Não podem ser registradas deflexões diretamente sob o ponto de aplicação

da carga.


105

Figura 2.29 - Ilustração do Dynaflect (www.hotmix.ce.washington.edu/wsdot_web/).

Figura 2.30 - Esquema do carregamento vibratório do Dynaflect (SMITH e LYTTON, 1984)


106

Figura 2.31 - Esquema do posicionamento das cargas e dos geofones do Dynaflect

(SMITH e LYTTON, 1984)

Este ensaio é normatizado pela AASHTO T256-77 e ASTM D4695-87. No Brasil o uso do

Dynaflect é normatizado através do método de ensaio DNER-ME 039/94 (DNER, 1994h).

b) Road Rater

O Road Rater é um equipamento vibratório com capacidade de variar a magnitude e a

freqüência de aplicação das cargas. O carregamento cíclico aplicado ao pavimento é

registrado automaticamente por 5 geofones instalados com espaçamentos de 12

polegadas (≈ 30,5 cm) a partir do centro de carga (entre as duas rodas de aço) (ROCHA

FILHO, 1996). A figura 2.32 ilustra este equipamento e a figura 2.33 mostra o esquema do

ensaio.


107

Figura 2.32 - Ilustração do Road Rater (www.hotmix.ce.washington.edu/wsdot_web/).

Este ensaio é normatizado pela AASHTO T256-77 (apenas para o modelo 400) e ASTM D

4695-87.


108

Figura 2.33 - Esquema do posicionamento das cargas e dos geofones do Road Rater

(SMITH & LYTTON, 1984)

Segundo ROCHA FILHO (1996), as vantagens do Road Rater em relação ao Dynaflect

são:

• Disponibilidade de modelos que aplicam cargas elevadas ao pavimento;


109

• Possibilidade de variação do carregamento aplicado ao pavimento, dentro

da faixa de cargas disponíveis em cada modelo;

• Permite que seja registrada a deflexão máxima sob o ponto de aplicação

da carga.

2.3.2.3 – Equipamentos de Carregamento por Impulso

Segundo PINTO e PREUSSLER (2002), todos os equipamentos que utilizam o modo de

carregamento dinâmico de impacto (impulso) estão incluídos nesta classificação e são

chamados de FWD – “Falling Weight Deflectometer” ou deflectômetros de impacto. Os

equipamentos mais conhecidos no Brasil são o Dynatest FWD e o KUAB FWD.

O princípio de funcionamento dos equipamentos de carregamento por impulso é

caracterizado pela queda de um conjunto de pesos sobre um sistema de borracha que

amortece e transfere as cargas aplicadas a uma placa circular apoiada no pavimento. As

deflexões provocadas pela aplicação da carga são registradas por um conjunto de

sensores dispostos longitudinalmente a partir do ponto de aplicação da carga (ROCHA

FILHO,1996), conforme ilustrado na figura 2.34.

Segundo MACÊDO (1996), nestes equipamentos o impacto é caracterizado pelo tempo

de impulso, ou seja, pela extensão de tempo que o pulso de carga leva do repouso ao

valor de pico da carga aplicada e retorna à posição inicial de repouso.

Estes equipamentos permitem variações na magnitude do carregamento aplicado ao

pavimento em função da modificação da altura de queda e/ou pela alteração da

configuração do conjunto de massas utilizado. Podem assim, simular os efeitos de

diferentes configurações de eixos, rodoviários ou de aeroportos (MACÊDO,1996).


110

Figura 2.34 - Princípio de funcionamento do FWD (STET et. al., 2001)

A força de pico aplicada pode ser obtida igualando-se a energia potencial da massa antes

de sua queda, com o trabalho desenvolvido pelos amortecedores de borracha, depois da

queda. Desta forma, pode-se obter a força de pico exercida no pavimento através da

equação 2.30:

Sendo:

F = força de pico

M = massa do peso que cai

g = aceleração da gravidade

h = altura de queda

k = constante de mola do sistema de amortecedores

(2.30)MghkF 2=


111

A transmissão do carregamento ao pavimento se dá através de uma placa de 30cm de

diâmetro e é medida por célula de carga, onde a duração da carga varia de 25 a 30 ms

(milisegundos), tempo esse que corresponde a passagem de um veículo com velocidade

de 60 a 80 km/h (CARDOSO, 1995).

É importante distinguir o nível de carga nominal do nível de carga real, ou seja, o nível de

carga nominal é obtido pela equação 2.30, enquanto que o nível de carga real é medido

pela célula de carga sendo função: da massa, altura de queda e também da rigidez e

temperatura do pavimento (RICCI et. al., 1985 apud MACÊDO, 1996).

No Brasil os ensaios com os equipamentos tipo Falling Weigth Deflectometer são

normatizados pelo procedimento DNER PRO-273/96 (DNER, 1996).

a) FWD Dynatest Modelo 8000E

Este equipamento foi desenvolvido na Dinamarca e aperfeiçoado nos Estados Unidos

encontrando-se ilustrado na figura 2.35. O pulso de carga transiente é gerado pela queda

de um conjunto de massas metálicas sobre um sistema de amortecedores de borracha

que transmitem a carga ao pavimento através de uma placa de 30 cm de diâmetro,

apoiada sobre uma membrana de borracha. A força aplicada ao pavimento pode variar

entre 1500 lb (7kN) a 2500 lb (111kN) em função da altura de queda e da configuração do

conjunto de massas utilizado. Os deslocamentos gerados na superfície do pavimento são

medidos por 7 geofones ( com capacidade de medição de 2mm) instalados na placa de

carga e ao longo de uma barra metálica de 2,25 m de comprimento, os quais são

dispostos longitudinalmente em relação ao ponto de aplicação da carga, conforme

ilustração na figura 2.36.

As distâncias dos geofones em relação ao centro da carga aplicada são fixadas

objetivando maximizar a acurácia em função da estrutura ensaiada. Os geofones devem

ser posicionados de forma que as deflexões por eles registradas reflitam a contribuição

individual de cada camada inserida na zona de tensões provocada pelo carregamento

aplicado. È comum os seguintes espaçamentos: 0, 20, 30, 45, 60, 90, e 150, conforme o

manual de operações com FWD do programa de pesquisas SHRP (1989 apud

MACÊDO, 1996).


112

Figura 2.35 - Ilustração do FWD Dynatest 8000E

(http://www.dynatest.com/hardware/ fwd_hwd.htm).

Figura -2.36 - Esquema do posicionamento da carga e dos geofones do FWD Dynatest

8000E (WSDOT, 1995a)


113

b) FWD KUAB

O FWD KUAB, apresentado na figura 1.37, é um equipamento de fabricação sueca e

utiliza um princípio de operação semelhante ao FWD da Dynatest. Este equipamento

possui a vantagem de utilizar um sistema de geração de carga de duas massas, uma

principal e outra intermediária. Esta configuração faz com que o pulso de carga seja mais

suave e semelhante ao pulso de carga aplicado ao pavimento pelas cargas transientes.

O equipamento utiliza um modelo de placa segmentada, que possibilita melhor

uniformização na distribuição do carregamento aplicado pela placa de carga.

As deflexões são obtidas através de sete acelerômetros (podendo ser instalados até

nove), onde um deles é instalado na placa de carga e os restantes dispostos a distâncias

variáveis numa barra de 1,80 m de comprimento (ROCHA FILHO 1996, MACÊDO, 1996).

Figura 2.37 - Ilustração do FWD KUAB (http://www.dot.ca.gov/).

2.3.3 – Características dos Equipamentos de Ensaios Não-destrutivos

Nas tabelas 2.18 e 2.19 constam as características dos dois equipamentos FWD

existentes no Brasil e outros equipamentos de ensaios não-destrutivos, respectivamente.


114

Tabela 2.18 - Características dos dois equipamentos FWD existentes no Brasil

(MEDINA et. al., 1994).

Características Dynatest KUAB

Montagem trailer aberto trailer fechado

Pulso de Cargaqueda de um conjunto de

massas queda de dois conjuntos de massas

Tempo de duração do pulso 30 ms 34 a 50 ms

Amortecimento colchões de borracha

Placa rgida de carga uma com 30 cm de diâmetroe outra com 45 cm

placa segmentada em 4 partes unidas por embolos

Ajuste a superfície do pavimento inclinação da placa até 6o

em relação a horizontalSegmentação da placa

Força aplicada 7 kN a 111 kN 14 kN a 150 kN

Medida de deflexão 7 geofones 7 sismômetros

Deflexão máxima 2 mm 5 mm

Controle de ensaio automático automático

Registro de temperatura sim Sim

Registro de carga sim Sim

Pontos ensaiados por dia 500 a 700 500 a 700


115

Tabela 2.19 - Características de equipamentos não-destrutivos (WSDOT,1995a).

* lbf = 4.448 N* 1 pol. = 2.54 cm

Segundo BENTSEN et. al. (1989 apud MACÊDO, 1996), a acurácia dos diferentes tipos

de equipamentos utilizados para a realização de ensaios não-destrutivos estão mostrados

na tabela 2.20.

EquipamentoForça

Dinâmica, lbf*

Transmissãode Carga por

Número e tipo de sensores de deflexão

Espaçamentodos sensores de deflexão

Kuab FWD3000 a 15000

Placa Circular Seccionada

com 11.8 pol.de Diâmetro

7seismometers

Fixos em 0, 8, 12, 24, 36, 48

pol.

Dynatest HWD10000 a 55000

Placa Circular com 11.8 ou17.7 pol. de

Diâmetro

7 geofones Variável, 12 a96 pol.

Dynaflect1000 pulso

a pulso

Duas placas Metalicas com

16 pol. deDiametro por 2pol. de Altura


Dynatest FWD1500 a27000

Placa Circular11.8 ou 17.7

pol. de Diâmetro


Road Rater 2008

500 a27000pulso apulso

Placa Circular com 11.8 pol. de Diâmetro


WES-16

500 a30000pulso apulso



Phonix FWD

2300 a23000


6 geofones Variável, 8.3 a58 pol.


116

Tabela 2.20 – Acurácia nas medidas de deflexões e carga (BENTSEN et. al., 1989)

UDDIN & HUDSON (1989, apud MEDINA et. al, 1994), recomendam que se utilize no

ensaio com o FWD os seguintes níveis de carga:

• 27 kN – carga de roda simples equivalente teoricamente ao eixo padrão

rodoviário de 80 kN, em termos de deflexão na superfície, para uma área

circular de raio de 10,8 cm;

• 40 kN – soma das cargas das duas rodas de semi-eixo padrão;

• 64 kN.

O procedimento de ensaio é feito geralmente na seguinte seqüência:

1. move-se o trailer para o local de ensaio, e posiciona-se o FWD na estação

desejada;

Medida Equipamento Erro (%)

Deflexão Dynaflect 0 -7.5

Revestimento em concreto asfáltico

Road Rater 1.8 – 14

Wes 1.9 – 4.0

FWD Dynatest 3.0 – 8.6

HWD Dynatest 0.3 – 6.7

FWD KUAB 10 – 13

FWD PHONIX 4.4 – 15.2

Carga Dynaflect ** 30.7 – 87.7

Revestimento em concreto de cimento

Road Rater 3.4 – 5.8

Wes 1.3 – 3.4

FWD Dynatest 3.0 –4.3

HWD Dynatest 1.9 – 3.7

FWD KUAB 1.1 –1.6

FWD PHONIX 6.9 – 8.3

* Erro (%) = valor calculado – valor medido)/(valor calculado)x100

** Bush Ill (1983) encontrou –4.2% para pavimentos rígidos e –12.9% para pavimentos flexíveis

(Ricci et. al. 1985).


117

2. liga-se o microcomputador e o processador que ficam na cabine do veículo

rebocador;

3. seleciona-se a configuração de massas a ser utilizada na campanha de

ensaios, fixando-as nos locais apropriados;

4. aciona-se no microcomputador o programa de campo, de onde é definido o

tipo de ensaio desejado e comandadas todas as operações de ensaio,

incluindo abaixamento da placa de carga e da barra de geofones, elevação

dos pesos para altura de queda pré-determinada, liberação dos pesos para

a queda e elevação da placa e sensores. A operação completa pode ser

controlada por uma pessoa situada no veículo rebocador e uma seqüência

de ensaio dura 45 segundos em média;

5. a cada golpe programado aplicado vão sendo exibidos em tela, na linha

relativa, a altura de queda, o pico de pressão na placa, a força

correspondente e os picos de deflexão registrados em cada sensor. Após

concluída a seqüência de golpes, a placa e os sensores são suspensos

hidraulicamente e o sistema emite um sinal sonoro indicando que o trailer

pode ser deslocado para a próxima estação.

2.3.4 – Falling Weight Deflectometer - FWD: vantagens e limitações

Os deflectômetros de impacto tipo FWD estão sendo cada vez mais utilizados nas

avaliações estruturais de pavimentos flexíveis e de concreto, de pistas de aeroportos e de

rodovias (MEDINA et. al., 1994).

Segundo PINTO e PREUSSLER (2002), resumidamente o FWD possui as seguintes

vantagens em relação à viga Benkelmen:

• 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;


118

• temperatura da superfície do pavimento e do ar medidas e registradas

automaticamente, além das distâncias percorridas entre os pontos de

ensaios;

• indicado para o controle estrutural das camadas do pavimento desde o

subleito até a camada de revestimento;

• 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).

Deve-se ressaltar que, o uso do FWD apesar de ser bastante aplicado para o

fornecimento de dados na concepção de projetos para restauração de pavimentos

rodoviários, urbanos e aero-portuários, não é apenas com esta finalidade que os 30

segundos gastos em cada ensaio podem ser úteis. A partir de estudos com o FWD podem

ser viabilizados estudos tais como: um eficiente controle de qualidade e a implantação de

um sistema de gerência de pavimentos. No primeiro caso é possível verificar se as

condições estruturais das camadas do pavimento encontram-se aceitáveis antes de

serem liberadas ao tráfego, através de uma campanha de ensaios com o FWD ao longo

do trecho e comparando-se os módulos obtidos para as camadas com os valores

requeridos em projeto e daí avaliar o grau de atendimento da estrutura aos valores

especificados. Em relação a um programa de gerenciamento os ensaios com o FWD

podem compor um sistema que permita identificar as condições do pavimento no que diz

respeito à sua vida útil, ou seja, pode-se saber quanto tempo uma estrutura pode durar

levando-se em conta modelos de desempenho. Desta forma se viabiliza um programa de

gerenciamento em nível de rede, que processa a otimização técnica e econômica das

alternativas de restauração quando confrontadas com os benefícios delas decorrentes e

com as restrições orçamentárias.

Segundo MEDINA et. al. (1994), as limitações do FWD incluem:


119

• a presença de uma camada rígida, dependendo da profundidade, pode

interferir no ajuste da bacia de deflexões obtida e, por conseqüência, na

retroanálise dos módulos, esta limitação também se aplica a outros

equipamentos NDT de medida de deflexões;

• a aceleração da carga do FWD é maior que a de uma carga de roda em

movimento, de modo que a inércia da massa do pavimento pode

desempenhar um papel importante para o FWD, enquanto que é

desprezível para a roda em movimento. Porém este fato não parece afetar

a boa concordância das deflexões medidas com o FWD em comparação

com as medidas sob carga de roda;

• o FWD gera um sinal de carga transiente e o impacto gerado no

pavimento cria ondas de corpo e ondas superficiais. Os sensores captam a

velocidade vertical do movimento da superfície do pavimento, e a partir da

interação analógica dos sinais obtém-se a resposta deflexão “versus”

tempo de cada sensor, sendo o tempo para completar esta operação de

aproximadamente, 100 ms. Usualmente estes sinais são utilizados para

extrair o pico de carga e os picos de deflexão em cada sensor de modo

que, a bacia de deflexão não é na verdade, o que se observa durante o

ensaio, pois há a diferença de fase (“phase lag”) dos sinais dinâmicos

captados pelos transdutores.

2.3.5 – Ground Penetrating Radar – GPR

Existem outros equipamentos não tão utilizados quanto o FWD e a Viga, que utilizam

transmissão de ondas eletromagnéticas de curta freqüência, cita-se como exemplo o

“Ground Penetration Radar” – GPR.

Segundo MARGARIDO et. al. (1998), o GPR é um equipamento não destrutivo, de menor

interferência no tráfego (os ensaios são realizados em veículos trafegando na rodovia),

que possibilita a determinação da estrutura do pavimento com resultados ao longo de

todo o trecho (pois a leitura é “contínua”), possibilitando inclusive uma precisa delimitação

dos segmentos homogêneos.


120

Segundo GONÇALVES e CERATTI (1998), o GPR vem sendo utilizado em vários campos

da engenharia (ex: investigação de tubulação soterrada, estudos de barragens e perfis

estratigráficos, identificação do nível do lençol freático, caracterização de zonas fraturadas

em maciços rochosos). No campo da engenharia de pavimentos a sua aplicação abrange,

até o momento, domínios específicos, tais como (UDDIN & HUDSON, 1994; MASER et.

al., 1994; MESCHER et. al., 1996; NCHRP SYNTHESIS 255, 1998):

• identificação das espessuras das camadas do pavimento;

• verificação das condições dos materiais das camadas;

• investigação da presença de vazios sob placas de concreto cimento.

O princípio de funcionamento do GPR baseia-se na transmissão de ondas

eletromagnéticas de curta freqüência, permitindo assim o levantamento contínuo ao longo

da profundidade em estudo, por exemplo, no interior do pavimento ou solo. Para a

avaliação de pavimento utiliza-se antena adaptada a um veículo, sendo que os pulsos

eletromagnéticos emitidos refletem, retornando com um tempo e amplitude que estarão

relacionados com uma localização e natureza (propriedade eletromagnética) dos

materiais que compõem a estrutura podendo ser ar/asfalto ou asfalto/base. (GONÇALVES

e CERATTI, 1998).

Na figura 2.38, observa-se uma ilustração da emissão e reflexão de ondas

eletromagnéticas no interior da estrutura de um pavimento. E nas tabelas 2.21 e 2.22,

constam as propriedades eletromagnéticas típicas de alguns materiais e o intervalo de

acurácia na determinação das espessuras do pavimento, respectivamente. Na figura 2.39

vemos uma ilustração do GPR.


121

Figura 2.38 - Emissão e reflexão de ondas eletromagnéticas nas interfaces do pavimento

(AL-QADI et. al. 2001)

Tabela 2.21 – Propriedades eletromagnéticas típicas (GONÇALVES e CERATTI, 1998)

Material

Constante

Dielétricarelativa

Condutividade

Elétrica

(mS/m)

Velocidade

(m/ns)

Atenuação

(dB/m)

Ar 1 0 0.30 0

Água 81 0.05 0.033 0.1

Água do Mar 3-5 3x104 0.015 103

Areia Seca 20-30 0.01 0.15 0.01

Areia Saturada 5-30 0.1-1.0 0.06 0.03-0.3

Siltes 5-40 1-100 0.07 1-100

Argilas 5-40 2-1000 0.06 1-300

Granito 4-6 0.01-1 0.13 0.01-1

Concreto

asfáltico3-6 0.5-1.5 0.12 0.05-0.5

Concreto

cimento6-11 1-3 10 0.5-1.5


122

Tabela 2.22– Intervalos de acurácia na medida das espessuras das camadas do

pavimento (MASER, 1996).

Figura 2.39 – Ground Penetrating Radar – GPR (HADDAD et. al. (1998).


123

2.3.6 – Comparação e Correlações entre Diferentes Equipamentos de Ensaios NDT

Correlacionar resultados de diferentes equipamentos não é tarefa fácil, pois as deflexões

medidas na superfície do pavimento e suas respectivas curvaturas são dependentes de

vários fatores como o método de ensaio empregado, magnitude das cargas, a não-

linearidade dos materiais que compõem as camadas, as taxas de carregamento, fatores

climáticos e o tipo da estrutura ensaiada (MEDINA et. al., 1994).

No entanto, as metodologias oficiais brasileiras para o cálculo da espessura de reforço de

pavimentos foram desenvolvidas com base na deflexão máxima medida com a viga

Benkelman, que também é empregada em Sistemas de Gerência de Pavimentos de

Órgão Rodoviários e nos modelos de deterioração utilizados pelo modelo HDM,

desenvolvido pelo Banco Mundial. Desta forma, com o aumento do uso do equipamento

Falling Weight Deflectometer (FWD), bastante vantajoso em relação a viga Benkelman,

por este fato, existe uma expectativa de se poder converter as medidas com o FWD em

deflexões equivalentes as da viga Benkelman (BORGES, et. al., 2003).

O DNER (1998) cita um trabalho realizado por Fabrício et. al. apresentado na 30a Reunião

Anual de Pavimentação – ABPV no ano de 1996, onde se buscou estabelecer correlações

entre as “Deflexões Recuperáveis Características de Segmentos Homogêneos” em

pavimentos flexíveis medidas com a viga Benkelman (medidas estáticas) com as medidas

de deflexões características medidas com o FWD (medidas dinâmicas), de modo a

propiciar o uso destas últimas pelo DNER nos métodos de projeto, e nos modelos atuais

de Sistema de Gerência de Pavimento.

Os dados utilizados nos estudos foram aqueles provenientes das seguintes fontes:

• projetos em desenvolvimento na DEP-DNER;

• determinações do sistema de Gerência de Pavimento do IPR –

DNER;

• determinações obtidas na BR-101/RS, trecho: Torres – Osório,

executadas pela Dynatest e ECL para o DNER;

• tese de doutorado do Eng.o Salomão Pinto – UFRJ.


124

Os resultados obtidos foram os seguintes:

• para deflexões DFWD < 85 x 10-2 mm;

• para deflexões DFWD > 85 x 10-2 mm;

Em que:

DB – deflexão obtida por viga Benkelman;

DFWD – deflexão obtida por FWD.

O DNER (1998) cita ainda, que as correlações entre deflexões obtidas por viga

Benkelman e FWD são dependentes de diversos fatores e, principalmente, da resposta

elástica da estrutura de pavimento que está sendo avaliada. Desta forma, não existem

correlações de aplicação generalizada. Constata-se que geralmente, em pavimentos de

razoáveis espessuras de CBUQ, as deflexões Benkelman são cerca de 20% a 30 %

superiores ás obtidas por FWD.

Em MARCON (1996), encontram-se resumidamente alguns estudos e pesquisas com a

finalidade de correlacionar as deflexões obtidas por diferentes equipamentos

2.3.7 – Fatores que Influenciam nos Levantamentos Deflectométricos

a) Influência da Sazonalidade

As rodovias brasileiras apesar de não sofrerem com o fenômeno do “gelo e

degelo”, no período chuvoso o teor de umidade do subleito pode aumentar, e com isso

DB = 8,964 (DFWD – 60)0,715

DB = 20,645 (DFWD – 19)0,351

(2.31)R2= 0,952

(2.32)R2= 0,933


125

diminuir a sua capacidade de suporte, conseqüentemente influenciar na medida da

deflexão superficial no centro de aplicação da carga, já que ela é dependente das

características de todas as camadas (ROCHA FILHO, 1996)

No Rio de Janeiro no ano de 1967, foram realizados levantamentos de deflexões

durante 17 meses e, constatou-se que a melhor época do ano para se fazer as medidas

de deflexões seria logo após época chuvosa, pelo fato, de que o subleito estaria nas

condições mais desfavoráveis de suporte (OLIVEIRA e FABRÍCIO, 1967).

Segundo SOUZA et. al. (1977) apud MEDINA (1997), foram realizados estudos

com a finalidade de avaliar o método de dimensionamento de pavimentos flexíveis do

DNER (hoje Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes - DNIT), o qual se

baseia no ensaio de CBR. Constatou-se que a umidade natural obtida através de

prospecções em trechos homogêneos de 500m a 1000m de extensão era quase sempre

inferior à ótima. Também foi observado que os valores de CBR “in situ” eram, quase

sempre, superiores aos obtidos em amostras compactadas e embebida em laboratório.

Entre 1979 e 1984 foram realizados estudos pelo Instituto de Pesquisas

Rodoviárias (IPR), no sentido de avaliar o efeito da sazonalidade nas medidas das

deflexões. Verificou-se que a sazonalidade era praticamente insignificante quanto aos

reflexos das variações de umidade refletida na deflexão (MEDINA, 1997).

Entretanto, os procedimentos DNER PRO 10/79 (DNER, 1979a) e DNER PRO

11/79 (DNER, 1979b), indicam que a época mais favorável para realização das medidas

de deflexão é imediatamente após a estação chuvosa, pelo fato do subleito se apresentar

na sua condição de máxima umidade (condição mais desfavorável). Porém, como nem

sempre é possível se fazer os levantamentos deflectométricos após a estação chuvosa,

aplicam-se fatores de correção sazonal afim de corrigí-las para a época mais

desfavorável. Entretanto, os fatores dependem de pesquisas regionais, o que é quase

inexistente no Brasil, desta forma os procedimentos sugerem que sejam utilizados os

valores constantes na tabela 2.23.


126

Tabela 2.23 – Fatores de Correção Sazonal (DNER, 1979a;1979b).

b) Influência da Temperatura

O estudo da temperatura de pavimentos flexíveis é de extrema importância,

devido as propriedades visco-elástoplásticas das misturas asfálticas que são função dos

gradientes de temperatura que atingem o pavimento. Quando a temperatura diminui, afeta

a viscosidade do ligante, tornando-o mais viscoso e o revestimento, mais rígido,

aumentando a sua capacidade de distribuição de carga na estrutura e,

conseqüentemente, diminuindo as deflexões. Em contrapartida, quando a temperatura

aumenta, o efeito se inverte, ou seja, a viscosidade diminui, reduzindo a rigidez e,

conseqüentemente tem-se um aumento nas deflexões (MOTTA e MEDINA, 1986).

Com o intuito de se verificar a influência da temperatura nas medidas das

deflexões, ROCHA FILHO (1996) realizou levantamentos deflectométricos sobre um

mesmo ponto do pavimento, em dias e horários distintos, mantendo-se constantes a

configuração do carregamento e posicionamento dos sensores do FWD, o resultado

pode-se verificar na figura 2.40. Constatou-se que, mesmo mantendo constante a

configuração do carregamento, quanto menor a temperatura da superfície do

revestimento, maior era o valor da carga aplicada e, conseqüentemente, menor as

deflexões. Isto ocorre devido a maior rigidez da camada asfáltica em função do

decréscimo de temperatura.

Natureza do Subleito

Fator de Correção Sazonal - FS

Estação SecaEstaçãoChuvosa

Arenoso e

Permeável1,10 – 1,30 1,00

Argiloso Sensível á

Umidade1,20 – 1,40 1,00


127

Figura 2.40 – Efeito da Temperatura nas Deflexões dos Pavimentos Flexiveis (h1=7,5 cm)

(ROCHA FILHO, 1996)

c) Influência do Modo de Carregamento

Segundo ROCHA FILHO (1996), a influência do modo de carregamento sobre as

deflexões pode ser melhor evidenciada quando é analisado o perfil das deflexões obtidas

pelo emprego de equipamentos que utilizam modos diferentes de aplicação de

carregamento. O autor cita Tholen et. al. (1985), que apresenta os resultados de diversas

pesquisas que analisaram os efeitos de diferentes modos de carregamento aplicados em

pavimentos. Conclui-se que a magnitude das deflexões é extremamente afetada pelo

modo de carregamento utilizado e, dentre todos os equipamentos analisados, o que

melhor simula o efeito das cargas de roda no pavimento é o FWD.

Outro aspecto importante é que, em todas as análises utilizando as deflexões, admiti-se

que as cargas são uniformemente distribuídas sob a placa. Entretanto, SHANIN (1995)

apud ROCHA FILHO (1996), demonstra que isto realmente não ocorre, sendo que as

placas mais rígidas (inteiriças), dependendo das condições do pavimento, apresentarão

diferentes distribuições de pressão de contato. Para minimizar este problema, a KUAB

introduziu placas articuladas que propiciam melhor distribuição do carregamento.

0

10

20

30

40

0 20 40 60 80 100 120 140

Def

lexõ

es (0

,01m

m)

Distâncias (cm)

Efeito da Temperatura nas Deflexoes dos Pavimentos Flexiveis

20,6 ºC

25,9 ºC

28,8 ºC

33,5 ºC

14,0 ºC


128

d) Posicionamento dos Sensores

O posicionamento dos sensores é muito importante nos levantamento deflectométricos,

pois influenciam nas medidas de deflexões. O manual da SHRP LTPP (1989) recomenda

as seguintes distâncias: 0, 30 ,45, 60 ,90, 150 cm tanto para os pavimentos flexíveis como

para os rígidos.

Segundo ROCHA FILHO e RODRIGUES (1996), a escolha do posicionamento dos

sensores deve ser feita em função da rigidez e espessura do pavimento em análise. Para

pavimento espesso o último sensor deve ficar o mais afastado possível do ponto de

aplicação da carga a fim de se obter somente as deflexões sofridas pelo subleito. Já para

pavimentos em tratamento superficial duplo e simples, o último sensor pode ficar mais

próximo do ponto de aplicação da carga.

Segundo PINTO e DOMINGUES (2001) apud SUASSUNA (2003), geralmente são

empregados os seguintes posicionamentos dos sensores:

• Para pavimentos flexíveis: 0, 20, 30, 45, 65, 90 e 120 cm;

• Para pavimentos rígidos: 0, 20, 30, 80, 100, 160 e 200 cm.

Outros fatores que também exercem influência nas medidas de deflexões segundo

MOMM et. al. (2001), são:

• geometria do carregamento;

• magnitude do carregamento;

• pressão de inflação do pneu;

• ponto de aplicação da carga;

• posição do ponto de medida em relação à posição da carga.


129

2.4 – Avaliação do Tráfego

Nas rodovias circulam veículos de passeio e comerciais. Os veículos comerciais são os

caminhões e ônibus, cujo efeito sobre os pavimentos é mais pronunciado devido à maior

carga transportada. As cargas são transmitidas aos pavimentos por rodas pneumáticas

simples ou duplas arranjadas em eixos simples e tandem, duplos ou triplos. A ação do

tráfego, não só pelo peso transportado, mas também pela freqüência com que solicita o

pavimento, provoca a deterioração do mesmo (ALBANO, 1998).

A avaliação da solicitação do tráfego é um componente de grande importância tanto para

pavimentos novos como para o reforço, pois as estruturas projetadas e existentes estão

intimamente ligadas às magnitudes das cargas que a solicitarão por eixos de diversas

configurações com cargas distintas. Desta forma, o tratamento das solicitações do

tráfego é a conversão de todo o universo de eixos e cargas em um número equivalente de

repetições de um eixo-padrão. O eixo padrão estabelecido é o eixo simples de rodagem

dupla (ESRD) com carga total de 8,2 tf (18.000 lb) e pneus com pressão de inflação de

5,6 kgf/cm2 (80 psi).

O efeito deletério do tráfego sobre os pavimentos é bastante complexo se constituindo

numa das maiores dificuldades encontradas na tentativa de tornar racional a consideração

deste componente no dimensionamento da estrutura do pavimento. Citam-se os seguintes

fatores que concorrem para a complexidade do problema:

• heterogeneidade das configurações dos eixos;

• variações nos valores das cargas por eixo e pressão de inflação dos

pneumáticos ao longo da vida de projeto;

• variações na velocidade dos veículos devido a geometria da via e

volume de tráfego;

• efeito do meio ambiente (temperatura e umidade),

• comportamento dos materiais das camadas do pavimento e do

subleito.


130

Segundo CERATTI (1997), os defeitos nos pavimentos flexíveis podem assumir várias

formas, podendo ser listados como os maiores danos os seguintes:

a) desgaste da superfície de rolamento, com a exposição dos agregados e perda da

textura superficial decorrente da abrasão provocada pelos veículos;

b) envelhecimento do ligante betuminoso por oxidação, fragilizando a mistura alfáltica,

possibilitando o trincamento e o arrancamento dos agregados;

c) fissuras que se formam e evoluem nas camadas de concreto asfáltico devido à

fadiga provocada pela repetição das cargas;

d) afundamento da trilha de roda ou ondulações na superfície ocasionadas por

acúmulo de deformações plásticas em todas as camadas ou somente no

revestimento, sob ação das cargas do tráfego.

Segundo ALBANO (1998), os defeitos dos grupos a) e b) ocasionam incômodos aos

usuários, porém estão localizados superficialmente podendo ser facilmente

diagnosticados e recuperados com custos relativamente baixos. Do elenco de danos

provocados pela ação do tráfego os mais importantes são os defeitos internos, pela

dificuldade de serem detectados e serem mais abrangentes em termos de efeito, pois

afetam a estrutura do pavimento. Ambos, o trincamento da superfície de concreto asfáltico

- CA, provocado pela fadiga do material e o afundamento da trilha de roda que, além da

irregularidade superficial, proporciona o acúmulo de água da chuva, exigem ações mais

radicais e de maior custo para correção. Estes defeitos, ocasionados por veículos

pesados, ocorrem muitas vezes prematuramente devido a excessos de peso praticados

por transportadores.

A publicação Truck Weight Limites (NATIONAL RESEARCH COUNCIL, 1990 apud

ALBANO, 1998), contém uma análise do efeito de veículos pesados sobre pavimentos.

Esse trabalho destaca que as condições e o desempenho dos pavimentos não dependem

unicamente do número de veículos pesados e da carga por eixo que os pavimentos estão

sujeitos. Outros fatores também devem ser considerados:

• espessuras das diversas camadas constituintes do pavimento;


131

• qualidade dos materiais empregados na construção;

• procedimentos construtivos adotados;

• condições de manutenção da rodovia;

• propriedades do subleito e,

• condições ambientais, destacando-se a precipitação pluviométrica e o

valor e variação da temperatura.

No Brasil, os veículos são regulamentados pelas Leis do Conselho Nacional de Trânsito

(CONTRAN), que no ano de 1997 estabeleceu a carga máxima admissível por eixo

simples de rodagem dupla de 10tf (98 kN) e o peso bruto total por unidade ou

combinações de veículos em 45 tf (441 kN). O CONTRAN na resolução no 114 de 12 de

maio de 2000 admitiu uma tolerância de 7,5% sobre o peso declarado na nota fiscal,

acima das cargas legais admitidas, devido a falta de precisão das balanças.

Os limites legais para a carga máxima por eixo vigente no Brasil através da Lei no 7.408,

são apresentados na tabela 2.24.

Tabela 2.24 – Limite legal de carga por eixo.

2.5 – Métodos de Dimensionamento de Reforço de Pavimentos Flexíveis

O dimensionamento do reforço através de camada asfáltica adicional ou recapeamento é

o procedimento mais utilizado na reabilitação de pavimentos. A camada de reforço tem o

papel fundamental de recuperar as características funcionais e estruturais prolongando a

vida útil do pavimento.

Até os anos 1960, a abordagem, para o dimensionamento do reforço de um pavimento

era baseado na experiência regional e no critério da resistência (deformações

TIPO DE EIXO CARGA LEGAL (tf)

Eixo simples de roda simples 6

Eixo simples de rodas duplas 10

Eixo tandem duplo 17

Eixo tandem triplo 25,5


132

permanentes). A partir da década de 1960, surgiram métodos baseados em ensaios

deflectométricos (não destrutivos) que tiveram aceitação generalizada e foram

gradualmente difundidos.

Em meados da década de 1970, com o advento de equipamentos mais sofisticados e

programas computacionais capazes de fornecer informações quanto as características

elásticas dos materiais constituintes dos pavimentos, começaram a ser introduzidos os

métodos mecanísticos ou analíticos, que se fundamentam na análise de tensões e

deformações nas camadas dos pavimentos.

A partir dos anos 1980, com o desenvolvimento dos sistemas de gerência de pavimentos,

surgiram metodologias de reforço fundamentadas em modelos de previsão de

desempenho e que procuram analisar diversas estratégias de intervenção com vistas a

diminuir o custo de ciclo de vida do pavimento (DNER, 1998; PINTO e PREUSSLER,

2002).

Segundo RODRIGUES (2001), os objetivos específicos a serem atingidos quando se

projeta a restauração de um pavimento são os seguintes:

• Trazer a condição funcional (conforto ao rolamento e segurança) a níveis

compatíveis com a de um pavimento novo;

• Garantir uma vida de serviço mínima para o pavimento restaurado, de modo a

que uma nova intervenção desse mesmo porte seja requerida apenas após

este período;

• Utilizar técnicas disponíveis e aplicáveis, e que atendam a requisitos

operacionais e às restrições orçamentárias;

• Controlar os mecanismos pelos quais a deterioração das estruturas de

pavimento vem se processando ao longo do tempo.

Atualmente, no Brasil, entre os métodos de dimensionamento de pavimentos flexíveis

empregados destacamos quatro normalizados pelo DNER (1998) e três não

normalizados, os quais se classificam pelos seguintes enfoques:


133

Enfoque Empírico – Análise Deflectométrica

• DNER-PRO 10/79 – Método A;

• DNER-PRO 11/79 – Método B;

• Método do Instituto do Asfalto.

Enfoque Empírico – Análise da Deficiência Estrutural e Funcional

• DNER-PRO 159/85 (DNER, 1985);

• Método da AASHTO;

• Método do Instituto do Asfalto.

Enfoque Mecanístico-empírico

• DNER-PRO 269/94 – Método da resiliência (Tecnapav) (DNER, 1994i).

Os métodos mais utilizados atualmente no Brasil são os métodos DNER-PRO 11/79 –

Método B DNER-PRO 269/94 – Método da resiliência (Tecnapav), descritos

resumidamente a seguir:

a) DNER PRO-10/79 – Método A (DNER, 1979a)

O DNER PRO-10/79 baseia-se no método de dimensionamento adotado pela California

Division of Highways na década de 60 (antiga CDH, atual CALTRANS). Seus princípios

básicos derivaram do trabalho: “Análise das Condições de Deformabilidade de Reforços

com base na Experiência Californiana” (PEREIRA, 1975). Este método fundamenta-se na

relação entre a grandeza das deflexões recuperáveis e o desempenho dos pavimentos

asfálticos.

O método considera que num pavimento satisfatoriamente projetado e bem construído, a

evolução das deflexões recuperáveis ao longo da vida de um pavimento pode se dar nas

fases de: consolidação devido à ação do tráfego que ocasiona decréscimo na deflexão,

elástica em que a deflexão permanece constante e de fadiga que se caracteriza por um


134

acelerado crescimento no valor da deflexão e a perda de capacidade estrutural das

camadas do pavimento conforme figura 2.41.

Figura 2.41 – Fases da vida de um pavimento (DNER, 1998).

As diretrizes a serem consideradas no projeto, são baseadas tanto no inventário do

estado do pavimento (DNIT PRO- 006/2003), bem como nos da análise deflectométrica

conforme tabela 2.25.


135

Tabela 2.25 – Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (DNER, 1998).

Os símbolos constantes na tabela correspondem aos seguintes significados:

IGG = Índice de Gravidade Global (DNER PRO 08/94);

F = Valor médio das flechas nas trilhas de roda;

AP% = porcentagem de afundamentos plásticos de reconhecida gravidade;

do = deflexão de projeto, referida a carga de 6,8 tf;

IGG F e AP D0 e Dadm

Decisão quanto ao aproveitamento da estrutura existente e quanto as medidas corretivas a serem levadas em conta no

projeto

IGG < 180

F < 30mme

AP < 33%

d0 < dadm

1. Aproveitamento total do valor residual do pavimento existente;

2. Programação de reparos locais, se necessário;

3. Programação de tratamento de rejuvenescimento, se necessário.

3dadm > do

> dadm



3. Projeto de reforço com base no critério de deformabilidade.

do > 3dadm



3. Projeto de reforço com base no critério de deformabilidade e projeto de reforço com base no critério de resistência, no caso de aproveitamento total do valor residual do pavimento existente. Projeto de nova estrutura com base no critério de resistência, no caso de aproveitamento parcial do valor residual do pavimento.

F > 30mmou

AP > 33%---


2. Programação de reparos locais;

3. Projeto de reforço com base no critério de deformabilidade e projeto de reforço com base no critério de resistência, no caso de aproveitamento total do valor residual do pavimento existente. Projeto de nova estrutura com base no critério de resistência, no caso de aproveitamento parcial do valor residual do pavimento.

IGG > 180 --- ---Remoção parcial ou total do pavimento e sua substituição parcial ou total por nova estrutura projetada com base no critério de resistência.


136

dadm = deflexão admissível pelo pavimento existente, referida a carga de 6,8 tf, em se

considerando o tráfego que ele suportaria durante o período compreendido entre a data

de sua colocação em serviço e data correspondente ao final do período de projeto

estabelecido para efeito de análise.

O método é fundamentado na experiência em projetos de reforço do CDH, respaldada no

grande acervo experimental, que pode ser resumida em dois nomogramas: o nomograma

A que relaciona a deflexão admissível ao índice de tráfego (IT) e o nomograma B que

relaciona a redução de deflexão (Δ) à espessura de reforço em termos de material

granular, através de coeficientes estruturais específicos do método.

b) DNER PRO-11/79 – Método B (DNER, 1979b)

O DNER PRO -11/79 possui os mesmos procedimentos preliminares de obtenção dos

dados desse método de avaliação e dimensionamento da PRO 10/79, que são:

• dados do levantamento histórico;

• dados da prospecção preliminar, e

• dados da prospecção definitiva.

Através do inventário de superfície (DNIT PRO– 006/20034) e das deflexões recuperáveis

(DNER – ME 24/94), o trecho é dividido em segmentos homogêneos, onde é determinada

estatisticamente a deflexão de projeto para cada segmento conforme descrito na PRO

10/79 (DNER, 1998).

As espessuras de reforço obtidas pelo método B podem conduzir a valores inferiores as

que são obtidas no método A. Baseia-se no conhecimento do número “N” de repetições

da carga padrão 8,2t, equivalente a ação do tráfego que irá solicitar o pavimento, e em

medidas de deflexões recuperáveis, obtidas por viga Benkelman (ANDREATINI, 1988 e

BENEVIDES, 2000).

A espessura de reforço pode ser obtida pela equação conhecida como equação de Ruiz

(engenheiro argentino):


137

Sendo:

hCB = espessura de reforço em concreto asfáltico, em cm;

dp = deflexão Benkelman de projeto, sob carga de 8,2 tf (10-2 mm);

dadm = deflexão admissível após execução do reforço, 10-2 mm.

K = fator de redução da deflexão (k = 40 para concreto asfáltico).

Segundo ANDREATINI (1988), o valor de 40 atribuído para k, em reforços asfálticos, não

parece provável que seja função exclusivamente do material. Constatou que o “k” não é

constante, e sim uma grandeza variável, função da estrutura e da espessura “h” do

reforço.

O método possibilita o desmembramento da espessura do reforço em duas ou mais

camadas permitindo se determinar as espessuras das camadas não constituídas de

concreto asfáltico, isto pode ser feito considerando-se os coeficientes estruturais definidos

pelo método, conforme ilustrado na tabela 2.26.

A deflexão admissível é determinada pela seguinte equação:

Sendo:

N = número de solicitações do eixo padrão rodoviário de 8,2tf.

adm

pCB D

Dkh log.=

(2.33)

)Nlog(.,,)Dlog( adm 1760013 −=

(2.34)


138

Tabela 2.26 – Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (DNER, 1998).

c) DNER PRO-159/85 (DNER, 1985)

Segundo DNER (1998), o procedimento 159/85 leva em consideração um dos principais

conceitos da Gerência de Pavimentos, qual seja: a análise de varias alternativas de

reforço para um pavimento, mediante estudo do desempenho funcional e estrutural de

cada uma das alternativas, e seus correspondentes custos de construção e manutenção

ao longo da vida útil estabelecida.

Primeiramente, calcula-se o número estrutural do pavimento, o qual é o somatório dos

produtos das espessuras das camadas por seus respectivos coeficientes de equivalência

estrutural. Para obter o coeficiente estrutural do revestimento em concreto asfáltico (a1),

utiliza-se uma expressão que estima o a1 em função de MR a 30 oC. Na falta do valor de

ensaio, adota-se 30.000 kgf/cm2. As camadas granulares e os solos do subleito têm


139

coeficientes determinados em função do CBR. As camadas cimentadas e os tratamentos

superficiais possuem coeficientes estruturais constantes. O tráfego é representado pelo

número de repetições dos eixos de 8,2tf, determinado com um Fator de Veículos

diferente. O Quociente de Irregularidade (QI) é determinado com o integrador IPR/USP ou

o maysmeter, a deflexão e as áreas trincadas e desgastadas são utilizadas na previsão

da evolução futura pelas curvas de desempenho em função do tráfego. Por fim, as

diferentes possibilidades de restauração são analisadas em função dos custos projetados.

Segundo SANTANA (1989), uma das desvantagens do método é a pouca validade dos

coeficientes das equações de desempenho, tendo em vista, que as experiências foram

realizadas em uma área contínua que representa apenas cerca de 5% do Brasil. No

entanto, com mais experiências que permitam estabelecer tais coeficientes, ter-se-á um

ótimo método para as condições usuais, reservando-se os métodos baseados em

modelos elásticos para os casos especiais.

d) DNER PRO-269/94 (DENER, 1994i)

O método foi desenvolvido pelos engenheiros PINTO e PREUSSLER (1982) e

apresentado pela primeira vez na Reunião Anual de Pavimentação, sendo resultante dos

estudos da pesquisa sobre Avaliação Estrutural de Pavimentos, empreendida pelo

IPR/DNER e firmas de Consultoria e utiliza o programa TECNAPAV (Tecnologia Nacional

para Restauração de Pavimentos Rodoviários e Aeroportuários). O programa TECNAPAV

determina a espessura necessária de camada de reforço em concreto asfáltico a ser

aplicada de modo que a vida de serviço do pavimento restaurado seja aquela

correspondente a certo nível de trincamento a ser atingido no pavimento rodoviário, ou a

vida de fadiga das camadas asfálticas, no caso de pavimentos aeroportuários

(RODRIGUES, 1989).

O procedimento tem como fundamento o modelo de fadiga de misturas betuminosas,

obtida indiretamente utilizando-se como parâmetro de referência a deflexão máxima

prevista de estrutura proposta para uma determinada expectativa de vida de fadiga, no

comportamento resiliente típico de solos finos e materiais granulares e o cálculo de

tensões e deformações considerando a teoria da elasticidade não linear (DNER, 1998).


140

Como nos outros métodos, a rodovia é dividida em segmentos homogêneos,

considerando-se as condições de tráfego, subleito, deflexão recuperável, estrutura do

pavimento e condições superficiais. O número N é calculado em função dos fatores de

equivalência do USCE, diferindo do PRO 159/85 que utiliza os da AASHTO/GEIPOT.

O método estima uma estrutura de referência, composta por três camadas, betuminosa,

granular e subleito, que irá representar o trecho homogêneo em análise.

Além desses critérios, o método leva em consideração os parâmetros de espessura do

revestimento existente, a deflexão característica, o trincamento, a espessura da camada

granular e o tipo de subleito.

O método classifica o material do subleito de acordo com o CBR apresentado e a

porcentagem de silte (S%) na fração que passa na peneira nº 200, conforme tabela 2.27.

Tabela 2.27 – Classificação do solo do subleito quanto a percentagem de silte na fração

fina.

A determinação da espessura efetiva do revestimento betuminoso (HEF) é obtida através

da seguinte expressão:

Sendo :HEF = espessura efetiva, em cm;DC = deflexão caracteristica;I1,I2 = constantes relacionadas com as característica da resiliência do

subleito.

CBR (%) S (%)≤ 35 35 a 65 > 65

≥ 106 a 92 a 5

IIIIII

IIIIIII

IIIIIIIII

HEF = -5,737 + 807,961 ÷ DC + 0,972 x I1 + 4,101 x I2 (2.35)


141

Os valores que devem ser utilizados para as constantes relacionadas com as

características da resiliência do subleito seguem a seguinte metodologia;

Se a espessura da camada granular for inferior ou igual a 45 cm, deve-se utilizar os

valores constantes da tabela 2.28, em função das características do subleito. Se a

espessura da camada granular for superior a 45 cm, utilizar I1 = 0 e I2 = 1.

Tabela 2.28 – Constantes relacionadas com as características da resiliência do subleito.

A deflexão de projeto característica, DC, é dada pela expressão 2.36:

Sendo:

DC = deflexão de projeto, 0,01mm.

D = media aritmética das deflexões de campo, 0,01mm.s = desvio padrão, 0,01mm.

Determinado o HEF, este deve estar compreendido no intervalo EEF HH0 ≤≤ , adotando-se;

Se HEF < 0 – HEF = 0Se HEF > HE – HEF = HE

Sendo;HE = espessura da camada betuminosa existente

Determina-se o critério de fadiga através da fórmula 2.37;

SOLO TIPO I1 I2

I 0 0II 1 0III 0 1

DC = D + s (2.36)

PNlog.,,Dlog 18801483 −= (2.37)


142

Sendo;

D = deflexão máxima admissívelNP = número cumulativo de solicitações de eixos equivalentes ao eixo padrão de

8,2 tf para o período de projeto.

Assim, calcula-se a espessura do reforço em concreto asfáltico através da equação 2.38;

Em função da espessura de reforço calculado pode-se verificar a solução adequada de

recapeamento conforme quadro 2.29.

Tabela 2.29 – Relação de soluções de recapeamento em função da espessura do reforço

DNER-PRO 269/94

Já o dimensionamento do reforço com reciclagem adota mecanismo diferente, sendo

calculado um modulo de resiliência efetivo do revestimento existente que, conjuntamente

Espessura do Reforço Solução de Recapeamento

HR < 3- lama asfáltica- tratamento superficial

3 < HR < 12,5- subdivisão em camadas integradas de CBUQ e pré-misturado- camada única de CBUQ (binder e capa)

12,5 < HR < 25

- utilização de camadas integradas dos tipos CBUQ e pré-misturado, sendo que da HR 60% será de pré-misturado e 40% será em concreto asfáltico

HR > 25

- camadas não devem ser constituídas exclusivamente de misturas betuminosas- verificação da necessidade de remoção do revestimento existente ou camadas com a reconstrução da estrutura do pavimento

21EF 3,893I1,016I1,357HD

238,1419,015HR ++−+−= (2.38)


143

com a determinação do modulo resiliente da mistura através de ensaio de laboratório,

estima seu comportamento conforme a seguinte metodologia;

Para a determinação do módulo de resiliência efetivo do revestimento existente a norma

preceitua a seguinte equação (DNER–PRO 269/94);

Sendo;

Mef = 1000 kgf/cm²

DC – deflexão de projeto, 0,01mm;

I1, I2 – constantes relacionadas ‘as características resilientes da terceira camada da

estrutura de referência;

he – espessura da camada betuminosa existente;

Mef – módulo de resiliência efetivo do pavimento existente, kgf/cm².

Faz-se o calculo da relação modular, e a partir deste parâmetro determina-se a soluçãode recapeamento;

Sendo:μ – relação modularMRC – módulo de resiliência da mistura recicladaMef – módulo de resiliência efetivo do revestimento existente

Se μ = 1, a restauração deve ser realizada sem reciclagem, se μ > 1 deve-se realizar o

calculo da deflexão de projeto característica utilizando a equação 2.41, para vários

valores de alturas de corte, e então avaliar a melhor solução de recapeamento segundo o

quadro 2.30.

21 2766000530714175321911 I,I,hlog,Dlog,,Mlog eCef +−−−=

3241

31

11,

c

ecC

hhDD

−

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+⎟

⎠⎞⎜

⎝⎛ −μ=

(2.39)

(2.39)

(2.40)

μ = MRc/Mef


144

Sendo:DC – Deflexão de projeto, 0,01mmhe – espessura de camada betuminosa existentehc – espessura de corteμ – relação modular

CD – deflexão de projeto característica do pavimento reciclado correspondente aespessura hc, 0,01mm.

Tabela 2.30 – Procedimentos de solução de recapeamento do reforço do pavimento

contemplando reciclagem (DNER-PRO 269/94)

CD = D- reciclagem com espessura de corte

hc constitui alternativa de solução;

CD > D

- restauração mista:

• Corte de espessura hc.

• Recapeamento de espessura

HR.


145

CAPÍTULO IIIRETROANÁLISE EM PAVIMENTAÇÃO E PROGRAMAS COMPUTACIONAIS

3.1 – Introdução

As metodologias de dimensionamento de pavimentos rodoviários novos ou recapeados

mais utilizadas pelos projetistas nacionais tiveram o seu desenvolvimento fundamentado

em experiências empíricas através dos resultados obtidos em laboratórios ou trechos

experimentais. Trazem, portanto, uma desvantagem inerente às características

particulares da região onde foram desenvolvidos.

Por este motivo, tornou-se crescente a busca de métodos mais racionais na concepção

de pavimentos novos ou recapeados baseando-se na aplicação da Teoria da Elasticidade,

no cômputo de tensões, deformações e deslocamentos que são gerados no interior do

pavimento devido a um determinado carregamento externo.

Em 1885 o cientista francês Joseph Boussinesq, publicou o trabalho “Application des

Potentiels a l´Etude de l´Equilibre et du Mouvement des Solides Elastiques”

desenvolvendo um sistema de equações para o cálculo das tensões e deformações

assumindo as seguintes hipóteses: que o material é homogêneo, isotrópico, semi-infinito e

de comportamento elástico-linear obedecendo a Lei de Hooke, para a aplicação de uma

carga pontual agindo perpendicularmente na superfície do maciço. Em seguida, as

equações foram estendidas para outros tipos de carregamento pelo próprio Boussinesq.

Em 1943 o professor Donald M. Burmister apresentou na 23ª Annual Meeting of the

Highway Research Board a “Theory of Stresses and Displacement in Layered Systems

and Application to the Design of Airport Runways”. Deve-se ao professor Burmister a mais

usada teoria de sistemas de duas e três camadas. A Teoria Geral de Tensões e

Deslocamentos em um sistema de duas e três camadas foi desenvolvida conforme os

métodos da teoria da elasticidade para prover o engenheiro de uma ferramenta útil e

importante para a análise de problemas de fundações de aeroportos mais diretamente

aplicável às condições atuais encontradas nos solos. A teoria apresenta as relações

fundamentais que existem entre os fatores físicos que controlam a magnitude e


146

distribuição das tensões e deslocamentos em um sistema de duas camadas e três

camadas (BURMISTER, 1943).

As hipóteses consideradas na formulação da Teoria Geral das Tensões e Deslocamentos

proposta por Burmister, para uma carga circular, além da teoria da elasticidade, foram:

� Cada uma das duas camadas consiste em um sólido homogêneo,

isotrópico, linearmente elástico, obedecendo a Lei de Hooke e o

módulo de compressão é igual ao de tração;

� O topo da camada não tem peso e tem espessura finita, e a segunda

camada pode tender ao infinito no plano vertical. Ambas as camadas

são assumidas como sendo infinitas no plano horizontal;

� A camada superficial não tem peso, tem espessura finita. A segunda

camada pode tender ao infinito no plano vertical, e ambas são

assumidas como sendo infinitas no plano horizontal.

As condições de fronteira do sistema são:

� A superfície do fundo da camada está livre de tensões normais e

cisalhantes fora dos limites da área carregada;

� Tensões e deslocamentos no fundo da camada desaparecem com o

aumento da profundidade;

As condições de continuidade do sistema são:

� Existe um total contato entre o fundo da camada superior e o suporte

da fundação;

� Tensões normais e cisalhantes, bem como os deslocamentos

verticais e horizontais são contínuos de um lado para o outro da

interface entre as duas camadas, às vezes as tensões radiais

horizontais em qualquer lado da interface podem, em geral, ser

desiguais. Isto muitas vezes é referido como sendo uma condição de

atrito total entre as camadas.


147

As condições de interfaces são:

� Caso 1 – é assumido que o sistema de duas ou três camadas tem

total continuidade de tensões e deslocamentos entre as interfaces

das duas camadas com atrito entre elas.

� Caso 2 – é assumido que o sistema de duas ou três camadas estão

continuamente em contato e sem atrito entre as duas interfaces das

camadas, e com continuidade apenas de tensões normais e

deslocamentos normais.

Atualmente, existem vários programas computacionais que fazem este tipo de análise

estrutural permitindo uma grande precisão na definição do estado tensional em sistema

de camadas elásticas submetidas a esforços provenientes de rodas de veículos.

Obviamente a sua aplicação exige o conhecimento de parâmetros elástico dos materiais

que compõem as camadas dos pavimentos, que são determinadas em campo ou

laboratório, aplicando-se técnicas específicas. Por exemplo: ensaios dinâmicos, ensaios

estáticos, retro-análise de bacias de deformação, etc.

Tais modelos fundamentam-se na teoria elástica apropriada, fazendo uso de métodos

indiretos para a solução de equações de equilíbrio e compatibilidade entre tensões e

deformações, e geralmente são aplicados métodos numéricos de diferenças finitas ou

elementos finitos.

Em pesquisa realizada por KESTLER (1997) para o USACE sobre a prática de avaliação

não destrutiva no desempenho de pavimentos nos estados americanos foi apresentada a

distribuição mostrada na figura 3.1 quanto à utilização dos programas de recapeamento,

em nível de rede e projeto.


148

Figura 3.1 – Distribuição percentual de programas utilizados nos estados americanos

(KESTLER, 1997).

Como a referida pesquisa foi realizada no ano de 1997, é bem provável que tenha

aumentado o número de utilizações dos referidos programas, não só nos EUA, como

também no Brasil por instituições de pesquisa e pelas empresas de consultoria.

3.2 – Retroanálise em Pavimentação

A retroanálise pode ser entendida como sendo uma técnica utilizada para a obtenção dos

módulos de resiliência do sistema pavimento-subleito, a partir das bacias de deflexões

medidas em campo, espessuras das camadas e os seus respectivos coeficientes de

Poisson.


149

Para a utilização da teoria da elasticidade nos procedimentos mecanísticos é necessário

conhecer o módulo de resiliência e o coeficiente de Poisson dos materiais que comporão

a estrutura do pavimento.

O módulo de resiliência dos solos, britas, misturas asfálticas e cimentadas podem ser

determinados de duas formas:

• Em laboratório, através do ensaio triaxial dinâmico (solos) e de

compressão diametral (misturas asfálticas, materiais cimentados);

• Analiticamente, através da retroanálise dos módulos de resiliência a

partir das bacias deflectométricas obtidas sob a superfície do

pavimento.

Quanto ao coeficiente de Poisson TRICHÊS (1985 apud MEDINA, 1997), estudou a

influência do coeficiente de Poisson em ensaios triaxiais com medição das deformações

transversal e axial, tendo verificado que o mesmo é influenciado pelo grau de saturação,

energia de compactação e o tipo de material. ALLEN e THOMPSHON (1974 apud NETO,

2004) investigaram a variação do coeficiente de Poisson de materiais granulares,

utilizando ensaios triaxiais de carregamento repetido, sob condições de tensão confinante

constante e cíclica. O modelo que melhor se ajustou aos resultados está apresentado

pela equação 3.1.

Sendo:

υ − coeficiente de Poisson;

σ1 − tensão principal maior;

σ3 − tensão principal menor;

b0, b1, b2, b3 - coeficientes obtidos através de regressão.

Segundo o TRB (1975 apud BEZERRA NETO 2004), quando não for possível obter com

confiabilidade o coeficiente de Poisson, pode-se adotar os valores descritos na tabela 3.1.

3

1

13

2

1

12

3

11 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

σσ

σσ

σσν bbbbo

(3.1)


150

Tabela 3.1 – Valores de Coeficiente de Poisson para alguns materiais de pavimentação

(TRB, 1975) .

O coeficiente de Poisson define a relação entre as deformações específicas radiais

(horizontais) e axiais (verticais) dos materiais. Sua influência nos valores das tensões e

deformações calculadas é pequena, salvo no caso das deformações radiais, as quais lhe

são proporcionais. Na maioria das vezes este valor é adotado para cada material quando

são usados programas de cálculo de tensões e deformações em pavimentos

(SUASSUNA, 2003).

Segundo MAINA et. al. (2002 apud SUASSUNA, 2003), na maioria dos casos de

retroanálise são adotados a espessura e o coeficiente de Poisson para cada camada.

No que concerne aos módulos retroanalisados, os mesmos representam a resposta

elástica do pavimento e subleito ao carregamento aplicado, o qual mobiliza

deslocamentos “reversíveis” na superfície do pavimento. A deflexão total da estrutura é o

somatório da contribuição individual de cada camada constituinte do sistema pavimento-

subleito.

Com o advento dos computadores foi possível otimizar a aplicação de modelagens

matemáticas baseadas na Teoria Elástica de sistema de Camadas desenvolvida por

Donald Burmister em 1945.

Na verdade, a retroanálise de módulos de resiliência não representa uma solução

fechada, pois os módulos são obtidos por processos iterativos, onde se busca o melhor

ajuste entre as bacias medidas e calculadas dentro de um erro pré-estabelecido. Com

isso, pode-se chegar a várias bacias com ajustes dentro do estabelecido, onde o conjunto

de módulos obtidos represente uma resposta do problema, porém cabe ao projetista com

MATERIAIS COEFICIENTE DEPOISSON

CBUQ 0,25 - 0,35Subleito, Sub-basee Bases Granulares 0,25 - 0,35

Solo Cimento 0,10 - 0,25Subleito Siltoso ou Argiloso 0,40 - 0,50


151

base em sua experiência estabelecer qual o conjunto de módulos são compatíveis com as

características elásticas dos materiais ensaiados.

Segundo ALBERNAZ (1997), a retroanálise é de extrema importância para a avaliação

estrutural de pavimentos pelos seguintes aspectos:

• Permite a avaliação estrutural comparativa entre trechos de uma

mesma rodovia ou de rodovias diferentes;

• Fornece dados para projetos de drenagem, indicando a presença de

possíveis camadas rígidas no subleito;

• Proporciona a elaboração de projetos mais racionais, que se

convertem em pavimento mais duráveis e de custo mais baixo;

• Projetos mais confiáveis evitam restaurações prematuras e altos

custos de manutenção e/ou restauração, se for o caso.

• A obtenção dos módulos de resiliência dos materiais na condição em

que se encontram no campo.

Cita-se ainda, conforme relatam ALBERNAZ et. al. (1996) e PREUSSLER et. al. (2000)

que a retroanálise dos módulos de resiliência de um pavimento apresenta algumas

vantagens em relação a outros processos de avaliação, descrita a seguir:

• Eliminação ou minoração da necessidade de ensaios destrutivos para

a coleta de amostras do pavimento e subleito;

• Representação do estado real da estrutura;

• Determinação de estimativas dos módulos resilientes dos materiais

nas condições reais de campo;

• Rapidez e acurácia na obtenção das propriedades elásticas das

camadas do pavimento;

• Redução de gastos.

Ressalta-se que essas análises constituem apenas uma aproximação do comportamento

real, pois sabe-se que a maioria dos materiais aplicados em pavimentação pode


152

apresentar deformações viscosas, visco-elásticas e/ou plásticas sob tensões em adição

as deformações elásticas. Além disso, esses materiais na maioria dos casos são

heterogêneos e particulados (PREUSSLER et al., 2000).

Segundo MEDINA et. al. (1994), os ensaios de cargas repetidas realizados em laboratório

são de fundamental importância para balizar os programas de retroanálise, utilizados com

dados resultantes de ensaios não destrutivos de pavimentos.

Segundo CHEN et al. (1995 apud RESENDE, 2003), a maioria dos pesquisadores

concorda que o ensaio triaxial cíclico é ideal para o projeto de novos pavimentos,

enquanto que os ensaios de campo e as retroanálises devem ser utilizados para a

avaliação de estruturas já existentes.

A retroanálise dos módulos de resiliência dá subsídios para a avaliação estrutural,

fornecendo propriedades das camadas da estrutura “in situ”, onde estes parâmetros são

utilizados como dados de análise na manutenção e/ou restauração das características

aceitáveis do pavimento para o seu melhor desempenho ao longo de sua vida útil

(MARCON e BASÍLIO, 2003).

WATSON e RAJAPAKSE (2000 apud RESENDE, 2003), concordam que a resposta do

pavimento a um carregamento torna-se complexa devido à heterogeneidade e aos efeitos

sazonais. Entretanto, nas retroanálises realizadas para o cálculo do módulo a partir de

dados do FWD, várias hipóteses devem ser adotadas para simplificar as condições de

campo. O comportamento elástico linear e a homogeneidade de cada camada do

pavimento são geralmente assumidos, permitindo o uso da Teoria da Elasticidade. Estas

simplificações são amplamente aceitas desde que as deformações induzidas sejam

infinitesimais e as deflexões muito pequenas.

Em face da grande quantidade de programas computacionais existentes (ver tabela 3.2)

que permitiram o desenvolvimento de métodos de retroanálise automatizados e das

simplificações adotadas nas análises, salienta-se que os programas computacionais são

ferramentas que possuem a finalidade de aperfeiçoar a obtenção de determinados

parâmetros. Porém cabe ao engenheiro o papel fundamental diante de um problema de

engenharia: aplicar a teoria correta, entender as condições de contorno do problema,


153

analisar e interpretar os resultados dando a melhor solução que satisfaça o binômio

técnico-econômico.

Tabela 3.2 – Lista dos programas mais utilizados em retroanálise

(www.dynatest.com/gallery/papers/table1.htm)

Tabe

la 3

.2 –

List

a do

s pr

ogra

mas

mai

s ut

iliza

dos

em re

troan

ális

e (w

ww

.dyn

ates

t.com

/gal

lery

/pap

ers/

tabl

e1.h

tm)


154

3.2.1 – Métodos de Retroanálise

Segundo ALBERNAZ et al. (1995) os processos utilizados na retroanálise podem ser

classificados em dois grupos: iterativos e simplificados.

3.2.1.1 – Métodos Iterativos

Basicamente, nos métodos iterativos determinam-se os módulos resilientes dos materiais

a partir da comparação entre valores da bacia de deslocamento medida em campo com

uma bacia teórica definida a partir de um programa de retroanálise. Neste processo

objetiva-se o melhor ajuste das bacias por meio da técnica de minimização do erro

absoluto ou erro quadrático.

Segundo MEDINA et. al. (1994), existem várias formas de se estabelecer este ajuste,

cabendo destacar as seguintes, que são bastante usadas:

• erro relativo em cada sensor;

• soma dos valores absolutos das diferenças entre as deflexões

medida e calculada em cada sensor;

• soma das diferenças ao quadrado;

• raiz média quadrática.

Segundo UZAN (1994), os procedimentos iterativos em função do tipo de representação

do carregamento (elástico ou dinâmico) e do tipo de comportamento dos materiais

(elástico linear, elástico não-linear, visco-elástico e/ou plástico), são divididos em cinco

grupos:

• Elástico, estático e linear;

• Elástico, estático e não linear;

• Dinâmico linear usando domínio de freqüência ajustada;

• Dinâmico linear usando o tempo de domínio de freqüência ajustada;

• Dinâmico não linear.


155

Segundo MACÊDO (1996), para orientar o processo iterativo, a fim de excluir os valores

modulares expúrios são admitidas as seguintes hipóteses, de acordo com a estrutura do

pavimento:

• Que os módulos decrescem com a profundidade, salvo em

pavimentos assentes sobre solos lateríticos;

• Módulo do subleito constante;

• Localização de camada rígida;

• Fixação de relações modulares.

Os métodos iterativos podem se classificados segundo ALBERNAZ et. al. (1995), em três

grupos:

• Grupo 1 - Métodos que calculam durante o processamento, os

parâmetros elásticos de estruturas teóricas, cujas bacias

deflectométricas são comparadas às bacias medidas em campo;

• Grupo 2 - Métodos que fazem uso de banco de dados das

características elásticas e geométricas de uma gama de estruturas

teóricas;

• Grupo 3 - Métodos que utilizam equação de regressão estatística.

Uma das desvantagens dos métodos iterativos é o fato de serem lentos, exceto os que

utilizam bancos de dados. Estes têm sua velocidade em função do tamanho e

detalhamento do banco de dados, que deve conter todas as combinações de parâmetros

elásticos e geométricos de estruturas encontradas na prática. Apesar de serem rápidos,

os métodos que utilizam equações de regressão estatística não apresentam boa acurácia

(SUASSUNA, 2003).

Segundo CARDOSO (1995) e PREUSSLER et. al. (2000), os resultados obtidos através

de métodos iterativos de retroanálise são influenciados pelos seguintes fatores:


156

• Os valores modulares finais da estrutura em estudo são

dependentes dos valores modulares iniciais ou “semente”

(seed moduli) adotados para as camadas;

• Admitem várias soluções, pois uma bacia de deflexões pode

corresponder a uma centena de configurações estruturais

diferentes, sendo que o processo de convergência, por sua

vez, é função dos valores modulares iniciais adotados;

• As espessuras adotadas para as camadas da estrutura

influenciam nos valores dos módulos finais. Quando é adotada

para uma determinada camada uma espessura menor do que

a sua espessura real, o módulo obtido poderá ser bem maior

do que o do pavimento real. Isso ocorre para se compensar o

valor da rigidez equivalente de cada camada, que é função do

módulo e da espessura. Daí a necessidade da obtenção das

espessuras, que seria de fácil obtenção se os relatórios de

execução de obras (as built) fossem um item obrigatório dos

contratos de construção e de supervisão de obras.

• A presença e a profundidade de uma camada rígida

influenciam nos resultados da retroanálise, assim como a

presença de camadas de solos saturados ou até mesmo de

lençóis freáticos no subleito.

Como em geral, os programas de retroanálise começam o ajuste a partir do módulo do

subleito, então um artifício que pode facilitar o procedimento de retroanálise é a

determinação prévia do mesmo. Desta forma, um procedimento que pode ser usado é o

modelo da AASHTO (1993) para o cálculo rápido e preciso do módulo do subleito. “in situ”

através da equação 3.2 indicada a seguir:

Sendo:

Esub é o módulo do subleito (kgf/cm2);

(3.2)fa

SUB SDaQE ..

=


157

Q é a carga aplicada (kgf);

a é a distância do ponto de aplicação da carga (cm);

Da é a deflexão à distância a (cm);

Sf é o fator de correção da carga em função do coeficiente de Poisson (u).

A correção é dada em função da tabela 3.3.

Tabela 3.3 – Fatores de correção da carga em função do coeficiente de Poisson

(AASHTO, 1993).

Segundo PREUSSLER et. al. (2000), o modelo da AASHTO (1993) pode ser usado como

dado de entrada nos programas de retroanálise, na tentativa de minimizar os erros. Para

este cálculo, deve-se levar em conta as deflexões mais distantes do centro da placa, fora

do cone de pressões do carregamento, onde só há influência do subleito nas

deformações elástica (ver figura 3.2).

Figura 3.2 – Ilustração da estimativa dos módulos obtidos por retroanálise (WSDOT,

1995).

μ 0,50 0,45 0,40 0,35 0,30

sf 0,269 0,279 0,289 0,29 0,297


158

Segundo os estudos desenvolvidos por CARDOSO (1995), a consideração de faixas de

módulos permite obter resultados mais coerentes com as características elásticas dos

materiais ensaiados, a faixa de módulos estabelecida pelo autor com base na pesquisa

encontra-se sumarizadas na tabela 3.4.

Tabela 3.4 – Faixas de módulos retroanalisados (CARDOSO, 1995).

3.2.1.2 – Métodos Simplificados

Nos métodos simplificados os módulos do pavimento são estimados por meio da

utilização de equações, tabelas, gráficos e outros processos mais simples gerados a partir

da Teoria da Elasticidade, sendo aplicados para meios homogêneos, isotrópicos e

elásticos lineares (ALBERNAZ et al., 1995).

Em geral, a estrutura constituída de múltiplas camadas é transformada em estruturas

equivalentes mais simples, de duas ou três camadas incluindo a camada de subleito. São

muito usados em análises preliminares e anteprojeto por serem mais rápidos do que os

métodos iterativos, porém tem menor acurácia.

No Brasil e no exterior os métodos simplificados mais conhecidos são sumarizados a

seguinte:

a) Método da AASHTO (1993)

O método da AASHTO (1993), apresenta um procedimento simplificado de retroanálise

em que o pavimento real é transformado em uma estrutura de duas camadas: a primeira

CAMADAMÉDIA MÍNIMO MÁXIMO

(kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm2)

Revestimento 29000 11300 58200

Bases (*) 2700 1000 7300

Sub-bases 1500 700 3000

Reforço de subleito 1200 300 3000

subleitos 1500 800 2700

(*) exceto para bases cimentadas


159

corresponde ao conjunto de todas as camadas do pavimento (sub-base, base e

revestimento) com um módulo efetivo (Ep) e a segunda apenas ao subleito.

Para retroanalisar o valor do módulo torna-se imprescindível determinar os seguintes

parâmetros:

• Deflexões medidas em certas distâncias do ponto de aplicação

de carga;

• Carga solicitante (pressão e área de contato);

• Espessura total do pavimento acima do subleito.

O módulo do subleito é determinado através da equação 3.2.

Deve-se ressaltar que a de deflexão e a distância devem ser determinados em um ponto

bem afastado da aplicação da carga de tal forma que haja apenas influência do subleito.

A recomendação da AASHTO (1993) é que o valor desse ponto seja aproximadamente

igual a 70% do valor do raio do bulbo de tensões (ae) na interface pavimento-subleito,

conforme apresentado na equação 3.3.

Sendo:

ae é o raio do bulbo de tensões;

a é o raio da área circular de distribuição de carga;

D é a espessura total das camadas sobre o subleito;

Ep é o módulo efetivo do pavimento;

MR é o módulo resiliente do subleito.

Já o módulo efetivo do pavimento (Ep) é calculado iterativamente pela equação 3.4 até

que o valor do segundo membro seja igual ao valor da deflexão máxima (do).

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=

2

32

R

Pe M

EDaa

(3.3)


160

Sendo:

do é a deflexão máxima;

p é o pressão de contato;

a é o raio da área circular de distribuição de carga;

D é a espessura total das camadas sobre o subleito;

MR é o módulo resiliente do subleito;

Ep é o módulo efetivo do pavimento.

O método ainda estabelece alguns critérios de ajuste dos módulos do subleito e a adoção

de uma temperatura de referência (20oC) para a determinação da deflexão máxima.

Também propõem uma fórmula de cálculo do reforço a partir destes dois módulos

retroanalisados.

b) Método FABRÍCIO et. al. (1994)

Este método baseia-se no conceito de pavimento equivalente e no modelo elástico de

Hogg. Consiste em uma placa elástica, de espessura t e largura e comprimentos infinitos,

assente num subleito elástico, de espessura h (h>>t) e, da mesma forma que a placa, de

largura e comprimento infinitos. Neste caso o subleito está assente em um horizonte de

material perfeitamente rígido localizado numa profundidade h, fixada como sendo 10

vezes o comprimento característico (I0). Na figura 3.2 é ilustrado o modelo de Hogg e os

seus parâmetros são determinados pelas equações 3.5 e 3.6.

(3.4)

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎭

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎬

⎫

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪⎪⎪⎪

⎨

⎧

⎪⎪

⎭

⎪⎪

⎬

⎫

⎪⎪

⎩

⎪⎪

⎨

⎧

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛+

−

+

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=P

R

PR

EaD

ME

aDM

apd

2

2

3

0

1

11

.1.

1...5,1


161

Figura 3.2 – Geometria do modelo de Hoog (FABRÍCIO et. al., 1998).

Sendo:

R é a rigidez da placa;

EP é o módulo de deformação da placa;

t é a espessura da placa;

P é 0 coeficiente de Poisson da placa (igual a 0,40);

lo é o comprimento característico;

ESL é a módulo de deformação do subleito;

υSL é o coeficiente de Poisson do subleito (igual a 0,40).

Neste método, tem-se que o pavimento equivalente ao pavimento existente é um

pavimento hipotético, formado por uma única camada de espessura t de CBUQ com

módulo E1 = 7000kgf/cm2, sobre o mesmo subleito do pavimento existente e

apresentando a mesma bacia deflectométrica.

)1(12 2

3

P

P tERμ−×

×=

3)1(2

)43()1(

SLSL

SLSLo E

Rlμ

μμ−×

−×+=(3.6)

(3.5)


162

Os autores obtiveram bacias teóricas de deflexão para diferentes valores de l0 tanto para

a viga Benkelman como para o FWD. Considerando l0 igual a t e igualando-se as

equações 3.5 e 3.6, determinou-se uma relação modular (EP/ESL) igual a 6,18. A partir daí

tem-se também gráficos que relacionam l0 com (D60/Do) e l0 com (ESL/Do), onde Do e D60

são, respectivamente, a deflexão máxima e a deflexão medida a 60 cm do ponto de

aplicação de carga. Pela metodologia apresentada, torna-se possível determinar a

espessura do pavimento equivalente (igual à espessura da placa), o módulo de

deformação do pavimento equivalente (igual ao módulo da placa), o módulo de

deformação do subleito e espessura do subleito acima da camada rígida (equação 3.7). O

esforço vertical no subleito e a deformação específica no topo do subleito também são

calculadas.

A partir desta metodologia FABRÍCIO et. al. (1988) concluíram que:

• As bacias deflectométricas medidas na superfície do

pavimento viabilizam a obtenção de muito mais informações

sobre o estado do pavimento que os métodos usuais de

dimensionamento de reforço podem extrair;

• Permite que se faça uma avaliação estrutural a partir da bacia

de deflexões de uma forma simplificada, admitindo que o

estado do pavimento possa ser traduzido por uma maior ou

menor espessura t determinada.

Os autores, além dos gráficos, apresentaram também equações deduzidas no método

como alternativa para os cálculos em função do tipo de equipamento utilizado na

determinação das deflexões (equações 3.8 a 3.13).

• Para bacias deflectométricas levantadas como o FWD:

loh ×=10 (3.7)

3

0

602

0

60

0

60 .572,122.507,30.961,31936,8 ⎟⎠⎞⎜⎝

⎛+⎟⎠⎞⎜⎝

⎛−⎟⎠⎞⎜⎝

⎛+= DD

DD

DDHEQ

(3.8)


163

• Para bacias deflectométricas levantadas com a viga Benkelman

Sendo:

R é a rigidez da placa;

EP é o módulo de deformação da placa;

t é a espessura da placa;

P é 0 coeficiente de Poisson da placa (igual a 0,40);

h é a espessura do subleito acima da camada rígida do modelo;

HEQ é a espessura do pavimento equivalente (cm);

D0 é a deflexão no ponto de aplicação de carga (cm);

D60 é a deflexão correspondente ao ponto situado à 60 cm do ponto de aplicação de

carga (cm);

EEQ = EP é o módulo de deformação do pavimento equivalente (kgf/cm2);

ESL é o módulo de deformação do subleito (kgf/cm2).

• Tensões e deformações no topo da camada de subleito:

33210 .10.365,0.10.687,0.392,4473,112. EQEQEQSL HHHDE −− −+−= (3.9)

SLEQ EE .18,6= (3.10)

4

0

603

0

602

0

60

0

60 .866,959.36,1493.149,823.572,123409,15 ⎟⎠⎞⎜⎝

⎛+⎟⎠⎞⎜⎝

⎛−⎟⎠⎞⎜⎝

⎛+⎟⎠⎞⎜⎝

⎛−= DD

DD

DD

DDH EQ (3.11)

3210 .510.844,7.10.199,0.824,1560,71. EQEQEQSL HHHDE −−+−= − (3.12)

SLEQ EE .18,6= (3.13)


164

Sendo:

σz e a tensão vertical no topo do subleito (kgf/cm2);

εz é a deformação específica vertical no topo do subleito (cm).

c) Método de NOURELDIN (1993) e ALBERNAZ (1997)

Este método possui desenvolvimento teórico baseado nas teorias elásticas de

Boussinesq, Barber, Burmister, Odemark e Ullidtz. O pavimento real composto de

múltiplas camadas é transformado em pavimento equivalente de duas camadas da

mesma forma que no método da AASHTO (subleito e conjunto revestimento + base +

sub-base). Para o método não há necessidade de serem definidos valores iniciais dos

módulos e nem a profundidade da camada rígida no subleito. Permite ainda a análise de

duas situações: a primeira onde as espessuras reais das camadas que compõem o

pavimento são conhecidas e outra onde as mesmas espessuras não são conhecidas ou

confiáveis.

Este procedimento é baseado na teoria da elasticidade aplicada a meios semi-infinitos,

homogêneos, isotrópicos e linearmente elásticos. Esta teoria era, inicialmente, usada no

cálculo de módulos elásticos de solos de fundação, através do ensaio de placa, sendo

posteriormente adaptada para a análise de pavimentos flexíveis.

O desenvolvimento da metodologia parte do seguinte princípio: existe um ponto na

superfície do pavimento, localizado a uma certa distância do ponto onde a carga é

aplicada, em que a deflexão depende unicamente do comportamento elástico do subleito,

tendo o mesmo valor da deflexão do topo do subleito na vertical que passa pelo centro da

área carregada, conforme ilustrado na figura 3.3

3622 .10.079,7.10.307,8128,2 EQEQz HH −− −−=σ

36243 .10.741,6.10.299,5.10.656,6059,1. EQEQEQz HHHESL

−−− +−−=ε

(3.14)

(3.15)


165

Figura 3.3 – Linhas de iguais deflexões verticais no sistema pavimento-subleito

(modificado - NOURELDIN, 1993).

Os valores de módulo do subleito (ESL), do módulo efetivo do pavimento (EP), da

espessura efetiva (TX) e do número estrutural (SNEFF) são calculados através das

seguintes equações:

( )xx

rSL DPE

..1. 2

πμ−=

XO

XP DD

raP

E−

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −−=

215,1. μπ

( )( )

32

0222

2

11

.5,1.1.25,2

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

−

−−

−=

μμ

arD

DDarTX

X

XXX

(3.16)

(3.17)

(3.18)


166

Sendo:

P é a carga aplicada (kgf);

μ é o coeficiente de Poisson (μ = 0,50);

a é o raio da placa (cm);

Do é a deflexão no centro do carregamento (em cm);

Dx é a deflexão assumida como sendo do subleito (em cm);

Tx é a espessura efetiva do pavimento (em polegadas);

rx é a distância radial assumida como sendo o ponto de localização da deflexão do

subleito (em cm);

ESL é o módulo do subleito (em psi);

EP é o módulo efetivo do pavimento (em psi);

SNEF é o número estrutural efetivo do pavimento;

MAL é o módulo de elasticidade do alumínio, que é o material de referência adotado

pela AASHTO (1993) para o cálculo do número estrutural (MAL = 774.070kgf/cm2).

A partir dos valores determinados através das equações acima, traçam-se os seguintes

gráficos: (EP x rX), (ESL x rX) e (TX x rX), conforme a figura 3.4. Pode ainda ser traçado o

gráfico (SNEF x rX), de forma opcional.

( )( )

3.

2

2

22

3 ..1.

1.25,2.1

xx

x

ALEFF Sr

ParM

SNπ

μμ

−−

−=(3.19)

3.AL

PxEFF M

ETSN = (3.20)


167

Figura 3.4 – Gráficos (rX x DX), (TX x rX), (ESL x rX) e (EP x rX) (ALBERNAZ, 1997)

O método preconiza dois procedimentos que podem ser usados para a determinação dos

parâmetros desejados através dos gráficos retromensionados:

• Quando a espessura do pavimento é conhecida;

• Quando a espessura do pavimento não é conhecida, caso mais

comum nos procedimentos de retroanálise efetuados.

Quando a espessura do pavimento é conhecida (TX=TREAL), entra-se com este valor no

gráfico (TX x rX) para a determinação do valor de rX, de posse deste valor entra-se nos

gráficos (EP x rX) e (ESL x rX) para determinação dos valores de módulo efetivo do

pavimento (EP) e do módulo do subleito (ESL), respectivamente.


168

Quando a espessura do pavimento não é conhecida, os parâmetros resposta são obtidos

da seguinte forma: após o ajuste da bacia deflectométrica, é feita a análise dos pares de

valores (rx ,DX) a fim de se determinar o par que forneça o valor máximo do produto (rX x

DX). Obtido este par de valores entra-se com o valor de rX=rMAX nos gráficos (EP x rX), (ESL

x rX) e (TX x rX) para a determinação dos valores de EP, ESL e TX.

Este método permite saber qual camada apresenta um melhor comportamento estrutural:

o pavimento ou o subleito (VILLELA e MARCON, 2001).

Segundo ALBERNAZ (1997), se os valores de espessuras efetivas TX forem maiores que

a espessura real do pavimento Ta, o pavimento está em melhores condições do que o

subleito, sendo esta então a camada mais fraca da estrutura. Caso o contrário, o

pavimento é estruturalmente mais fraco que o subleito.

O estudo desenvolvido por NOURELDIN (1993), baseou-se na determinação de deflexões

com FWD com placa de 15 cm, carga de 40 kN e sete sensores nas distâncias de 0, 20,

30, 60, 90, 120 e 150 cm para determinar as bacias de deflexão no campo.

Com o intuito de utilizar o grande banco de dados existente no Brasil com determinações

de deflexões com a viga Benkelman, ALBERNAZ (1997) adaptou o método transformando

o carregamento característico dos levantamentos viga Benkelman, no carregamento

equivalente característico dos ensaios com placa. Sendo assim, autor realizou uma

análise paramétrica utilizando o programa Elsym5, adotando valor de 0,5 para o

coeficiente de Poisson para todas as camadas da estrutura. Foram realizadas várias

combinações de carregamento buscando determinar aquela que resultasse em deflexões

iguais para as duas situações consideradas, ou seja, de uma carga (placa) e duas cargas

(viga Benkelman). O resultado obtido foi de uma carga com 50 kN e raios de 16,8 cm.

Segundo ALBERNAZ (1997), o método apresenta as seguintes limitações:

• O pavimento é um sistema elástico de duas camadas

(pavimento e subleito);


169

• Os materiais são considerados sem peso, homogêneos e

isotrópicos;

• O pavimento tem espessura constante e uma largura infinita em

todas as direções;

• O subleito é considerado como de espessura infinita;

• O coeficiente de Poisson é igual para as duas camadas e com

valor igual a 0,50;

• O topo da camada de subleito é considerado o topo da camada

de menor módulo do sistema pavimento-subleito, quando as

espessuras não são conhecidas;

• O uso do método em pavimentos com espessura menor que o

raio da placa de carregamento produz resultados não confiáveis.

3.2.1.3 – Fatores que influenciam no processo de retroanálise

Segundo PREUSSLER et. al. (2000), os principais fatores que podem influenciar nos

deslocamentos medidos e nos módulos determinados são:

• Modelagem matemática;

• Não consideração da elasticidade não-linear dos materiais

granulares;

• Espessuras das camadas;

• Oxidação e deterioração das camadas asfálticas;

• Natureza dos materiais constituintes da estrutura;

• Presença e profundidade de camadas rígidas;

• Ponto de aplicação e tipo de carregamento;

• Confinamento das camadas;

• Teor de umidade;

• Granulometria;


170

A existência de vários fatores que concorrem para influenciar o processo de retroanálise

de módulos de resiliência, torna o papel do engenheiro ainda mais importante, no sentido

de estabelecer critérios consistentes que permitam realizar análises esclarecedoras

quanto ao comportamento dos materiais e o desempenho da estrutura como um todo.

Alguns dos fatores citados anteriormente merecem algumas considerações, conforme

exposto a seguir:

a) Linearidade das camadas

Geralmente, as interpretações das medidas “in situ” obtidas são baseadas na solução

elástica linear, não levando em consideração a possível existência de não linearidades.

PREUSSLER et al. (2000) ressaltaram que no processo de retroanálise pode-se verificar

a não linearidade das propriedades elásticas das camadas do pavimento a partir de

ensaios de FWD (“Falling Weight Deflectometer”) aplicando vários níveis de carga.

Nesses casos, as relações constitutivas são importantes para a determinação da

linearidade dos materiais. Desta forma, os programas mais modernos apresentam

relações que levam em consideração esta não linearidade, fazendo correções dos

módulos com base em equações pré-determinadas para representar melhor as condições

de campo.

Segundo CHANG et al. (1992 apud RESENDE, 2003), apresentaram um estudo com o

objetivo de entender a influência do comportamento não linear no ensaio de FWD. Foram

realizados estudos analíticos tanto com a solução linear como com a não linear. Os

resultados mostraram que os efeitos da não linearidade nas deflexões calculadas estão

diretamente relacionados com a magnitude do carregamento, tipo de pavimento, rigidez

do subleito e com a espessura do revestimento. Os autores indicaram que os efeitos da

não linearidade aumentam os deslocamentos máximos em até 50% para um

carregamento de 20.000 lb (9.071,9 kgf), mas são desprezíveis para os pontos medidos

em distâncias maiores ou iguais a 3 ft (91,44 cm) com relação ao ponto de aplicação da

carga. Nos casos de ensaios de FWD realizados com cargas abaixo de 2.000 lb (907,2

kg) ou em estruturas onde o subleito é relativamente rígido, não são observados efeitos

da não linearidade.


171

Segundo FARIAS e MONTEIRO (1996), foram verificadas diferenças entre retroanálises

lineares e não lineares em função da tensão confinante σ3 para dados obtidos por meio

do FWD. A conclusão dos autores é que há maior adequação do modelo não-linear,

embora também seja possível uma boa reprodução da bacia de deflexões a partir do

modelo elástico linear. No entanto, observa-se que os parâmetros do modelo linear

devem ser interpretados como valores médios representativos apenas para o nível de

tensões aplicado na retroanálise.

Segundo ALBERNAZ et. al. (1995), uma simplificação que proporciona maior velocidade

no cálculo do problema é a consideração de que o sistema é elástico-linear.

Segundo CARDOSO (1995), ainda não há um consenso quanto à consideração da

elasticidade não-linear dos materiais granulares e como usá-lo de forma acurada.

Segundo MACÊDO (1996), os procedimentos de retroanálise baseados nos elementos

finitos são mais lentos que os demais, entretanto geram resultados mais acurados, além

da possibilidade de tratar a elasticidade não-linear, permitindo considerar a variação dos

módulos elásticos tanto na direção radial como na vertical.

b) Envelhecimento de camadas asfálticas

Os materiais asfálticos são termosensíveis tornando-se mais duros e quebradiços com o

envelhecimento do ligante, o que resulta nos processos de retroanálise uma variação

modular devido à diferença de idade dos pavimentos ensaiados.

Os pavimentos que apresentam muitas fissuras tendem a ter deformações resilientes de

maior magnitude o que conduz a baixos valores de módulo. Revestimentos muito

oxidados, ainda não trincados, tendem a apresentar exatamente o contrário, pois se

encontram endurecidos, apresentando pequenos valores de deformação e,

conseqüentemente, elevados valores modulares (PITTA e BALBO,1998).

Segundo RENIER e KONRAD (2002 apud SUASSUNA 2003), em geral, os pavimentos

sujeitos a reabilitação ou manutenção corretiva estão trincados e apresentam várias


172

descontinuidades, que devem influenciar na bacia deflectométrica e podem conduzir a

erros nos processos convencionais de retroanálise.

Segundo SUASSUNA (2003), quando uma trinca transversal ou uma descontinuidade

qualquer aparece no pavimento, a camada de concreto asfáltico não pode ser

considerada como semi-infinita, o que torna algumas hipóteses dos métodos inválidas.

Neste caso, procedimentos convencionais de interpretação de ensaios FWD podem não

ser adequados em pavimentos trincados. Uma solução para driblar este problema é fazer

as medidas de deflexão nas partes sem trincas o que, todavia, não é sempre possível.

Outra solução seria desenvolver procedimentos de retroanálise que levem em conta a

influência das trincas.

c) Presença de camada rígida

BRIGGS e NAZARIAN (1989) apud MACÊDO (1996), através de análise teórica mostram

que sendo a camada rígida ignorada ou mesmo quando admitida a uma profundidade

duas vezes superior a real, os módulos retroanalizados para a base e subleito não

representam os valores reais normalizados pelos materiais dessas camadas em campo, e

que em alguns casos pode superestimar a vida restante do pavimento analisado,

conseqüentemente tem-se uma solução contra a segurança.

Segundo PITTA e BALBO (1998), os subleitos com módulos de resiliência elevados

indicam que esta camada pouco influi nos defeitos do tipo afundamento de trilha de roda

e/ou ondulações na rodovia, e caso haja defeitos desta ordem nos trechos analisados

estes serão devidos a:

• Insuficiência de compactação das camadas de base;

• Elevada espessura das camadas de base;

• Processo de fadiga/envelhecimento do revestimento;

• Processo de deformação plástica do revestimento.

ROHDE et. al. (1990), propõem um método para a estimativa da profundidade da camada

rígida. A hipótese fundamental é que as deflexões medidas na superfície do pavimento


173

devido a um dado carregamento resultam da integração das deformações verificadas nos

vários pontos situados no interior da zona de tensões; portanto a deflexão medida a

alguma distância do carregamento está diretamente relacionada ao deslocamento

verificado numa profundidade específica da estrutura do pavimento, inserida na zona de

tensões. Admite-se também que não ocorre nenhum deslocamento superficial além do

ofsete correspondente ao intercepto da zona de tensões com uma camada rígida

(geralmente considerada de módulo 100 vezes superior ao do subleito). O método

proposto para a estimativa admite que a profundidade na qual a deflexão seja nula

(provavelmente devido à camada rígida) está relacionada à distância na qual não ocorre

deslocamento na superfície conforme figura 3.5. MAHONEY et. al. (1993), utilizaram esta

mesma metodologia levantando a possibilidade da influência da presença do nível d´água

(ou saturação por franja capilar) no subleito para a estimativa da profundidade da camada

rígida; embora segundo eles de importância relativamente secundária quando o nível

d´água situa-se abaixo de 3 m da superfície do pavimento. Esta questão de camada rígida

é pouco relevante no Brasil devido ao clima tropical e intemperismo intenso. Grandes

profundidades de solo até atingir a rocha são mais comuns no caso de clima temperado.

Figura 3.5 Representação esquemática – conceito de deflexão nula

(ROHDE et. al., 1990).


174

MEDINA et. al (994), relatam que para o módulo de uma camada seja obtido de forma

adequada, a partir da retroanálise de bacias de deflexão, é preciso que ela tenha uma

influência relevante no perfil de deflexão obtido na superfície. Camadas rígidas ou moles,

mesmo as de pequena espessura, podem interferir no resultado obtido. Outro fator

importante é o comportamento não-linear dos solos e materiais granulares. São

observadas variações de grandes proporções nos módulos desses materiais obtidos por

retroanálise. Esta variação cresce com o aumento da distância entre o sensor e a área

carregada.

d) Efeito da sucção e do grau de saturação

NUÑES et. al. (1997), observaram que a queda da sucção (ou elevação do grau de

saturação do subleito) provoca uma significativa diminuição no seu módulo. Isto ocorre

porque com a saturação do subleito há um decréscimo na tensão efetiva do solo, que

quando comparada à tensão geostática efetiva é bastante significativa, o que justifica a

redução observada no módulo de resiliência. Quando maior o teor de umidade na camada

de subleito, menor o seu valor modular.

Segundo RADA e WITCZAK (1981 apud MOTTA,1991), os fatores considerados mais

importantes no valor do módulo por ordem de importância são: grau de saturação e a

densidade. Em relação ao grau de saturação (S) parece existir um valor crítico de S,

acima do qual o desgaste do material granular, sob o ponto de vista de deformabilidade, é

grande sob ação de cargas repetidas (S = 80 a 85%).

3.3 – Programas Computacionais

Primeiramente, serão descritos sucintamente os programas utilizados para o cômputo de

tensões, deformações e deslocamento. E em seguida, os principais programas de

retroanálise, sendo apresentados com mais detalhes os utilizados nesta pesquisa

RETROANA, EVERCALC5 E ELMOD4.


175

3.3.1 – Programas de Retroanálise

3.3.1.1 – Programa RETROANA

O programa RETROANA foi desenvolvido pelo corpo técnico da Dynatest Engenharia

Ltda, utiliza como sub-rotina o programa ELSTMCF para o cálculo das deflexões, o qual

baseia-se no método das camadas finitas implementado por RODRIGUES (1991) e

desenvolvido originalmente por BOOKER e SMALL (1985) para tratar dos problemas de

recalque por adensamento de solos estratificados em camadas horizontais.

O RETROANA possui os seguintes arquivos:

• Arquivo*.fwd – é o arquivo obtido em campo constando dos dados

referentes às deflexões;

• Arquivo <nome da obra>.ini – neste arquivo consta a listagem dos

arquivos *.fw* correspondente aos trechos ensaiados numa

determinada rodovia.

• Arquivo <estrutura>.dat – este arquivo fornece dados sobre

identificação e a estrutura do pavimento (espessura das camadas,

coeficiente de Poisson, etc.) em estudo e informa a faixa aceitável

para os valores de módulos. As faixas admissíveis são informadas

pelo usuário.

• Arquivo <mestre>.cfg – neste arquivo encontram-se valores que

gerenciam o procedimento de cálculo a ser adotado pelo conjunto de

programas.

O RETROANA possui as seguintes sub-rotinas:

• Homogen.exe – este programa divide o trecho da rodovia estudada

em segmentos homogêneos, pelo método das diferenças

acumuladas, segundo preconiza o manual da AASHTO (1986,1993),

gerando o arquivo *.hom;


176

• Estatistic.exe – este programa executa o tratamento dos dados,

gerando dois arquivos quais sejam: <nome da obra)>.est e <nome

da obra).bac;

• Retroana.exe - este programa executa a retroanálise para a

obtenção dos módulos das camadas elásticas utilizando ELASTMCF

para o cálculo das deflexões.

A função de ajuste entre as bacias medidas e calculadas emprega a seguinte equação:

O desenvolvimento do processo de retroanálise inicia-se com o cálculo de bacias de

deflexão correspondentes a todas as combinações entre os módulos de elasticidade das

camadas informadas na faixa de valores aceitáveis para os mesmos. Os resultados

obtidos são transformados em fórmulas relacionando o módulo de elasticidade das

camadas a deflexão de cada geofone, por técnicas de regressão. Com as fórmulas assim

obtidas calculam-se as sete deflexões para cada combinação de módulos, assim como os

erros cometidos em cada um desses cálculos. A solução do problema será a combinação

de módulos que levar ao menor valor de S. As combinações possíveis consideradas no

processo de cálculo são geradas discretizando a faixa admissível de módulos para cada

camada em sub-intervalos. Ao completar uma iteração o erro global médio obtido é

comparado ao máximo especificado no programa (10%). Caso esta condição não seja

atendida todo o processo é repetido (MACÊDO, 1996).

Para a correção do módulo da camada asfáltica devido ao efeito da temperatura, o

programa durante o desenvolvimento dos cálculos corrige o módulo de acordo com a

equação experimental desenvolvida por Rodrigues (1991) que relaciona a temperatura

pontual com a profundidade no revestimento:

∑=

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −=

7

77100

i dmidcidmiS

3.21

( )[ ]2.002633,006855,0supsup exp1).()( xx

arTTTxT −−−+= (3.23)


177

Sendo:

T(x) é a temperatura na profundidade x do revestimento, em oC;

Tsup é a temperatura da superfície do revestimento, em oC;

Tar é a temperatura do ar, em oC;

x é a profundidade no revestimento onde se deseja conhecer a temperatura, em cm.

Para o cálculo do módulo, adota-se a temperatura no centro da camada como sendo a

temperatura média, a correção para a temperatura de referência é feita utilizando-se a

equação definida em laboratório por PINTO (1991), em ensaios por compressão

diametral.

Sendo:

MR é o módulo de resiliência convertido para a temperatura padrão;

MC é o módulo de obtido em campo;

TR é a temperatura de referência, 25 ºC;

TC é a temperatura de campo.

Durante o processo de iteração o programa apresenta gráfico que permite a visualização

das bacias medidas, calculadas e o conjunto de módulos obtidos. Na figura 3.6, consta o

fluxograma do programa RETROANA.

CRC MTTR eM )(051,0 −= (3.24)


178

Figura 3.6 – Fluxograma do programa RETROANA (MACÊDO, 1996).


179

3.3.1.2 – Programa EVERCALC5

O EVERCALC5 foi desenvolvido pelo professor da Universidade de Washington Joe

Mahoney. Os deslocamentos são calculados através de sub-rotina utilizando o programa

WESLEA do USACE e um argumento do algoritmo modificado de Gauss-Newton para

otimizar o processo iterativo de retroanálise (Figura 3.7). As hipóteses consideradas

atendem a teoria das camadas elásticas, assumindo que as mesmas são homogêneas,

isotrópicas, linearmente elásticas.

Figura 3.7 – Fluxograma do programa EVERCALC5 (WSDOT, 1995b).

Os arquivos de deflexões FWD são convertidos em arquivos de deflexões .def, são

permitidas duas opções para a entrada parâmetros mecânicos das camadas, uma

através de estimativa inicial dos módulos (seed moduli), ou pela consideração de faixas

de módulos. O programa WESLEA calcula os deslocamentos (deflexões) e compara com


180

as deflexões medidas, admitindo que as discrepâncias atendam a um RMS (Root Mean

Square, raiz quadrada das somas dos quadrados das diferenças entre as deformadas

calculadas e medidas) pré-estabelecido dentro da tolerância de interações também

informadas pelo usuário. Os valores “default” para o RMS e as interações são

respectivamente, 1% , 5% e no máximo 10%. O programa gera um arquivo de saída do

tipo .out onde constam informações das características da rodovia em estudo. Através

dos módulos obtidos calcula também a deformação específica na fibra inferior da camada

asfáltica, as deformações em pontos médios das camadas intermediárias e a deformação

no topo do subleito.

A seguir de forma sucinta são descritos alguns comandos e arquivos gerados pelo

programa EVERCALC5.

Arquivo de edição de dados (extensão.gen)

Neste arquivo constam todas as informações editadas para o programa executar

a retroanálise. Na figura 3.8, estão apresentadas as tela inicial e de edição de dados.


181

Figura 3.8 – Tela inicial e de edição de dados (WSDOT, 1995b).

Arquivo de deflexões (extensão.def)

Neste arquivo constam informações sobre as estações de ensaio, espessura das

camadas, carga, temperatura do pavimento e do ar, número de sensores utilizados e

deflexões medidas em campo.


182

Figura 3.9 – Tela do comando de conversão de deflexões (WSDOT, 1995b).

Performance de retroanálise

Este comando permite através dos arquivos .gen e .def executar o processo de

retroanálise de duas formas: visualizando os ajuste entre as bacias medidas e calculadas

e a outra sem visualização. Caso seja informado a presença da camada rígida, o

programa calcula primeiramente a sua posição gerando gráficos indicando a sua

profundidade para em seguida realizar o processo de retroanálise.


183

Figura 3.10 – Tela dos comandos de performance de retroanálise (WSDOT, 1995b).

Conversão do arquivo FWD

Este comando converte o arquivo gerado pelo levantamento deflectométrico que

possui extensão .fwd em um arquivo de deflexões com extensão .def.


184

Figura 3.11 – Tela dos comandos para converter o arquivo de deflexões

(WSDOT, 1995b).

Ajuste para a temperatura padrão

Este comando permite ajustar o módulo da camada asfáltica para uma temperatura

padrão conforme equação 3.22, ou pela figura 3.10.

Sendo:

ET é o módulo de resiliência referente a temperatura do pavimento, MPa;

ETS é o módulo de resiliência ajustado para a temperatura padrão, MPa;

T é a temperatura do pavimento, (oF);

TS é a temperatura padrão, (oF).

(3.22)S

ST

TTT EE )(1047362,1 224

10 −× −

=


185

Figura 3.12 – Ralação entre o módulo e a temperatura obtida por A. A Bu-ushait

(WSDOT, 1995b).

Comando para minimizar os erros

O programa permite três formas de minimização dos erros entre as bacias medidas e

calculadas, conforme equações 3.23 a 3.25.

Sendo:

Ndm

dcdm

RMS

N

i∑

=⎟⎠⎞⎜

⎝⎛ −

= 1100

2

1 1100

Ndm

dcdmddm

RMS

N

i∑

=

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛ −

=

2

1100N

dmdcdmwm

RMS

N

i∑

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=

(3.23)

(3.25)

(3.24)


186

d1 é a deflexão medida pela célula de carga,

d2 é a deflexão medida a distância de 20 cm da célula de carga;

dc são as deflexões calculadas;

dm são as deflexões medidas;

wm é um fator peso atribuído pelo usuário;

N é o número de sensores

Consideração de diferentes níveis de carga

O programa permite a retroanálise para ensaios deflectométricos sob diferentes níveis de

carga o que permite analisar a não linearidade das camadas. As equações que

relacionam o estado de tensão com os módulos são:

Sendo:

EG é o módulo resiliente de material granular dependente do primeiro invariante de

tensões;

EF é o módulo resiliente de material fino dependente da tensão desvio;

θ é o primeiro invariante de tensões;

σD é a da tensão desvio;

k1,k2 e k3 são coeficientes obtidos a partir de regressão.

E por fim, existe a opção de três saídas gráficas conforme ilustrado na figura 3.13.

21

kG kE θ=

21

kF kE θ=

(3.26)

(3.27)


187

Figura 3.13 – Ralação entre o módulo e a temperatura obtida por A. A Bu-ushait

(WSDOT, 1995b).

3.3.1.3 – Programa ELMOD4

O programa ELMOD4 for desenvolvido pela Dynatest Consulting Inc., para o cálculo

mecanístico e avaliação estrutural, permitindo análise de estrutura constituída de até

quatro camadas. O programa calcula os módulos de resiliência através de dois processos

distintos. O primeiro leva em consideração apenas o ajuste do raio da bacia de deflexão.

Já o segundo, mais complexo, calcula os módulos através do ajuste das bacias de

campo e teórica (calculada). Para usufruir a máxima eficiência do programa, é necessário

o cálculo através dos dois processos, sendo que o primeiro é essencial para a calibração

das relações constituintes, e o segundo, para calcular de fato os módulos de resiliência

(PINTO e PREUSSLER, 2002).


188

Com intuito de otimizar os cálculos o ELMOD4 utiliza as equações de Boussinesq-

Odemark, e em seguida, o programa WESLEA para determinar os deslocamentos

teóricos utilizando o modelo de erros RMS. O programa também permite determinar

espessura de recapeamento para garantir um determinado período de projeto em função

de critérios admissíveis de fadiga do revestimento asfáltico e deformação permanente no

topo do subleito. Nas figuras (3.14 a 3.19) são apresentadas algumas telas do programa

ELMOD4.

Figura 3.14 – Tela inicial do programa ELMOD4 (HD/GN/027, 2000).

Figura 3.15 – Tela para edição dos parâmetros da estrutura (HD/GN/027, 2000).


189

Figura 3.16 – Cálculo do raio de curvatura (HD/GN/027, 2000).

Figura 3.17 – Faixas de módulo (HD/GN/027, 2000).


190

Figura 3.18 – Edição das propriedades da mistura asfáltica (HD/GN/027, 2000).

Figura 3.19 – Variação do módulo da camada asfáltica com a temperatura

(HD/GN/027, 2000).


191

3.3.2 – Programas de análise de tensões e deformações

Os Programas de análise de tensões e deformações serão descritos a seguir, conforme

DAROUS (2003).

3.3.2.1 – ELSYM 5

O ELSYM5 foi desenvolvido segundo a formulação matemática da teoria da elasticidade

desenvolvida por Burmister de meios semi-infinitos estratificados. Utiliza modelagem

elástico-linear (Módulo de Resiliência constante) e o procedimento de cálculo é o do

método das diferenças finitas. O programa ELSYM5 foi desenvolvido na Universidade da

Califórnia, em Berkeley, Califórnia, EUA. A linguagem científica utilizada foi o FORTRAN

(Formula Translation), uma das primeiras linguagens aplicadas em programas para

dimensionamento de pavimentos. Foi elaborado inicialmente, na década de 1970, para

computadores de grande porte. Foi adaptado por KOPPERMAN et al (1985) para

computadores pessoais. Conforme mencionado se fundamenta nos modelos teóricos

generalizados em 1943 por Burmister, possibilitando o cálculo de estruturas flexíveis e

semi-rígidas de até cinco camadas superpostas e permite o cálculo das tensões,

deslocamentos e deformações para um sistema tridimensional de camadas elásticas. O

programa fornece as tensões horizontais, verticais e de cisalhamento máximo assim como

as tensões principais em qualquer ponto do sistema. As camadas são consideradas

horizontalmente infinitas, possuindo espessuras uniformes e finitas com exceção da

última que possui espessura infinita. Os módulos de resiliência e coeficientes de Poisson

são constantes. As possibilidades relativas às configurações de carregamento

estabelecem como limite até dez cargas de rodas simples, cuja aplicação é distribuída

uniformemente sobre uma área circular na superfície do sistema.

São utilizadas as coordenadas retangulares cartesianas XYZ, sendo a parte superior do

sistema o plano XY com Z = 0, local onde são aplicadas as cargas. O eixo Z se estende

verticalmente da superfície do sistema (plano XY) para baixo. As camadas são

numeradas a partir do revestimento. O programa possibilita, ao se conhecer dois itens

entre os seguintes: (i) cargas em kgf; (ii) tensão em kgf/ cm 2 e (iii) raio da área carregada

em cm, o cálculo do terceiro.


192

Os dados de entrada do ELSYM5 são:

• Com relação às cargas: quantidade, valor, coordenadas (x,y) e pressão dos pneus;

• Com relação às camadas e seus materiais constituintes: quantidade, espessuras,

Coeficientes de Poisson e Módulos de Elasticidade;

• Com relação aos pontos de análise: coordenadas (x,y) e profundidade z.

Os dados de saída do programa se constituem, para cada ponto solicitado de análise, nos

seguintes elementos ocorrentes para o carregamento considerado:

• Tensões normais;

• Tensões cisalhantes;

• Tensões principais atuantes;

• Deslocamentos normais;

• Deformações normais;

• Deformações cisalhantes, e

• Deformações principais.

3.3.2.2 – FEPAVE 2

O programa computacional FEPAVE (Finite Element Analysis of Pavement Structures)

permite a avaliação de estruturas de pavimento com camadas múltiplas, segundo a

formulação matemática advinda da teoria da elasticidade, direcionada para pavimentos de

meios semi-infinitos e estratificados de até 12 camadas. Utiliza modelagem elástico-não

linear (Módulo de Resiliência variável) e o procedimento de cálculo é o do método dos

elementos finitos (meio contínuo dividido em elementos fictícios de dimensões finitas,

ligados entre si por pontos nodais que se assimilam a articulações sem atrito).

O Método de Elementos Finitos possui interesse maior nos problemas de elasticidade não

linear. Por esta razão foi decisivo o uso do FEPAVE na análise estrutural de pavimentos

flexíveis que possuem espessas camadas granulares (bases de brita graduada, solo-brita,


193

sub-bases arenosas, etc.) em que a consideração da não linearidade é essencial

(MEDINA, 1997).

A determinação do Módulo de Resiliência dependente das tensões faz-se

experimentalmente em ensaios triaxiais de cargas repetidas. As camadas de pedra

britada, areias e argilas arenosas, de modo geral, possuem módulos muito dependentes

do estado de tensões. Mas para alguns materiais considera-se o módulo constante ou

não dependente do estado de tensões: concreto betuminoso (depende da temperatura),

solo-cimento, solo-cal, e alguns solos siltosos de módulos baixos e argilosos lateríticos

resistentes de forte cimentação (MEDINA, 1997).

MOTTA (1991) implementou modificações no sistema de forma a permitir seu uso em

microcomputadores. O FEPAVE até então rodava unicamente em computadores de

grande porte. A Figura 3.20 mostra o fluxograma pertinente à rotina do programa

FEPAVE. Através do programa são obtidas as tensões e as deformações ocorrentes no

pavimento submetido a carregamento repetido, sendo então, em muitos casos analisados,

os valores das deflexões obtidas, bastantes próximos dos valores das deflexões medidas

em campo. Desta forma é que o programa apresenta resultados bastante confiáveis na

interpretação do desempenho estrutural de pavimentos reais.

MOTTA (1991) adaptou o FEPAVE à consideração da confiabilidade pelo tratamento

probabilístico de Rosenblueth (1975, 1981). Trata-se de calcular a média aritmética, o

desvio padrão e o coeficiente de assimetria de uma variável dependente a partir dos

valores destes mesmos parâmetros das variáveis independentes aleatórias, sem ser

necessário conhecer as distribuições de probabilidade. Para estudo da Confiabilidade foi

desenvolvido o programa CONF2, ficando o FEPAVE como uma sub-rotina, de modo a

mexer o menos possível na sua estrutura.


194

Figura 3.20- Fluxograma do Programa FEPAVE (MOTTA (1991).

Segundo MOTTA, (1991), a confiabilidade é definida como “a probabilidade que um

componente, um equipamento ou um sistema tem de desempenhar satisfatoriamente a

função para a qual foi desenvolvido sob dadas circunstâncias, tais como: condições

ambientais, limitações de operação, freqüência de operação e manutenção, para um

período de tempo especificado”.

SILVA (1995) introduziu aprimoramentos no programa, traduzidos pelo utilitário UTILFEP,

que facilitou significativamente a utilização do FEPAVE. O UTILFEP permite a entrada


195

rápida dos dados de projeto relativos a cargas, materiais e configurações estruturais,

agilizando sua utilização. A interface do programa com a criação do utilitário

UTILFEP, facilitou seu uso através de 8 sub-rotinas. Na figura 3.21, constam os modelos

de comportamento tensão deformação dos materiais existentes no FEPAVE2.

Figura 3.21 – Modelos de comportamento tensão deformação existentes no FEPAVE2.

3.3.2.3 – PAVE 2000 (FRANCO, 2000)

O programa computacional PAVE2000 permite a avaliação de estruturas de pavimento

com camadas múltiplas, segundo a formulação matemática advinda da teoria da

elasticidade, voltada para meios estratificados e semi-infinitos. Utiliza modelagem

elástico-linear (Módulo de Resiliência constante).

PAVE2000 foi desenvolvido por FRANCO (2000) e se constitui em um sistema completo

de dimensionamento, parte dele elaborado na linguagem de programação visual C++.

Esta linguagem permite janelas e comandos usuais e simples, sem prejuízo da agilidade e

velocidade dos cálculos a serem executados.


196

O programa PAVE2000 foi baseado no programa AYMA, desenvolvido por AYRES

(1997). O programa calcula, para uma determinada estrutura de pavimento, a distribuição

de tensões e deformações ao longo do período de análise, considerando os efeitos da

variação climática, e estima a vida de fadiga das camadas asfálticas e/ ou cimentadas, a

deformação permanente das camadas da estrutura e, ainda, verifica a condição de tensão

ou deformação limite do subleito. O programa também permite que sejam realizadas

análises de confiabilidade, quando selecionado o modo probabilístico.

3.3.2.4 – JULEA FOR WINDOWS

O JULEA, desenvolvido para pavimentos flexíveis, pode ser aplicado para sistemas de

múltiplas camadas submetidos a carregamentos estáticos e/ ou dinâmicos provenientes

de rodas simples ou rodas duplas de eixos simples ou eixos tandem. O comportamento

Tensão - Deformação de cada camada é elástico-linear. O JULEA foi desenvolvido

segundo a formulação matemática advinda das teorias da elasticidade elaboradas por

Boussinesq e Burmister, de meios semi-infinitos estratificados. O programa monta vários

sistemas de duas camadas. A solução destes sistemas é matemática através da

resolução de matrizes, passando por inversão de matrizes, cuja solução pode ser obtida

através de diversos processos. As sub-rotinas levam os nomes dos elaboradores das

soluções, Bessel e outros. Esses processos são sempre iterativos até convergir para uma

solução. Esses processos iterativos se constituem na razão pela qual o tempo de

processamento do JULEA aumenta geometricamente com o número de profundidades de

avaliação. O JULEA somente pode ser aplicado em pavimentos flexíveis com ausência de

camadas rígidas. Apóia-se na solução de sistemas de múltiplas camadas sob área

circular de atuação de carregamento com base na teoria da elasticidade. O programa foi

escrito originalmente em FORTRAN (Formula Translation), uma das primeiras linguagens

aplicadas em programas para dimensionamento de pavimentos. Na figura 3.16, consta a

tela do programa JULEA for Windows.


197

Figura 3.22 – Tela do programa JULEA for Windows (FRANCO, 2000).

3.3.2.5 – KENLAYER

O Kenlayer, desenvolvido para pavimentos flexíveis, pode ser aplicado para sistemas de

múltiplas camadas submetidos a carregamentos estáticos e/ ou dinâmicos provenientes

de rodas simples ou rodas duplas de eixos simples ou eixos tandem. O comportamento

Tensão-Deformação de cada camada pode ser elástico-linear, elástico não-linear ou

viscoelástico. O programa analisa danos nas camadas do pavimento, a partir da divisão

do ano de serviço do mesmo em períodos (no máximo 24). Cada período guarda um

grupo de propriedades diferenciadas dos materiais envolvidos a partir das repetições de

diferentes carregamentos axiais (máximo de 24). O Kenlayer originalmente foi

desenvolvido para computadores de grande porte, tendo sido, posteriormente, adaptado

para microcomputadores. O Kenlayer foi desenvolvido segundo a formulação matemática

da teoria da elasticidade de Burmister para meios semi-infinitos estratificados.


198

O Kenlayer somente pode ser aplicado em pavimentos flexíveis com ausência de

camadas rígidas. Apóia-se na solução de sistemas de múltiplas camadas sob área

circular de atuação de carregamento com base na teoria da elasticidade. Os danos

causados ao pavimento devido à fadiga e a deformação permanente em cada período

pré-estabelecido, considerando a ação dos vários grupos de carregamento, são

sumarizados de forma a se analisar a vida de projeto do pavimento em estudo. O

programa foi escrito em FORTRAN 77 (Formula Translation), uma das primeiras

linguagens aplicadas em programas para dimensionamento de pavimentos, e sua

armazenagem ocupa 509k de memória. Pode ser aplicado a sistemas de no máximo 19

camadas. A malha tem capacidade para 10 diferentes coordenadas radiais (x, y) e 19

coordenadas verticais (z), perfazendo um total de 190 pontos de análise. Para rodas

múltiplas, além das 19 coordenadas verticais, podem ser obtidas soluções para um total

de 25 pontos, especificando as coordenadas x e y de cada ponto. O modelo de

deformação permanente por fluência pode ser especificado até no máximo 15 tempos de

duração. A análise de danos pode ser feita dividindo-se cada ano em no máximo 24

períodos, sendo cada período com no máximo 24 grupos de carga.


199

CAPÍTULO IVDESCRIÇÃO DA RODOVIA ESTUDADA E METODOLOGIA APLICADA


Neste capítulo apresentar-se-á a descrição da rodovia estudada, bem como, toda a

metodologia aplicada na caracterização funcional e estrutural realizada na pista duplicada

da Rodovia BR-230, no Estado da Paraíba, com 30,6 km de extensão, lote III.

Resumidamente, serão apresentadas nos itens 4.2 e 4.3, as características da região e do

trecho em estudo, respectivamente. E nos itens seguintes a metodologia empregada

nesta pesquisa.

4.2 – Características da Região da Rodovia

As informações sobre localização, geologia, pedologia, relevo, clima, precipitação e

vegetação contidas neste capítulo foram extraídas do Atlas Geográfico do Estado da

Paraíba, Edição 1985 e SOUZA (2000).

4.2.1 – Localização

O Estado da Paraíba localiza-se na porção oriental do Nordeste do Brasil, entre os

meridianos de 34º45’54’’ e 38º45’45’’ de longitude oeste e entre os paralelos de 6º02’12’’

e 8º19’18’’ de latitude sul, conforme mostrado na figura 4.1. Sua forma alongada no

sentido leste-oeste é marcada por duas saliências (a da região de Catolé do Rocha, a

noroeste, e a do Platô dos Cariris, na porção centro-sul) e por duas vastas reentrâncias

formando uma cintura nas proximidades do meridiano de Patos, representadas, ao norte,

pelas bacias dos rios Seridó e Espinharas, afluindo no rio Piranhas em território do Rio

Grande do Norte e, ao sul, em Pernambuco, pelo alto Vale do Rio Pajeú. Apresenta no

sentido norte-sul uma distância linear de 253 km e de 443 km no sentido leste-oeste.

Limita-se ao norte com o Estado do Rio Grande do Norte; a leste com o Oceano Atlântico;

a oeste com o Estado do Ceará e, ao sul, com Pernambuco.


200

Figura 4.1 - Localização do Estado da Paraíba em relação ao Brasil

4.2.1.1 – Localização da BR230

A rodovia federal transversal BR230-PB, pertence ao Plano Nacional de Viação, corta o

Estado da Paraíba no sentido E-W, conforme ilustrado na figura 4.3, e constitui o principal

eixo da ligação entre o litoral e o sertão do estado. Interliga cidades de notória importância

como patos, Souza, Pombal e Cajazeiras e une as principais cidades da região: João

Pessoa e Campina Grande.


201

4.2.2 – Geologia

4.2.2.1 – Litologia

A litologia paraibana possui uma predominância do complexo cristalino sobre os terrenos

sedimentares, que encontram-se no litoral constituindo afloramentos calcários ou relevos

planos, poucos elevados (os tabuleiros), além de planícies marinhas e flúvio-marinhas. No

interior, são identificadas chapadas sedimentares, além da Bacia Sedimentar do Rio do

Peixe.

O complexo cristalino apresenta-se com uma marcante predominância de rochas

metamórficas sobre as rochas magmáticas.

4.2.2.2 – Estratigrafia

As rochas mais antigas predominam no complexo cristalino formando o complexo

gnássico-migmático-granitódico de idade Arqueozóica, que é afetado por intrusões de

rochas magmáticas: gabros, granitos, basaltos, etc., do Proterozóico.

Também do Proterozóico, discordante sobre os terrenos arquozóicos e formando faixas

orientadas SW – NE, são reconhecidas as sequências constituintes de: Formação

Equador com quartzitos; Formação Seridó com micaxistos; Grupo Cachoeirinha com

seqüência de rochas que inclui filitos e micaxistos.

Do Fanerozóico, encontram-se no extremo oeste do Estado duas ocorrências

Paleozóicas, representadas por arenitos conglomeráticos de cores claras ou, às vezes,

avermelhadas.

Do mesozóico, em áreas dos municípios de Pombal, Souza e Antenor Navarro, são

encontrados sedimentos que vão de conglomerados a arenitos e siltitos, constituindo a

bacia sedimentar do Rio do Peixe. No litoral, uma seqüência que inicia com arenitos e

continua com calcários constitui o Grupo Paraiba.


202

Do Cenozóico, a representação consiste em arenitos variegados, na maioria pouco

consolidados, constituintes do Grupo Barreiras, além de areias que constituem as

planícies marinhas formadoras das praias ou os mangues encontrados nas

desembocaduras dos principais rios que deságuam no oceano, ou, ainda, aquelas areias

que são encontradas preenchendo os leitos dos rios.

4.2.2.3 – Estrutura

Na Paraíba, é marcante a ocorrência de estruturas falhadas onde se salienta o grande

lineamento que atravessa longitudinalmente o Estado, conhecido como lineamento de

Patos.

Um grande número de outras falhas também pode ser observado, com desenvolvimento

de SW para NE em predominância.

Estruturas dobradas em anticlinais e sinclinais são comuns, e, às vezes, influenciam o

relevo.

4.2.3 – Pedologia

Os solos sob o ponto de vista pedológico refletem dois fatores importantes: climáticos e

edáficos (natureza da rocha-mãe).

Assim, cerca de 1/5 do território paraibano apresenta solos evoluídos em função do clima

quente e úmido (26º C; 900 – 1700 mm; 7 a 9 meses com chuvas). Trata-se das áreas

úmidas do litoral e de algumas serras, assim como do Brejo e do corredor sub-úmido da

depressão sublitorânea. As únicas exceções são representadas pelos solos salinos e

encharcados dos mangues. Mas, apesar dos condicionantes climáticos que atuam nessa

porção do Estado, a rocha-mãe vai desempenhar um importante papel nos tipos de solos

que ali se encontram.

É assim que os tabuleiros costeiros e sub-costeiros formados a partir dos sedimentos

heterogêneos do Grupo Barreiras apresentam solos do tipo Podzol , quando as camadas


203

rochosas são arenosas, enquanto que as camadas argilosas normalmente ostentam solos

lateríticos (latossolos) diversos, lixiviados e solos podzólicos.

Na área do Brejo, ou seja, no rebordo úmido elevado da Borborema que recebe a

influência das massas de ar úmidas provenientes do Atlântico, as rochas graníticas e os

restos dos capeamentos sedimentares dão uma imensa variedade de latossolos e de

solos podzólicos pobres em nutrientes.

Já no setor representado pela depressão sublitoranea e submetido a uma pluviosidade

menor, a grande variedade de rochas cristalinas engedram solos podzólicos, mais ricos

em nutrientes, associados a solos com hidromorfia temporária (planossolos) e a solos

poucos espessos, do tipo bruno. No restante do território paraibano recoberto por

caatingas a semi-aridez interfere na pedogênese que é lenta por falta de um fornecimento

abundante de matéria orgânica (detritos vegetais) ou interrompida durante a estação seca

prolongada por falta de água. Além disso, a atividade erosiva dos agentes mecânicos

externos é forte, o que faz com que os solos dominantes sejam poucos evoluídos

(litossolos e regossolos) normalmente associados a solos brunos, a vertissolos e a solos

salgados (solos halomorficos).

A topografia e a rocha-mãe introduzem modulações nesse quadro geral. As serras mais

úmidas e elevadas, graníticas, apresentam, além de uma grande quantidade de

afloramentos rochosos, solos mais profundos arenosos (regossolos) e solos podzólicos.

Nos glacis e pediplanos predominam, geralmente, solos brunos não-cálcicos, rasos e

pedregosos. Nos baixios são encontrados solos argilosos que racham na época da seca e

se encharcam durante a estação chuvosa: os vertissolos. Freqüentes ainda são as

importantes manchas de solos halomorficos em áreas planas ou embaciadas elaboradas

sobre rochas alcalinas. Os gnaisses e xistos normalmente dão origem a solos argilosos,

compactos e pedregosos fortemente sujeito a erosão (litossolos e solos Brunos litólicos).

Já os granitos grosseiros dão origem a solos mais arenosos, um pouco mais profundos.

Esses aspectos edáficos vão se refletir no aspecto fisionômico das caatingas e nas

modalidades do uso agrícola das terras.


204

4.2.4 – Relevo

A Paraíba está dividida em três regiões distintas que se sucedem do litoral para o interior:

Baixada Litorânea, Planalto da Borborema e Planalto do Rio Piranhas. A Baixada

Litorânea estende-se ao longo da costa, apresentando uma largura média de 80 a 90 km.

A oeste atinge 150 m de altura, caindo suavemente para leste, até o nível do mar. O

Planalto da Borborema situa-se a oeste da Baixada Litorânea, ocupando toda a parte

central do Estado. É a região mais elevada da Paraíba, com altitudes médias entre 500 e

600 m. Sobre essa superfície levemente ondulada erguem-se morros isolados.

O Planalto do Rio Piranha ocupa o espaço compreendido entre a Borborema e a fronteira

do Ceará. Nele se observa a presença de morros isolados e pequenas serras. Sua

altitude média varia entre 150 e 300 m.

4.2.5 – Clima e Precipitação

Os tipos de clima observados no Estado variam de acordo com o relevo. O clima tropical

úmido, com chuvas de outono-inverno e estação seca no verão é registrado na Baixada

Litorânea e na encosta leste da Borborema. No litoral, o índice de chuvas chega a

1700mm anuais e a temperatura média é de 24º C. Em direção ao interior, a quantidade

de chuvas diminui progressivamente, descendo a 800 mm na encosta leste da

Borborema. No topo do planalto, volta a subir, ultrapassando os 1400 mm. Na figura 4.2,

são mostradas as microrregiões climáticas da Paraíba.

Todo o Planalto da Borborema, exceto a encosta leste, é dominado pelo clima semi-árido

quente. O índice de chuvas é baixo, chegando a 500 ou 600 mm anuais. Em Cabeceiras

registra-se o menor índice anual de chuvas do país: 279 mm.

Na parte oeste do Estado, no planalto do Rio Piranhas, predomina o clima tropical único

com chuvas de verão e estação seca no inverno. A quantidade de chuvas atinge de 600 a

800 mm anuais. As temperaturas médias anuais são as mais elevadas da Paraíba (26ºC).

Como na porção leste da Borborema, a distribuição de chuvas é irregular, provocando

secas prolongadas.


205

4.2.6 – Vegetação

Os tipos de vegetação, como o relevo e o clima, sucedem-se em faixas no sentido leste-

oeste, sem, no entanto, corresponde exatamente aos tipos climáticos e ás unidades de

relevo. Na baixada Litorânea e nos trechos mais úmidos da Borborema (Brejo) predomina

a floresta tropical, composta de grandes árvores.

Na parte menos úmida do planalto (leste) observa-se uma vegetação constituída de

espécies da floresta tropical e da caatinga, vegetação formada por cactos, pequenas

árvores e arbustos: é o Agreste.

A porção oeste da Borborema e o planalto do Rio Piranhas são dominados pela caatinga,

característica do sertão e que cobre cerca de 65% do território paraibano.

As características naturais de clima, vegetação e relevo permitem a divisão da Paraíba

em quatro mesoregiões distintas (ver figura 4.3): a Zona da Mata, que corresponde à

Baixada Litorânea úmida; o Agreste, a parte leste do Planalto da Borborema; o Brejo aos

trechos mais úmidos do Agreste; e o sertão, às áreas mais secas do Estado, ou seja, todo

o território estadual situado a oeste de Campina Grande e coberto pela caatinga.

Figura 4.2 – Messoregiões do Estado da Paraíba (www.paraíba.gov.br)


206

4.3 – Características da Rodovia Estudada

As informações apresentadas neste item foram obtidas do Relatório do Projeto Final de

Engenharia para a Duplicação e Restauração da BR-230/PB (DER/PB,1999).

A rodovia estudada teve o trecho situado entre o acesso à cidade de Ingá - Campina

Grande (km 117,3 – km 147,9) duplicado no ano de 2000 e inaugurado em outubro de

2001. Os serviços de duplicação foram realizados concomitantemente aos da restauração

da rodovia existente. A concepção de projeto para a estrutura do pavimento da rodovia

duplicada foi de pavimento flexível, onde o tráfego médio diário estimado no ano de 1999

foi de aproximadamente 3903 veículos diários.

4.3.1 – Localização do Trecho

O trecho estudado possui as seguintes características:

Rodovia : BR-230/PB

Trecho : Cabedelo – Divisa PB/CE

Lote : III

Subtrecho : Entr. BR-408/PB-090/PB095

: Entr. BR-104 (A)/PB-408/B/PB-095 (Campina Grande)

Segmento : km 117,3 – km 147,9

Extensão : 30,6 km

PNV : 210 e 220


207

Figura 4.3 – Mapa de Localização do trecho estudado

No lado esquerdo, no sentido Ingá - Campina Grande, da estaca 4000 a 5434, onde a

maior parte da pista duplicada se desenvolve, existem dois segmentos constituídos de

pavimento composto (camada de concreto asfáltico sobre placas de concreto), estes

segmentos situam-se entre as estacas 4699-4799 e 5440-5535 totalizando uma extensão

de 3,9 km. Como este tipo de estrutura não pertence ao escopo desta pesquisa, não

foram realizados ensaios nestes dois segmentos. Na figura 4.4 apresenta-se de forma

esquemática as pistas duplicada e existente e o tipo de pavimento da BR-230/PB.


208

Figura 4.4 – Ilustração das pistas existente e duplicada e tipo de pavimento

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209

4.3.2 – Características Climáticas e Pluviométricas

A classificação climática do trecho em análise segundo Wladimir Koppen e caracterizado

como As: clima quente e úmido com chuvas de outono – inverno e período seco no verão.

A temperatura média gira em torno de 20oC com uma amplitude térmica anual de 10ºC e

mensal de 9oC.

A umidade relativa apresenta-se sempre elevada, com valores acima de 74%,

principalmente no período de Abril a Agosto.

A pluviometria média anual atinge valores superiores a 1.700 mm, sendo o trimestre de

abril a Junho o mais Chuvoso e o de Outono a Dezembro, o mais seco.

O relevo é ondulado a partir da região de Ingá, passando a montanhoso após a localidade

de Riachão do Bacamarte até as proximidades da cidade de Campina Grande.

4.3.3 – Características Geométricas

O trecho inicia-se no entroncamento para a cidade de Ingá no km 117,3 da rodovia BR-

230/PB. A rodovia se desenvolve inicialmente por uma região de topografia ondulada

apresentando em função dessa situação um traçado bem definido e reto até as

proximidades da localidade de Riachão do Bacamarte. A partir daí a região passa de uma

topografia ondulada para montanhosa e o traçado é caracterizado pela incidência de

curvas e rampas com maiores declividades em relação ao primeiro trecho.

O lado a ser duplicado foi escolhido a partir da análise minuciosa em campo e escritório

dos desenhos da topografia visualizando-se as seções transversais do levantamento

topográfico.

Dentro dessa filosofia considerou-se que a duplicação da pista deveria estar ora pelo lado

direito, ora pelo lado esquerdo da pista existente, função da análise em cada caso

específico.


210

Para o trecho da Travessia Urbana de Riachão do Bacamarte, foi adotada a solução em

binário aproveitando-se a rodovia existente para o tráfego no sentido João Pessoa –

Campina Grande, sendo implantada uma variante de contorno da cidade pelo lado

esquerdo, prolongando-se até após a Serra do Riachão, onde a topografia apresenta-se

mais favorável, para o tráfego no sentido inverso.

O dimensionamento das camadas do pavimento do trecho em estudo foi realizado

considerando valor único de CBR para o subleito igual a 7%. Desse modo, o trecho

apresenta estrutura única de espessuras das camadas de sub-base, base e revestimento.

Na figura 4.5 constam as seções transversais com as características geométricas da pista

existente e da duplicação nos trechos em pista dupla.

Na figura 4.6 consta a seção transversal com as características geométricas da pista

duplicada nos trechos em pista simples, na variante do Riachão do Bacamarte.


211

Figura 4.5 – Seções transversais da pista existente e duplicada no segmento em pista dupla


212

Figura 4.6 – Seção transversal da pista duplicada no segmento em pista simples.


213

4.3.4 – Características de Terraplenagem

O projeto de terraplenagem foi elaborado tomando-se por base os elementos do projeto

geométrico, a qualidade dos materiais dos cortes a escavar e sua classificação em 1ª, 2ª

e 3ª categoria, bem como a definição dos materiais que irão compor a camada superior

de terraplenagem.

Os trechos em corte foram rebaixados em 40 cm de espessura e preenchidos com

material selecionado, compactado a 100% do Proctor Normal. A camada superior de

todos os aterros foi executada com material selecionado com 30cm de espessura. O grau

de compactação da camada de material selecionado foi, no mínimo, 100% da energia do

Proctor Normal. As camadas subjacentes dos aterros foram executadas com grau de

compactação mínimo de 95% do Proctor Normal.

Os taludes de cortes e aterros adotados forma:

• Corte em solo : 1,5 (V): 1,5 (V);

• Corte em rocha : 5,0 (V): 1,0 (H);

• Aterros : 1,0 (V): 1,5 (H).

Os materiais utilizados para a terraplenagem foram provenientes dos cortes e seus

rebaixamentos, e também, materiais oriundos de empréstimos para a complementação

dos aterros.

4.3.5 – Características dos Materiais Empregados na Pavimentação

Para a camada de sub-base foram utilizados materiais provenientes das Saibreiras:

Alegre, Galante, Soares, Pedro e Campos. Todos apresentaram características físicas e

mecânicas obtidas em ensaios laboratoriais conforme especificações do DNIT para tal

fim.


214

A camada de base é constituída de brita graduada simples obtida por processo de

preparo em usina de agregado com materiais advindos da Pedreira Amorim com

características graníticas.

O concreto asfáltico é constituído de duas camadas, uma de CBUQ (Concreto

Betuminoso Usinado a Quente) na faixa B do DNIT (camada de ligação) e outra de CBUQ

na faixa C (camada de rolamento). A composição do concreto asfáltico é resultado das

misturas de areia fina do rio Paraíba, agregado britado, filer e cimento asfáltico. A

dosagem foi realizada pelo Método Marshall apresentando curvas granulométricas

mostradas nas figuras 4.7 e 4.8 e características finais mostradas nas tabelas 4.1 e 4.2

para o CBUQ na faixa B e o CBUQ na faixa C, respectivamente.

Figura 4.7 - Curvas granulométricas de projeto da mistura da faixa B do CBUQ para a

pista.


215

Figura 4.8 - Curvas granulométricas de projeto da mistura da faixa C do CBUQ do trecho

em estudo.

Tabela 4.1 – Características de projeto do CBUQ na Faixa B camada de ligação.

INDENTIFICAÇÃO CARACTERÍSTICAS ESPECIFICAÇÃO

Densidade Aparente (g/dm3) 2.462 -

Densidade Teórica (g/dm3) 2.600 -

Vazios (%) 5,2 4 – 6

Relação Betume Vazios (%) 68 65 – 72

Vazios Agregado Mineral (%) 16,5 -

Estabilidade Marshall (kgf) 1.070 Mínimo 350 kgf

Fluência () 11,7 8 – 18

Teor Ótimo de CAP (%) 4,7 (+ 0,3) 4,5 – 7,5

Variação Permitida 4,5 – 5,0 -

Resultado de Adesividade satisfatório com 0,2% de DOPE


216

Tabela 4.2 – Características de projeto do CBUQ na Faixa C camada de rolamento

Os resultados dos ensaios de qualidade de material betuminoso (asfalto tipo CAP 50/60)

estão apresentados na tabela 4.3.

Tabela 4.3 – Resultados dos ensaios de qualidade de material betuminoso.

EnsaiosResultados

MédiosEspecificação

Viscosidade Saybolt Furol a 135 ºC (seg) 197 120 mínimo

Ponto de Fulgor ºC 279 235 mínimo

Ponto de Amolecimento anel e Bola Tab ºC 53 30-175

Penetração (25 ºC, 100g, 5seg) 0,1mm 55 50 mínimo

Densidade 1.030

Espuma Não teve

O produto ao deve

produzir espuma

quando aquecido a

175 ºC

INDENTIFICAÇÃO CARACTERÍSTICAS ESPECIFICAÇÃO

Densidade Aparente (g/dm3) 2.466 -

Densidade Teórica (g/dm3) 2.561 -

Vazios (%) 3,7 4 – 6

Relação Betume Vazios (%) 78,1 65 – 72

Vazios Agregado Mineral (%) 16,9 -

Estabilidade Marshall (kgf) 1.190 Mínimo 350 kgf

Fluência () 14,8 8 – 18

Teor Ótimo de CAP (%) 5,5 (+ 0,3) 4,5 – 7,5

Variação Permitida 5,2 – 5,8 -


217

4.4 – Ensaios Realizados no Trecho Estudado Durante a Presente Pesquisa

A metodologia utilizada para a realização dos ensaios de campo e laboratório baseou-se

nas normas do DNIT (Departamento Nacional de Infra-Estrutura de Transportes). Os

ensaios de laboratório foram realizados na COPPE/UFRJ e UFCG.

Foram realizados furos de sondagem para a verificação das espessuras constituintes do

pavimento, extração rotativa de corpos-de-prova do revestimento das camadas de

rolamento e ligação, bem como, amostras de solo para realização de ensaios laboratoriais

de caracterização e triaxiais sob cargas repetidas.

Os ensaios de campo e laboratório são apresentados e analisados no Capítulo VII desta

pesquisa.

4.4.1 – Ensaios de Campo

Para a realização desta pesquisa o trecho estudado foi estaqueado baseando-se no

Projeto Geométrico constante no Volume 2 – Projeto de Execução (1999).

O novo estaqueamento foi desenvolvido pelo bordo esquerdo da pista duplicada. Com

início na estaca 4000, no entroncamento das rodovias BR-104 (A)/BR-408(B)/PB095, se

encerrou na estaca 5543+1,00, no entroncamento das rodovias BR-104(A)/BR-408

(B)/PB-095, em Campina Grande.

O sentido do tráfego na pista duplicada possui o fluxo de veículos contrário ao

estaqueamento (Campina Grande – Ingá), desta forma, os levantamentos realizados com

o FWD (Falling Weight Deflectometer), viga Benkelman, avaliação objetiva da superfície

do pavimento e o Levantamento Visual Contínuo, obviamente, seguiram o sentido do

tráfego. Porém, todo o desenvolvimento desta pesquisa, adotou o sentido crescente da

quilometragem para uma melhor adequação com o Projeto Final de Engenharia para a

Duplicação e Restauração, conforme figura 4.9. Foram realizados levantamentos das

condições atuais do pavimento em estudo, baseando-se nos seguintes procedimentos:


218

• Avaliação objetiva da superfície do pavimento pelo procedimento DNIT

006/2003 – PRO e cálculo do IGG - Anexo A;

• Determinação das deflexões do pavimento pelo Falling Weight

Deflectometer – FWD pelo procedimento DNER PRO-273 - Anexo B;

• Determinação das deflexões do pavimento pela viga Benkelman

pelo método de ensaio DNER ME-024 – Anexo C.

• Coleta de amostras para a realização de ensaios de caracterização,

resistência à tração por compressão diametral, módulo de resiliência de

solos e britas e determinação da densidade e umidade “in situ”;

• Pesquisa volumétrica e classificatória do tráfego - Anexo E;

Figura 4.9 – Ilustração do sentido da quilometragem e do tráfego da rodovia BR-230/PB –

lote III.

4.4.1.1 – Avaliação Objetiva do Pavimento - DNIT 006/2003-PRO

A avaliação das características funcionais do pavimento da pista duplicada foi realizada

entre os dias 20 e 25 de julho de 2004. Baseou-se nos levantamentos das degradações

superficiais e das deformações em perfil, aplicando a técnica da avaliação objetiva do

estado da superfície do pavimento elaborando um inventário das degradações superficiais

Ingá

CampinaGrande


219

e geométricas existentes, seguindo a metodologia proposta pelo Profº Armando Martins

Pereira, normatizada no procedimento DNIT 006/2003-PRO (DNIT, 1994b).

Neste inventário foram quantificados os tipos de defeitos superficiais ocorrentes: trincas,

panelas, remendos, desgastes, exudação, etc, e com isso, obtido o IGG (Índice de

Gravidade Global).

A amostragem é efetuada em cada uma das estações de ensaio, considerando-se uma

superfície de avaliação delimitada por uma seção transversal situada 3m a ré da estação,

por outra situada 3m avante, e pelo eixo da pista de rolamento. Desta forma, cada

estação de ensaio corresponde uma área de cerca de 6m por 3,6m, ou 21,6 m2.

Além dos defeitos foram medidas as deformações permanentes, avaliadas a partir das

medidas das flechas nas trilhas de roda com treliça de base igual a 1,20m.

A norma especifica que as estações de ensaios para pistas simples devam ser a cada 20

metros alternados em relação ao eixo da pista de rolamento (40 m em 40m em cada faixa

de tráfego) obtendo uma representatividade amostral de 15%/km. Nas rodovias em pista

dupla, deve ser a cada 20 metros, na faixa de tráfego mais solicitada resultando em uma

representatividade amostral de 30%/km.

Nesta pesquisa, o espaçamento entre as estações de ensaio, foi de 20 metros alternados

(40 m em 40 m para cada faixa de tráfego) tendo como objetivo analisar as faixas direita e

esquerda separadamente, por estarem submetidas a diferentes níveis de solicitação.

Desta forma, foi obtida para cada faixa de tráfego uma representatividade amostral de

15%/km.

Na figura 4.10 consta de forma esquemática como foi realizado levantamento dos defeitos

do pavimento da pista duplicada.


220

Figura 4.10 – Croqui do levantamento dos defeitos DNIT 006/2003 - PRO (DNER, 1994b).

As planilhas de campo constando o inventário dos defeitos do pavimento e as flechas nas

trilhas de roda encontram-se no Anexo A.

4.4.1.2 – Levantamento Deflectométrico com o Falling Weight Deflectometer

O levantamento deflectométrico foi realizado em julho de 2004, com o emprego do

“Falling Weight Deflectometer - FWD”, modelo 8002 FWD equipado com um sistema

processador e PC/Impressor 9000.

O equipamento pertence ao LECONTE (Laboratório de Ensaios e Controle Tecnológico)

empresa formada por um convênio entre Consultoras da cidade do Recife, estado de

Pernambuco.

A metodologia de ensaio foi baseada no DNER PRO-273/96.

Os deslocamentos recuperáveis gerados na superfície do pavimento (bacias de deflexão)

foram medidos por sete geofones dispostos ao longo de uma barra metálica com os

seguintes espaçamentos: 0; 20; 30; 45; 60; 90 e 150 (centímetros).

O nível de carregamento utilizado foi em torno de 40 kN, correspondente ao semi-eixo

padrão rodoviário.

Os ensaios foram executados a cada 40m defasados. A distância do bordo para as

medidas de deflexões segundo o procedimento 273/96 é de 0,90m para largura da faixa


221

maior ou igual a 3,5 m (ver tabela 4.4). Porém, as medidas foram realizadas a 1,5 m do

bordo do revestimento, com a finalidade de evitar os “efeitos de borda”.

Tabela 4.4 – Localização dos pontos de ensaio (DNER, 1996)

Figura 4.11 – Gráfico da bacia de deflexões geradas pelo carregamento do FWD durante

a realização dos ensaios na BR-230/PB.

Na figura 4.12, consta de forma esquemática como foram obtidas as bacias

deflectométricas do pavimento estudado. Na figura 4.23 consta a realização do ensaio

com o FWD.

Largura da faixa de tráfego (m) Distância ao bordo do revestimento (m)

2,7 0,45

3,0 0,60

3,3 0,75

3,5 ou mais 0,90


222

Figura 4.12 – Localização esquemática dos pontos de ensaio das bacias

Deflectométricas.

Figura 4.13 – Fotos do ensaio com o Falling Weight Deflectometer e visita técnica da

Turma de Engenharia Civil da UFCG no trecho em estudo.

Estaca 5390 – Lado esquerdo Estaca 5163 – Lado Esquerdo

Estaca 4485 – Lado Direito Estaca 4180 – Lado Direito


223

4.4.1.3 – Levantamento Deflectométrico com a Viga Benkelman

O levantamento deflectométrico foi realizado em julho de 2004, com o emprego da viga

Benkelman pertencente ao DER-PB (Departamento de Estradas de Rodagem da

Paraíba).

A metodologia de ensaio foi baseada no DNER ME-024.

As estações de ensaio coincidiram com os locais onde foram realizados os ensaios com o

FWD, na tentativa de se estabelecer uma correlação entre as deflexões máximas obtidas

pelos dois equipamentos.

Primeiramente, foi realizada a aferição da viga Benkelman conforme o procedimento

DNER PRO-175/94 (DNER, 1994b).

No anexo D consta todo o procedimento utilizado para a aferição da viga Benkelman

utilizada nesta pesquisa.

Na figura 4.14, mostra-se de forma esquemática como foram obtidas as deflexões

máximas, e na figura 4.15 mostra-se a realização do ensaio com a viga Belkelman no

trecho em estudo.

Figura 4.14 – Localização esquemática dos pontos de ensaio das deflexões com a viga

Benkelman.


224

Figura 4.15 – Fotos do ensaio com a viga Benkelman no trecho em estudo

4.4.1.4 – Coleta de Amostras e Ensaios de Laboratório

Foram realizadas prospecções em quatro locais, dois na faixa direita e dois na faixa

esquerda, a fim de coletar amostras das camadas do pavimento e subleito.

Na figura 4.16, é mostrado de forma esquemática os locais onde foram realizadas as

sondagens.

Estaca 5340 – Lado Esquerdo Estaca 5324 – Lado Esquerdo

Estaca 4494 – Lado Direito Estaca 4370 – Lado Direito


225

Figura 4.16 – Esquema dos locais de sondagem.

O critério utilizado para a escolha dos locais de sondagem foi baseado nas condições de

superfície e estrutural do pavimento. Dois furos foram realizados em cada faixa de

tráfego, com objetivo de comparar as faixas sob condições diferentes de solicitação.

Em cada ponto de sondagem determinou-se a massa específica seca e umidade “in situ”

das camadas do pavimento e subleito, baseando-se nos Métodos de Ensaio DNER ME

092/94 (DNER, 1994j) e DNER ME 052/94 (DNER, 1994l), respectivamente. Através

destes resultados, e os oriundos do laboratório, torna-se possível avaliar o grau de

compactação e o teor de umidade “in situ” em relação às especificações de projeto.

Na tabela 4.5 consta a lista dos ensaios laboratoriais realizados com as amostras

coletadas nos locais de sondagem.


226

Tabela 4.5 – Métodos de ensaios laboratoriais utilizados nesta pesquisa.

Nas estacas 4153 lado direito e 5381+15,8 lado esquerdo foram realizados extrações dos

corpos-de-prova das camadas de rolamento e ligação para serem realizados ensaios de

resistência à tração por compressão diametral, como mostra a figura 4.17.

Também foram coletados materiais das camadas do pavimento e subleito para a

realização de ensaios triaxias a cargas repetidas no laboratório da COPPE/UFRJ.

Os pontos de sondagem estão localizados nos segmentos homogêneos 03 e 19,

respectivamente. Buscou-se comparar dois segmentos homogêneos com condições

superficiais, estruturais e de tráfego distintas. Na tabela 4.6 consta a lista dos ensaios

realizados em cada local de sondagem. Infelizmente não foi realizado o ensaio de

compactação para a camada de base do furo 4. Os resultados completos estão

apresentados no Anexo D.

Ensaio Método

Determinação da Massa Específica dos Sólidos DNER ME 84/94

Análise Granulométrica por Peneiramento e

Sedimentação

DNER ME 51/94

Determinação do Limite de Liquidez (LL) DNER ME 44/71

Determinação do Limite de Plasticidade (LP) DNER ME 82/94

Ensaio de Compactação DNER ME 47/64

Índice de Suporte Califórnia DNER ME 50/94

Determinação da Resistência à Tração por Compressão

Diametral

DNER ME 138/94

* Determinação do Módulo de Resiliência de Solos e

Britas

DNER ME 131/94

*Nota: Ensaio realizado no Laboratório de Solos da COPPE/UFRJ, os demais foram

realizados na UFCG.


227

Tabela 4.6 – Ensaios de laboratório realizados por local de sondagem

Figura 4.17 – Fotos da extração dos corpos-de-prova do revestimento no trecho em

estudo.

No ano de 2001 foram enviadas para amostras do concreto asfáltico das camadas de

rolamento CBUQ faixa C, camada de ligação CBUQ faixa B, amostras do material de

jazida a ser utilizada como sub-base, amostras de BGS (brita graduada simples) e

amostras coletadas do subleito existente. Os ensaios triaxiais de cargas repetidas foram

Estaca 4153 – Lado direito Estaca 5381+15 – Lado esquerdo

SH Estaca FuroLado

D/E

Ensaios

LL LP GP GS C ISC RT MR

03 4153 1 D X X X X X X X X

07 4542 2 E X X X X X X

12 5073 3 D X X X X X X

19 5381+15 4 E X X X X - - X X

NOTA: LL – Limite de Liquidez

LP - Limite de Plasticidade

GP - Granulometria por Peneiramento

GS - Granulometria por Sedimentação

C - Compactção

ISC - Índice de Suporte Califórnia

RT - Resistência a Tração por Compressão Diametral

MR - Módulo de Resiliência de Solos e Britas.


228

realizados com diferentes teores de umidade para os materiais de base, sub-base e

subleito. Os ensaios realizados foram:

• Ensaio de módulo resiliente por compressão diametral;

• Ensaio de fadiga por compressão diametral;

• Ensaio triaxial dinâmico;

• Ensaio de resistência a tração por compressão diametral

Todos os resultados dos ensaios de laboratório realizados no ano de 2001 estão

apresentados no Anexo F.

4.4.1.5 – Pesquisa Volumétrica Classificatória

O estudo de tráfego realizado na rodovia BR-230/PB, segmento Ingá-Campina Grande

(km 117,3 – km 147,9), teve como finalidade detectar propriedades e características do

fluxo de veículos da rodovia.

Pesquisas Fluxogramétricas

Os dados históricos de tráfego mais relevantes na BR-230/PB, constam do “Censo de

Tráfego Rodoviário do DNER”, que indicam os seguintes postos para a rodovia desde o

km 35,6 (Entr. PB-048) até o km 147,9 (Entr. PB-095):

• Posto de Cobertura C-115, Entr. PB-048 – Entr. PB-055;

• Posto de Cobertura C-116, Entr. PB-055 – Entr. PB-079;

• Posto de Cobertura C-117, Entr. PB-079 – Entr. PB-095.

Para a Pesquisa Volumétrica Classificatória do tráfego, foi utilizado o posto histórico (C-

117), durante 72 horas, no período compreendido entre os dias 26, 27 e 28 de agosto

(quarta, quinta e sexta-feira), do ano de 1998. Os resultados médios obtidos foram os

apresentados na tabela 4.7.


229

Tabela 4.7 – Volume médio diário.

Para obtenção do crescimento do tráfego para o tempo de projeto de 15 anos, a projetista

baseou-se nos dados históricos coletados e pesquisa de campo ao longo da série

1970/1998, e utilizou-se do método estatístico da regressão mínimos quadrados para

gerar equações que ajustassem o crescimento anual, avaliando correlações linear,

logaritma, exponencial e potencial, donde as correlações que melhor se ajustaram aos

dados em estudo indicaram as seguintes taxas médias anuais de crescimento:

Tabela 4.8 – Análise e projeção do tráfego

Os resultados obtidos pelas regressões indicaram uma compatibilidade de crescimento

com a economia regional, da ordem de 3% ao ano para os principais indicadores

econômicos, porém com maior intensidade dos veículos com reboques e semi-reboque

que, realmente tem crescido, acompanhando a demanda de cargas na rodovia estudada

(DER/PB, 1999).

As correlações indicaram os seguintes valores corrigidos de VMB para os anos de 1999 e

2013:

TIPOSAUTO E

2CSÔNIBUS CAM. 2C

CAM.3C

nSi TOTAL

EXPONENCIAL 2,8% 1,4% 1,6% 2,4% 2,9% 2,5%

LINEAR 3,2% 1,6% 1,8% 2,8% 3,6% 3,0%

TIPOS AUTO ÔNIBUS 2sC 2C 3C nSi vr TOTAL VHM

VEÍCULOS 4103 157 639 641 868 314 17 6739 477

% 65,5 2,5 10,2 10,2 13,8 5,0 0,3 100 7,1


230

Tabela 4.9 – Tráfego médio diário corrigido

Pesquisas de Pesagem de Eixos

Segundo o Projeto Final de Engenharia para a Restauração e Duplicação (1999) para

suprir a falta de dados necessários a determinação dos números “N”, tomaram-se os

valores indicados pela “lei da balança”, para as diversas categorias de veículos, e de

acordo com as metodologias preconizadas pela GEIPOT e USACE, cujos valores

indicados para os fatores de veículos seriam os indicados na tabela 4.10.

Tabela 4.10 – Fatores de Veículo com base na Lei da Balança.

Determinação do Número “N”

Com os fatores de veículos indicados, somado as projeções do tráfego, calcularam-se os

“Números de Repetições do Eixo Simples Padrão N”, tanto na metodologia do “USACE”,

conhecida como o método do Engº Murilo Lopes de Souza, quanto pelo método das

deflexões recuperáveis da “AASHTO”, pela expressão:

Em que:

MÉTÓDO ÔNIBUS C. MÉD. (2C) C. PES.(3C) S. REB. (nSi)

AASHTO 2,54 2,54 1,79 4,07

USACE 4,15 4,15 9,65 13,79

ANOAUTO E

2CSÔNIBUS CAM. 2C CAM. 3C nSi TOTAL

1999 3968 314 635 1013 255 3185

2013 5744 385 794 1404 382 8708

( )∑= iianual xFvVmxkxN 365 (4.1)


231

• k = fator de carregamento para a faixa de projeto (para pistas simples: 0,50

= 50% do tráfego dos dois sentidos alocado na faixa de projeto; para pistas

duplas: 80% do tráfego = 0,40 do tráfego nos dois sentidos);

• Vm = volume médio diário de cada categoria de veículo comercial;

• Fvi = fator de veículo médio de cada categoria de veículo comercial;

O histórico da rodovia indicou o ano de 1987 como o último ano em que foram realizados

serviços no pavimento da pista existente. Por conseguinte, os “N’s” anuais foram

acumulados ano-a-ano desde 1987 até 1998, e de 1998 em diante até 2013, conforme

demonstra a tabela 4.11.

Tabela 4.11 – Projeção do número N de projeto.

REB. E S.REB.2C 3C nSi FVm ANUAL ACUMUL. FVm ANUAL ACUMUL.

1987 2445 254 499 677 147 4022 2,36 5,4E+05 5,4E+05 7,41 1,7E+06 1,7E+061988 2572 259 511 705 156 4203 2,36 5,6E+05 1,1E+06 7,45 1,8E+06 1,8E+061989 2699 264 522 733 165 4383 2,36 5,8E+05 1,7E+06 7,49 1,8E+06 1,8E+061990 2826 269 533 761 174 4563 2,36 6,0E+05 2,3E+06 7,53 1,9E+06 1,9E+061991 2952 274 545 789 183 4743 2,37 6,2E+05 2,9E+06 7,56 2,0E+06 2,0E+061992 3079 279 556 817 192 4923 2,37 6,4E+05 3,5E+06 7,59 2,0E+06 2,0E+061993 3206 284 567 845 201 5103 2,37 6,6E+05 4,2E+06 7,62 2,1E+06 2,1E+061994 3333 289 579 873 210 5284 2,37 6,7E+05 4,9E+06 7,65 2,2E+06 4,3E+061995 3460 294 590 901 219 5464 2,37 6,9E+05 5,6E+06 7,68 2,2E+06 6,5E+061996 3587 299 601 929 228 5644 2,37 7,1E+05 6,3E+06 7,70 2,3E+06 8,8E+061997 3714 304 613 957 237 5825 2,37 7,3E+05 7,0E+06 7,73 2,4E+06 1,1E+071998 3841 309 624 985 246 6005 2,37 7,5E+05 7,8E+06 7,75 2,4E+06 1,4E+071999 3968 314 635 1013 255 6185 2,37 7,7E+05 7,7E+05 7,77 2,5E+06 2,5E+062000 4094 319 646 1040 264 6363 2,37 7,9E+05 1,6E+06 7,79 2,6E+06 5,1E+062001 4221 324 658 1068 274 6545 2,38 8,1E+05 2,4E+06 7,81 2,7E+06 7,7E+062002 4348 329 669 1096 283 6725 2,38 8,2E+05 3,2E+06 7,83 2,7E+06 1,0E+072003 4475 334 680 1124 292 6905 2,38 8,4E+05 4,0E+06 7,85 2,8E+06 1,3E+072004 4602 339 692 1152 301 7086 2,38 8,6E+05 4,9E+06 7,87 2,9E+06 1,6E+072005 4729 344 703 1180 310 7266 2,38 8,8E+05 5,8E+06 7,89 2,9E+06 1,9E+072006 4856 349 714 1208 319 7446 2,38 9,0E+05 6,7E+06 7,90 3,0E+06 2,2E+072007 4983 354 726 1236 328 7627 2,38 9,2E+05 7,6E+06 7,92 3,1E+06 2,5E+072008 5110 359 737 1264 337 7807 2,38 9,4E+05 8,5E+06 7,93 3,1E+06 2,8E+072009 5237 364 748 1292 346 7987 2,38 9,6E+05 9,5E+06 7,95 3,2E+06 3,1E+072010 5363 369 760 1320 355 8167 2,38 9,7E+05 1,0E+07 7,96 3,3E+06 3,5E+072011 5490 374 771 1348 364 8347 2,38 9,9E+05 1,1E+07 7,97 3,3E+06 3,8E+072012 5617 379 782 1376 373 8527 2,38 1,0E+06 1,2E+07 7,99 3,4E+06 4,1E+072013 5744 384 794 1404 382 8708 3,38 1,0E+06 1,3E+07 8,00 3,5E+06 4,5E+07

AASHTO 2,54 2,54 2,54 1,79 4,07CE 4,15 4,15 4,15 9,65 13,79

O fator climático (FR) foi considerado como sendo igual a 1,0.

Nanual = 365x0,5x0,8xFVmx(ônibus+2C+3C+nSi)anual

USACEAASHTOANO AUTOS ÔNIBUS

CAMINHÃOTOTAL


232

Na tabela 4.12, consta resumidamente o número de solicitações do eixo padrão para um

período de 15 anos de vida útil conforme os métodos da AASHTO e do USACE.

Tabela 4.12 – Resumo do número de repetições do eixo padrão

Buscando complementar dos dados existentes para esta pesquisa de tese foram

realizadas contagens classificatórias e volumétricas de tráfego na pista duplicada. As

contagens foram realizadas em três dias consecutivos em períodos de 24h.

O local utilizado para a Pesquisa Volumétrica Classificatória do tráfego atual realizou-se

no local do posto histórico (C-117), durante 72 horas, no período compreendido entre os

dias 26, 27 e 28 de agosto (quarta, quinta e sexta-feira), do ano de 2004.

4.5 – Divisão de Segmentos Homogêneos

As condições funcionais e estruturais do pavimento estudado, caracterizado pelo

levantamento dos defeitos de superfície e pelo levantamento das bacias deflectométricas,

respectivamente pode-se definir segmentos homogêneos. Os segmentos cujas

características são semelhantes foram agrupados, utilizando o método denominado

“Método das Diferenças Acumuladas” (Analisys Unit Delineation by Acumulative

Differences) preconizado pela AASHTO (1993).

Este método racionaliza a divisão dos segmentos com características semelhantes,

podendo ser utilizado qualquer parâmetro estrutural como limitante na definição de

segmentos homogêneos.

Nesta pesquisa, para a divisão dos segmentos homogêneos, utilizou-se o programa

HOMOGEN.exe que baseia-se no método anteriormente referido, considerando as

deflexões D0 (no centro da placa de carga do FWD) caracterizando a superestrutura do

MÉTÓDO METODOLOGIASÉRIE

1987-1998

SÉRIE

1999-2008

SÉRIE

2009-2013

PISTA

DUPLA

AASHTO 7,8x106 8,5x106 1,3x107

USACE 1,4x107 2,8x107 4,5x107


233

pavimento e D150 (afastada de 1,5m do centro da placa de carga do FWD) caracterizando

a infra-estrutura do pavimento, como parâmetros definidores de segmentos com mesmas

características.

Como existem dois trechos constituídos de pavimento composto do lado esquerdo onde

se desenvolve a maior parte a pista duplicada, sendo um entre as estacas 4699 e 4799, e

outro entre as estacas 5440 e 5535, a divisão de segmentos homogêneos foi feita da

estaca 4000 até 4699 e da estaca 4800 até 5434.

Os segmentos homogêneos definidos segundo o “Método das Diferenças Acumuladas”

constam na tabela 4.13 e na figura 4.18 consta uma ilustração esquemática dos mesmos.

Tabela 4.13 – Segmentos homogêneos

Segmento Estaca Extensão(m)Homogêneo Inicial Final

SH 01 4000 4120 2.400SH 02 4120 4152 640SH 03 4152 4240 1.760SH 04 4240 4344 2.080SH 05 4344 4368 480SH 06 4368 4492 2.480SH 07 4492 4564 1.440SH 08 4564 4648 1.680SH 09 4648 4698 1.000SH 10 4800 4986 3.720SH 11 4986 5034 960SH 12 5034 5098 1.280SH 13 5098 5142 880SH 14 5142 5166 480SH 15 5166 5202 720SH 16 5202 5286 1.680SH 17 5286 5330 880SH 18 5330 5362 640SH 19 5362 5410 960SH 20 5410 5434 480


234

Figura 4.18 – Ilustração Esquemática dos Segmentos Homogêneos

Figu

ra 4

..18

–Ilu

stra

ção

Esq

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átic

a do

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ento

s H

omog

êneo

s


235

4.6 – Retroanálise e Definição dos Parâmetros Representativos

4.6.1 – Retroanálise

Para a retroanálise dos módulos de resiliência foram utilizados os programas EVERCAL

5, ELMOD4 e RETROANA.

Primeiramente, realizou-se a retroanálise pontual para as bacias de deflexões de cada um

dos segmentos homogêneos considerando três camadas (revestimento, base+sub-base e

subleito) para o programa RETROANA, e quatro camadas (revestimento, base, sub-base

e subleito) para os programas EVERCAL5 e ELMOD4.

Em algumas estações de ensaio foram obtidos valores modulares não condizentes com

as características elásticas das camadas do pavimento e subleito, mesmo atribuindo

faixas modulares para estas camadas. Isto pode ter ocorrido devido a não consideração

de uma camada rígida nos segmentos em corte, estações com elevado nível de

trincamento do tipo FC-3 (Jacaré com erosão) e presença de dispositivos de drenagem.

Desta forma, para os pontos em comum, foram eliminados os valores espúrios de

módulos obtidos nos locais que resultaram em elevados erros entre as bacias medidas e

calculadas pelos programas RETROANA, EVERCALC5 e ELMOD4.

Definidos os valores modulares médios por segmento homogêneo, procedeu-se o

diagnóstico da rodovia estudada através do inter-relacionamento entre diversos

parâmetros médios que caracterizam cada um dos segmentos homogêneos. Obteve-se, a

indicação da contribuição de cada camada na deflexão máxima com o auxílio do

programa ELSYM5 com base nos módulos retroanalisados e com o auxílio do FEPAVE2

para os módulos obtidos em laboratório.

Através do diagnóstico dos problemas de cada STH propõem-se algumas soluções de

reforço para a rodovia estudada que serão apresentadas no capítulo V – Apresentação e

Análise dos Resultados.


236

4.6.2 – Definição dos Parâmetros da Bacia Deflectométrica

Foram definidos parâmetros funcionais e estruturais representativos de cada segmento

homogêneo, que caracterizam, cada qual, o seu respectivo segmento homogêneo. Estes

parâmetros foram obtidos com base nos ensaios de campo e laboratório

retromencionados.

Os parâmetros utilizados foram:

• defeitos de superfície levantados e IGG;

• média das bacias deflectométricas obtidas com o FWD;

• deflexões máximas características e raios de curvatura obtidos com a

viga Benkelman;

• parâmetros de avaliação da bacia de deflexão conforme sugerido por

FABRÍCIO ET AL na tabela 4.14, conforme AASHTO na tabela 4.15 e

PIERCE na tabela 4.16, a seguir:

Tabela 4.14 – Parâmetros de Avaliação da Bacia de Deflexões (FABRÍCIO et. al.,1988).

Tabela 4.15 – Parâmetros de Área (AASHTO, 1993).

TIPO DE REVESTIMENTOÁREA

(mm)

PCCP 610 – 840

Concreto Asfáltico, esp. > 10 cm 530 – 760

Concreto Asfáltico, esp. < 10 cm 410 – 530

Tratamento Superficial 380 – 430

PARÂMETROS DE AVALIAÇÃO DA BACIA

Parâmetro Unid. Símbolo FórmulaValores

Aceitáveis

Índice de Curvatura Superficial mm-2 ICS ICS = D0-D30 ICS < 25 mm-2

Índice de Curvatura da Base mm-2 ICB ICB = D60-D90 Quanto < melhor

Índice de Destruição da Base mm-2 IDB IDB = D30-D60 IDB < 40 mm-2


237

Tabela 4.16 – Parâmetros de Área (PIERCE, 1999).

• módulos de resiliência considerando três e quatro camadas, através dos

programas RETROANA, EVERCALC5 E ELMOD4, sendo 3 camadas

apenas para o programa RETROANA.

O parâmetro “’AREA” é um indicativo da rigidez global da estrutura, ou seja, quanto maior

seu valor melhor será a distribuição de cargas na estrutura.

4.6.3 – Proposta de Solução para Restauração do Pavimento

Foi desenvolvida análise do trecho através de dois dos métodos atualmente mais

utilizados para o dimensionamento de reforço de pavimentos. Que são: o DNER PRO-

11/79 – Método B e o DNER PRO-269/94. Também foi proposta uma solução baseada

em estudo paramétrico, indicando o custo por quilômetro das soluções propostas.

ÁREADEFLEXÃO

MÁXIMA (D0)CONCLUSÕES

Baixa Baixa Pavimento “fraco” e Subleito “forte”

Baixa Alta Pavimento “fraco” e Subleito “forte”

Alta Baixa Pavimento “fraco” e Subleito “forte”

Alta Alta Pavimento “fraco” e Subleito “forte”


238

CAPÍTULO VAPRESENTAÇÃO E ANLÁLISE DOS RESULTADOS


Neste capítulo serão apresentados e analisados os resultados dos Ensaios de Campo,

Avaliação Funcional, Avaliação Estrutural Não-Destrutiva através da retroanálise dos

módulos de resiliência e Avaliação Estrutural Destrutiva com base nos resultados dos

Ensaios de Laboratório, e por fim, serão apresentadas sugestões para a reabilitação da

Rodovia BR-230/PB (Lote III).

Como descrito no Capítulo IV a divisão dos segmentos homogêneos foi definida

baseando-se nas deflexões D0 (no centro de aplicação da carga) e D150 (150cm do ponto

de aplicação da carga) e utilizando-se o “Método das Diferenças Acumuladas” (Analisys

Unit Delineation by Acumulative Differences) preconizado pela AASHTO (1986).

5.2 – Ensaios de Campo

Nas figuras 5.1 a 5.5 e 5.6 a 5.14, estão sendo apresentados os resultados do

levantamento de defeitos de superfície e dos levantamentos deflectométricos realizados

com o FWD e a viga Benkelman, para as faixas direita e esquerda, respectivamente. Na

figura 5.15 são mostradas algumas fotos do pavimento por segmento homogêneo.

Salienta-se, que apenas na faixa direita em alguns pontos houve coincidência entre as

estações dos levantamentos de defeitos e de deflexões. Isto porque os levantamentos

deflectométricos foram realizados a cada 40m e os de defeitos a cada 20m, ambos

alternados. Logo, para o levantamento de defeitos a faixa esquerda resultou em estações

pares e a faixa direita em estações ímpares.


254

5.2.1 – Levantamentos Deflectométricos com o Falling Weight Deflectometer

Na figura 5.16, é apresentado o perfil de deflexões máximas obtidas com o FWD para as

faixas direita e esquerda, onde se percebe que o nível deflectométrico da faixa esquerda,

no geral, é significativamente superior ao da faixa direita. Isto se deve, ao maior número

de veículos pesados circulantes nesta faixa.

Entre as estacas 4699 e 4799 a estrutura é constituída de pavimento composto, por este

motivo o perfil de deflexões máximas apresenta um espaço entre estas estacas.

Figura 5.16 – Perfil de deflexões máximas nas faixas direita e esquerda – FWD

O trecho analisado apresentou uma deflexão máxima média de 49x10-2 mm, mínima de

22x102 mm e máxima de 93 x10-2 mm para a faixa direita. Já a faixa esquerda apresentou

média de 58x10-2 mm, mínima de 23x102 mm e máxima de 121 x10-2 mm.

Nas tabelas 5.1 e 5.2, são apresentadas por segmento homogêneo o tratamento

estatístico realizado com as bacias deflectométricas levantadas com o FWD nas faixas

direita e esquerda, respectivamente.


255

Tabela 5.1 – Resumo estatístico das bacias deflectométricas – Faixa DireitaTa

bela

5.1

–R

esum

o da

s ba

cias

def

lect

omét

ricas

–Fa

ixa

Dire

ita


256

Tabela 5.2 – Resumo estatístico das bacias deflectométricas – Faixa EsquerdaTa

bela

5.2

–R

esum

o es

tatís

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das

baci

as d

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ctom

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as –

Faix

a E

sque

rda


257

Tabela 5.3 – Parâmetros da bacia deflectométrica – Faixa Direita

Com base nas bacias médias por segmento homogêneo, pode-se avaliar através dos

parâmetros: ICS, IDB, ICB e ÁREA, o comportamento da superestrutura

(revestimento+base+sub-base) e da infra-estrutura (subleito) da rodovia.

Todos os segmentos apresentam valores menores do que a faixa típica da AASHTO

(1993) de 530mm a 760mm, para pavimentos com espessura de concreto asfáltico maior

que 10 cm, sendo o menor valor o do SH-1 (375mm) e o de maior o SH-20 (489mm) (ver

tabela 5.3). Se analisarmos segundo o critério apresentado na tabela 4.16 (Capítulo IV),

como as deflexões máximas médias estão relativamente baixas e o parâmetro “ÁREA”

esta baixo, conclui-se que o pavimento encontra-se pouco resistente em relação ao

subleito.

Para os parâmetros ICS, IDB e ICB todos atendem aos critérios de avaliação indicada na

tabela 4.14. No entanto, como será visto nos itens seguintes as camadas de base e sub-

base apresentam-se comprometidas estruturalmente.

INICIAL FINAL (m) (Kn) (OC) (OC)1 4000 4120 2400 40 45 31 23 13 9 4 2 34 26 22 14 5 3752 4120 4152 640 40 51 36 27 16 11 5 3 34 26 23 16 6 3963 4152 4240 1760 40 48 35 27 15 10 4 2 47 35 22 17 6 3924 4240 4344 2080 40 56 40 31 18 12 5 2 48 38 25 18 7 3955 4344 4368 480 40 56 42 33 20 14 6 2 48 39 23 19 8 4166 4368 4492 2480 40 57 42 34 21 14 6 2 48 38 23 19 8 4207 4492 4564 1440 40 56 40 31 18 12 4 2 50 38 25 19 7 3918 4564 4648 1680 40 57 43 33 20 13 5 2 47 35 24 20 8 4079 4648 4698 1000 40 42 33 27 18 13 6 3 36 29 15 14 7 45610 4800 4986 3720 40 49 36 27 16 11 4 2 40 32 22 17 6 39611 4986 5034 960 40 47 36 29 19 13 6 3 34 27 18 16 7 43712 5034 5098 1280 40 46 36 29 19 14 6 2 34 26 17 15 7 44513 5098 5142 880 40 50 37 29 19 13 6 2 32 26 20 16 7 42514 5142 5166 480 40 49 38 31 21 15 7 3 32 27 18 16 8 45315 5166 5202 720 40 41 32 25 17 12 6 3 38 27 15 13 6 44916 5202 5286 1680 40 48 37 30 20 14 7 3 34 27 18 16 8 44817 5286 5330 880 40 47 36 29 19 14 6 2 34 26 18 15 8 43918 5330 5362 640 40 44 33 26 17 12 6 3 36 26 18 14 6 43219 5362 5410 960 40 46 37 30 20 15 6 2 30 26 16 15 8 46320 5410 5434 480 40 40 33 27 19 15 7 3 32 26 13 13 7 489

SEGMENTO HOMOGÊNEO BACIAS DEFLECTOMÉTRICASPARÂMETROS DA BACIA DEFLECTOMÉTRICA

Nº r=45

TEMP.DISTÂNCIAS RADIAIS (cm) AREXTENSÃOESTACA CARGA SUP.

r=60 r=90 r=150r=0 r=20 r=30

PARÂMETROS

ICSD0-D30

IDBD30-D60

ICBD60-D90

ÁREA(mm)


258

Tabela 5.4– Parâmetros da bacia deflectométrica – Faixa Esquerda

Para a faixa esquerda no que concerne ao parâmetro “ÁREA”, os segmentos com menor

e maior valor foram os mesmos da faixa direita SH - 1 e SH - 20 com 380mm 476mm,

respectivamente. Apresentaram também, valores menores do que a faixa típica da

AASHTO (1993) (ver tabela 4.15 – Capítulo IV). Quanto ao critério da tabela 4.16

(Capítulo IV), destaca-se o SH-19 com deflexão máxima alta e área baixa, indicando que

tanto o pavimento quanto o subleito encontram-se pouco resistentes. Para os demais

segmentos, idem as considerações feitas para faixa direita.

Para os parâmetros ICS os segmentos homogêneos 7, 8, 11, 13, 14, 16 e 19,

apresentaram valores maiores do que os aceitáveis. Já os parâmetros IDB e ICB

atenderam aos critérios de avaliação da tabela 4.14. Porém, será visto nos itens seguintes

que as camadas de base e sub-base da faixa direita também se apresentam

comprometidas estruturalmente.

5.2.2 – Levantamento Deflectométrico com a Viga Benkelman

As deflexões medidas com a viga Benkelman resultaram, em alguns pontos, em valores

acima de 140x10-2 mm, chegando a 176x10-2 mm medido na estaca 4516, o que pode ser

observado na figura 5.17.

INICIAL FINAL (m) (Kn) (OC) (OC)1 4000 4120 2400 40 46 33 25 14 9 4 2 50 36 22 15 5 3802 4120 4152 640 40 55 40 30 17 11 5 3 51 34 25 19 6 3843 4152 4240 1760 40 48 35 27 15 10 4 2 47 35 21 17 6 3934 4240 4344 2080 40 56 41 31 17 11 4 2 44 34 25 20 7 3875 4344 4368 480 40 54 41 33 21 14 6 2 41 33 21 19 8 4296 4368 4492 2480 40 61 47 37 22 15 6 2 43 32 24 22 9 4217 4492 4564 1440 39 62 46 35 21 14 5 2 38 31 27 22 8 3998 4564 4648 1680 40 63 47 35 19 13 5 2 38 31 29 22 8 3859 4648 4698 1000 40 43 30 23 13 9 4 2 40 30 20 14 5 38410 4800 4986 3720 40 49 36 28 16 11 4 2 40 32 22 17 6 39511 4986 5034 960 40 69 53 40 23 15 6 2 38 31 29 25 9 40212 5034 5098 1280 40 59 44 34 21 14 6 2 37 30 25 20 8 40913 5098 5142 880 40 67 51 40 24 16 6 2 37 30 27 24 10 41414 5142 5166 480 40 79 59 44 24 15 6 3 37 30 35 29 9 38615 5166 5202 720 40 57 44 34 21 14 6 3 37 30 23 20 8 42216 5202 5286 1680 40 69 52 39 22 15 6 3 37 30 30 25 9 39617 5286 5330 880 40 52 40 32 20 14 6 2 38 30 20 18 8 43318 5330 5362 640 40 61 47 36 22 16 7 3 37 30 25 20 9 42319 5362 5410 960 40 80 62 47 28 18 8 3 37 29 33 29 11 41020 5410 5434 480 39 58 47 39 26 19 9 3 36 28 19 19 10 476

SEGMENTO HOMOGÊNEO BACIAS DEFLECTOMÉTRICASPARÂMETROS DA BACIA DEFLECTOMÉTRICA

Nº r=45

TEMP.DISTÂNCIAS RADIAIS (cm) AREXTENSÃOESTACA CARGA SUP.

r=60 r=90 r=150r=0 r=20 r=30

PARÂMETROS

ICSD0-D30

IDBD30-D60

ICBD60-D90

ÁREA(mm)


259

Figura 5.17 – Perfil de deflexões máximas nas faixas direita e esquerda – Viga

Benkelman

Com a finalidade de obter as deflexões características máximas de cada segmento

homogêneo, aplicou-se o tratamento estatístico preconizado no método DNER PRO-

11/79. Nas tabelas 5.5 e 5.6 são apresentados os resumos estatísticos das deflexões

máximas e o raio médio.

Os segmentos homogêneos da faixa direita que apresentaram as maiores deflexões

máximas médias e características foram SH 6 (77x10-2 mm) e SH-17 (97 x10-2 mm),

respectivamente. Já para a faixa esquerda, o SH-14 apresentou deflexão máxima média

de 130x10-2 mm e característica 162x10-2.


260

Tabela 5.5 – Resumo Estatístico da Deflexão Máxima com a Viga Benkelman e Raio

Médio – Faixa Direita

Tabela 5.6 – Resumo Estatístico da Deflexão Máxima com a Viga Benkelman e Raio

Médio – Faixa Esquerda

RAIO MÉDIOEXTENSÃO DMÉDIA

INICIAL FINAL (m) (10-2 mm)1 4000 4120 2400 30 71 13,7 3,0 112,12 30,02 85 40 100 19 1012 4120 4152 640 8 87 13,1 2,5 119,84 54,16 100 64 112 15 653 4152 4240 1760 21 71 15,3 3,0 116,57 24,76 86 48 100 22 1044 4240 4344 2080 26 76 20,6 3,0 137,55 14,14 96 52 108 27 1485 4344 4368 480 6 81 19,8 2,0 120,32 41,01 100 68 120 25 986 4368 4492 2480 31 84 20,4 3,0 145,64 23,13 105 40 128 24 847 4492 4564 1440 17 83 13,1 2,5 115,76 50,36 96 60 100 16 1178 4564 4648 1680 21 112 18,4 3,0 167,62 57,14 131 60 128 16 739 4648 4698 1000 13 69 11,0 2,5 96,36 41,49 80 56 88 16 143

10 4800 4986 3720 44 75 19,6 3,0 133,87 16,31 95 48 120 26 10211 4986 5034 960 12 93 17,3 2,5 136,68 49,99 111 68 120 19 6912 5034 5098 1280 16 99 17,1 2,5 141,45 56,05 116 80 140 17 8813 5098 5142 880 11 101 19,0 2,5 148,65 53,53 120 64 128 19 7714 5142 5166 480 6 130 31,6 2,5 208,93 51,07 162 88 168 24 4115 5166 5202 720 9 92 20,5 2,5 142,90 0,00 112 60 120 22 7116 5202 5286 1680 21 114 26,6 3,0 194,02 34,17 141 80 160 23 5417 5286 5330 880 11 91 30,2 2,5 165,95 0,00 121 60 160 33 7518 5330 5362 640 8 89 14,5 2,5 125,15 52,85 103 76 120 16 8719 5362 5410 960 12 112 24,4 2,5 173,30 51,36 137 64 148 22 8220 5410 5434 480 7 90 14,8 2,5 127,19 53,38 105 68 112 16 60

DEFLEXÕES CARACTERÍSTICAS E RAIO MÉDIO - FAIXA ESQUERDA

Nº n σ z DM + zσ CV

DEFLEXÕES CARACTERÍSTICAS

DC

Dc - Deflexão Característica

SEGMENTO HOMOGÊNEOESTACA DM - zσ DMÍNIMA DMÁXIMA

CV - Coeficiente de Variação

LEGENDA:

n - Número de amostras DMÉDIA - Deflexão Máxima Média Z - Coeficiente de Confiança, estimado em função do número de medição do parãmetro (n)

RM

RAIO MÉDIOEXTENSÃO DMÉDIA

INICIAL FINAL (m) (10-2 mm)1 4000 4120 2400 30 57 11,9 3,0 92,65 20,95 69 40 84 21 1712 4120 4152 640 8 57 5,8 2,5 71,08 41,92 62 48 68 10 1563 4152 4240 1760 22 65 15,5 3,0 111,37 18,08 80 40 100 24 1304 4240 4344 2080 26 73 16,4 3,0 121,76 23,47 89 40 108 23 1115 4344 4368 480 6 70 11,5 2,0 93,05 46,95 82 60 88 16 1306 4368 4492 2480 30 77 9,9 3,0 107,06 47,47 87 56 100 13 1047 4492 4564 1440 18 66 14,3 2,5 102,07 30,38 81 40 88 22 1338 4564 4648 1680 21 63 10,1 3,0 92,87 32,47 73 48 80 16 1409 4648 4698 1000 13 66 11,6 2,5 95,48 37,44 78 48 84 17 109

10 4800 4986 3720 45 51 11,8 3,0 86,30 15,74 63 28 84 23 19811 4986 5034 960 12 63 12,9 2,5 94,95 30,38 76 40 88 21 14312 5034 5098 1280 16 59 6,3 2,5 74,55 42,95 65 48 68 11 17613 5098 5142 880 11 71 10,7 2,5 97,78 44,04 82 56 88 15 14314 5142 5166 480 6 69 9,0 2,5 91,84 46,82 78 60 84 13 8715 5166 5202 720 9 62 11,0 2,5 89,21 0,00 73 48 76 18 15316 5202 5286 1680 21 73 13,3 3,0 112,42 32,72 86 48 100 18 13517 5286 5330 880 11 74 22,7 2,5 130,63 0,00 97 40 120 31 11718 5330 5362 640 8 54 8,0 2,5 73,46 33,54 61 48 72 15 19519 5362 5410 960 12 67 11,0 2,5 94,91 39,75 78 52 84 16 10520 5410 5434 480 6 56 9,5 2,5 79,66 32,34 65 40 68 17 130

DMÁXIMA

Dc - Deflexão Característica CV - Coeficiente de Variação

LEGENDA:

n - Número de amostras DMÉDIA - Deflexão Máxima Média

ESTACA

Z - Coeficiente de Confiança, estimado em função do número de medição do parãmetro (n)

DM - zσ DC DMÍNIMA

DEFLEXÕES CARACTERÍSTICAS E RAIO MÉDIO - FAIXA DIREITA

Nº n σ z DM + zσ CV RM

DEFLEXÕES CARACTERÍSTICASSEGMENTO HOMOGÊNEO


261

Na figura 5.18, constam as retas referentes às deflexões admissíveis segundo os modelos

utilizados para o dimensionamento do reforço de pavimentos, o DNER PRO-11/79

(Método B) e o DNER PRO-269/94 (TECNAPAV), e também, as deflexões medidas, onde

observa-se que as deflexões medidas com a viga Benkelman, deflexão base dos referidos

modelos, apresentam-se na grande maioria bem maiores do que as admissíveis para o

número “N” de projeto de 4,5x107 solicitações do eixo-padrão.

Figura 5.18 – Deflexões da Viga Benkelman em campo dos trechos analisados e

admissíveis pelo PRO11 e PRO269.

É importante salientar que, nos métodos de dimensionamento de reforço citados a

deflexão a ser comparada com a admissível é a deflexão característica (deflexão média +

desvio padrão) o que resultaria em diferenças ainda maiores em relação as deflexões

admissíveis.


262

5.2.3 – Comparação entre a viga Benkleman e o FWD

Na figura 5.19 constam todas as deflexões obtidas em ambas as faixas com a viga

Benkelman e o FWD.

Figura 5.19 – Perfil de deflexões máximas das faixas direita e esquerda obtidas com a

viga Benkelman e o FWD


263

Verifica-se nas figuras 5.20 e 5.21 uma maior quantidade de pontos acima da reta de

igualdade indicando deflexões maiores obtidas com a viga Benkelman em relação ao

FWD para as faixas direita e esquerda. A faixa esquerda tem um maior número de pontos

acima da reta de igualdade e maior dispersão dos valores medidos de deflexões, o que

pode ser atribuído à maior quantidade de defeitos nesta faixa, o que se reflete em uma

maior heterogeneidade de deflexões medidas.

Como já se sabe, no meio rodoviário nacional não existe unicidade nas correlações entre

deflexões medidas por diferentes equipamentos de ensaios não destrutivos, e

especificamente, entre o FWD e a viga Benkelman, pois as metodologias empregadas

são diferentes e tais correlações são significativamente dependentes das estruturas

ensaiadas, das condições climáticas e do modo de carregamento.

Figura 5.20 – Reta de igualdade de deflexões e correlação entre as deflexões máximas

obtidas por ponto com viga Benkelman e o FWD – Faixa Direita.


264

Figura 5.21 – Reta de igualdade de deflexões e correlação entre as deflexões máximas

obtidas por ponto com viga Benkelman e o FWD – Faixa Esquerda.

As deflexões medidas com a viga Benkelman resultaram em valores de deflexões

máximas bem maiores do que as obtidas com o FWD. A explicação deste fato se deve

segundo os autores HOFFMAN e THOMPSON (1982) à mobilização de efeitos visco-

elásticos que predominam durante o ensaio com a viga Benkelman, em função da baixa

velocidade do “caminhão de prova” durante a realização do ensaio, o que resulta em

módulos de resiliência retroanalisados menores do que aqueles mobilizados pelo ensaio

com o FWD para o mesmo nível de carga.

O histograma de deflexões máximas da figura 5.22 indica deflexões obtidas com o FWD

para a faixa direita, com uma freqüência de 21% em torno de 40x10–2 mm, 64,9% em

torno de 60x10-2 mm e 13,2 % em torno de 80x10-2 mm. Para a faixa esquerda 13% das

deflexões estão em torno de 40x10-2 mm, 46,2% em torno de 60 x10-2 mm, 31,7% em

torno de 80x10-2 mm e 7,6% em torno de 100x10-2 mm. Já para as deflexões medidas

com a viga Benkelman a faixa direita apresentou uma freqüência de 7,5% em torno de

40x10-2 mm, 40,2% em torno de 60x10-2 mm, 41,14% em torno de 80x10-2 mm e 9,9% em

torno de 100x10-2 mm. No entanto, a faixa esquerda apresentou das deflexões medidas

uma freqüência de 15,4% em torno de 60x10-2 mm, 34,1% em torno de 80x10-2 mm,


265

27,8% em torno de 100x10-2 mm, 14,8% em torno de 120x10-2 mm e 6,9% acima de

120x10-2 mm.

Figura 5.22 – Histograma de deflexões máximas para ambas as faixas de tráfego

5.3 – Avaliação Funcional

A seguir serão apresentados os resultados da avaliação funcional através da identificação

dos defeitos das mais distintas manifestações de degradação ocorrentes na superfície

dos trechos estudados nesta pesquisa.

5.3.1 – Levantamento dos Defeitos de Superfície

O pavimento não apresenta deformações plásticas significativas com afundamento médio

em trilha de roda de 2,75 mm para o SH-19 (faixa esquerda) o de maior IGG.

O pavimento apresenta segmentos homogêneos com defeitos localizados,

especificamente nas trilhas de roda interna e na externa onde se observa maior

21,0

64,9

13,2

0,9

13,0

46,2

31,7

7,6

1,2

7,5

40,2

41,1

9,9

1,2

0,9

15,4

34,1

27,8

14,8

4,5

1,8

0,6

048

121620242832364044485256606468727680

40,00 60,00 80,00 100,00 120,00 140,00 160,00 180,00

Freq

üênc

ia (%

)

Deflexões Máximas (10-2mm)

HISTOGRAMA DE DEFLEXÕES MÁXIMASFWD-FD FWD-FE Viga-FD Viga-FE

DeflexõesAdmissíveis


266

deterioração. Os defeitos predominantes são do padrão couro de jacaré (classes 2 e 3) e

bombeamento de finos, com níveis de severidade variando de baixo a médio em ambas

as faixas de tráfego (ver figura 5.23).

Segundo BALBO (1997), o bombeamento de finos são manchas superficiais coloridas nas

bordas de fissuras (geralmente de classe 2 ou 3). Sua possível gênese é a infiltração de

água em revestimentos muito fissurados resultando no bombeamento de finos de

camadas de solos inferiores para as bases e superfície dos revestimentos através das

fissuras presentes. Trata-se de um indicador de problemas de baixa capacidade de

suporte de bases existentes. Já DOMINGUES (1993) ressalta que o trincamento couro de

jacaré tem sua gênese ligada às seguintes causas:

• colapso do revestimento asfáltico devido à repetida ação das cargas do

tráfego;

• sub-dimensionamento ou má qualidade da estrutura ou de uma das

camadas do pavimento;

• envelhecimento (fim da vida do pavimento);

• asfalto duro e quebradiço (extraordinariamente).

• solo com baixa capacidade de suporte;


267

Figura 5.23 – Trincamento e Bombeamento de finos nas trilhas de roda – Faixa Esquerda

estaca 4965.

Quanto ao bombeamento de finos sua provável gênese está relacionada com a existência

de vazios sob a superfície do pavimento, submetidos à alta pressão de água devido a

passagem dos veículos, resultando na deterioração progressiva e perda de suporte do

pavimento (DNER, 1998).

A norma DNIT 006/2003 – PRO apresenta aumento de intervalos de IGG em relação à

antiga DNER PRO-08 conforme mostrado na tabela 5.7. No entanto, podemos destacar

como limitações:

• o agrupamento de defeitos de diferentes gêneses em mesma classificação;

• sua diminuta influência nos métodos de dimensionamento.

Portanto, o método apenas indica a presença ou não de determinado defeito, sem que

sejam quantificadas a área do defeito e sua severidade.


268

Tabela 5.7 – Tabelas de conceitos de IGG

Na tabelas 5.8 podemos observar a distribuição e os tipos de defeitos por segmento

homogêneos para a faixa direita.

Conceitos Limites

Ótimo 0<IGG<20

Bom 20<IGG<40

Regular 40<IGG<80

Ruim 80<IGG<160

Péssimo IGG> 160

Conceitos Limites

Bom 0 a 20

Regular 20 a 80

Mau 80 a 150

Péssimo > 150

DNIT 006/2003 - PRO

DNER PRO-08/94


269

Tabela 5.8 – Resumo do Levantamento dos defeitos de superfície – Faixa Direita

A faixa direita apresenta trincamentos de classe 1 (fissuras) e um conceito “ótimo” para a

grande maioria dos segmentos homogêneos, tendo o SH-17 o menor IGG (4) e o SH-4 o

maior IGG (23).


270

Na faixa direita os segmentos com menor e maior IGG são os segmentos SH-7 e SH-4,

respectivamente. No segmento SH-7 com melhores condições superficiais, o trincamento

FC-1 apresenta um percentual de 99% e flecha com 1% apenas dos defeitos de

superfície. Já o segmento SH-4, apresenta defeitos do tipo FC-1 com 59% e FC-2 com

39%.

Como pôde ser visto pelos valores obtidos de IGG a faixa direita resultou em conceitos

“Bons” e “Ótimos”, refletindo de certa forma boas condições de segurança e conforto. As

boas condições superficiais se devem ao nível e a freqüência do tráfego solicitante ser

composto em sua maioria por veículos de passeio, já que os veículos mais pesados,

reboque e semi-reboque, trafegam mais pela faixa esquerda, o que acelera,

conseqüentemente o processo de deterioração da mesma. Entretanto, vale a ressalva de

que muito dos defeitos ocorrentes se encontram fora das estações de ensaio e que nesta

pesquisa a representatividade amostral considerada foi de apenas 15%/km, o que é

solicitado a norma.

Na figura 5.24 é apresentada a relação entre a deflexão máxima (FWD) com o índice de

degradação IGG, onde se observa uma pequena tendência do aumento defeitos (IGG)

com o aumento da deflexão máxima (D0).

Figura 5.24– Relação entre o IGG e a deflexão máxima obtida com o FWD pára o trecho

estudado nesta pesquisa.

FAIXA DIREITA

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

IGG

DE

FL

EX

ÕE

S M

ÁX

IMA

S F

WD

(10-

2mm

)

FAIXA ESQUERDA

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

IGG

DE

FLE

XÕ

ES

MÁ

XIM

AS

FW

D(1

0-2m

m)


271

Na figura 5.25 são mostrados alguns dos principais defeitos incidentes na superfície do

pavimento na faixa direita.

Figura 5.25 – Fotos de alguns dos defeitos de superfície na faixa direita do trecho

estudado nesta pesquisa.

Estaca 4308 (seção em aterro – LD)

Trincamento por Fadiga com Nível de

Severidade Baixo acompanhado de

Bombeamento de Finos














272

Tabela 5.9 – Resumo do Levantamento dos defeitos de superfície – Faixa Esquerda

Na faixa esquerda os segmentos com menor e maior IGG são os segmentos SH-3 e SH-

19, respectivamente. No segmento SH-3 apresentando melhores condições de superfície,

o trincamento FC-1 apresenta um percentual de 82%, FC-2 com 43%, FC-3 com 11% e


273

flecha com apenas 2% dos defeitos de superfície. Já o segmento 19 apresenta o defeito

do tipo FC-3 com 89%, FC-1 com 4%, FC-2 com 4% e flecha com 3%.

Nas figuras 5.26 e 5.27 apresentam-se alguns dos principais defeitos incidentes na faixa

esquerda, onde a maior concentração dos defeitos encontra-se nas trilhas de roda interna

e externa.

Figura 5.26 – Fotos de defeitos de superfície na faixa esquerda estacas 4129, 4179, 4310

e 5381do trecho estudado nesta pesquisa.

Estaca 4129 (seção em aterro – LE)

Trincamento por Fadiga com Nível de Severidade

Médio acompanhado de Bombeamento de Finos


Trincamento por Fadiga Nível de Severidade

Baixo acompanhado de Bombeamento de

Finos


Trincamento por Fadiga com Nível de Severidade

Baixo acompanhado de Bombeamento de Finos

Afundamento de Trilha de Roda com Nível de

Severidade Baixo



Severidade Médio acompanhado de

Bombeamento de Finos e Afundamento de

Trilha de Roda com Nível de Severidade Baixo


274

Figura 5.27 – Fotos de defeitos de superfície na faixa esquerda estacas 5041, 5155, 5405

e 5410 do trecho estudado pela pesquisa.

O pavimento sob o ponto de vista do usuário apresenta-se, em geral, com boas condições

de rolamento e conforto. Entretanto, sob o ponto de vista “clínico” de um profissional de

pavimentos os defeitos levantados revelaram um comprometimento estrutural com

tendência, obviamente, da rápida progressão dos defeitos aumentando a área afetada e

severidade, até o ponto da desagregação total das bordas das trincas e, posteriormente

ocorrência de arrancamento das placas e formação de panelas.



Médio acompanhado de Bombeamento de

Finos



Severidade Médio acompanhado de

Bombeamento de Finos e Afundamento de

Trilha de Roda com Nível de Severidade Baixo




Finos




Finos


275

Através da avaliação estrutural não-destrutiva e destrutiva a partir de módulos

retroanalisados e de módulos obtidos em laboratório será possível verificar quais as

camadas críticas que estão contribuindo com maior percentual na deflexão total na

superfície do pavimento.

5.4 – Avaliação Estrutural Não-Destrutiva Através de Retroanálise

A avaliação estrutural não-destrutiva foi realizada baseando-se no processo de

retroanálise dos módulos de resiliência das camadas do sistema pavimento-subleito. Os

módulos assim obtidos refletem o estado de tensão em que se encontra a estrutura

permitindo assim avaliar estruturalmente as camadas constituintes do pavimento e

diagnosticar o desempenho apresentado.

Em SUASSUANA (2003), é apresentado um trabalho objetivando comparar os resultados

obtidos por cinco diferentes programas (RETROANA, REPAV, REPAV V2, RETRAN 2CL

e RETRAN 5CL ) utilizados para a retroanálise dos módulos de resiliência, e a influência

da utilização dos valores de módulos resultantes de cada um, no dimensionamento da

camada de reforço. O autor constatou que o resultado da retroanálise é bastante

influenciado pelo programa utilizado, pelo fato de cada um utilizar diferentes

metodologias, o que também acaba por refletir no dimensionamento da camada de

reforço.

WILLIAM (1999) comparou os seguintes programas: MODCOMP 3, MODULUS 5,

EVERCALC4 E ELMOD 4, para estrutura de pavimentos flexíveis, rígidos e compostos

(concreto asfáltico sobre placa de concreto), constatando diferenças bastante

significativas resultantes de cada um dos programas utilizados.

Nesta pesquisa, foram utilizados os programas RETROANA, EVERCAL5 e ELMOD4, e

os resultado obtidos por cada um, são inerentes ao tipo de metodologia adotada pelos

mesmos, não cabendo nesta pesquisa compará-los e discuti-los totalmente. Porém, cabe

ao projetista bom senso e discernimento na escolha do conjunto de módulos que melhor

represente os materiais ensaiados.


276

Primeiramente fez-se uma análise considerando a estrutura com três camadas

(revestimento, base+sub-base e subleito) pelo programa RETROANA. Em seguida, foram

utilizados os programas EVERCALC5 e ELMOD4 considerando a estrutura com quatro

camadas (revestimento, base, sub-base e subleito), com objetivo de verificar os módulos

das camadas de base e sub-base separadamente. E por fim, foram recalculadas as

bacias deflectométrica através do programa ELSYM5 para os módulos retroanalisados

considerando estruturas com 3 e 4 camadas com intuito de verificar o ajuste entre as

bacias medidas e calculada.

5.4.1 – Análise pelo Programa RETROANA

Para a retroanálise com o programa RETROANA utilizou-se a estrutura da figura 5.28

para todos os segmentos homogêneos e as faixas de módulos conforme tabela 5.10.

Figura 5.28 – Estrutura considerada na retroanálise com o Retroana

Tabela 5.10 – Faixa de módulos de resiliência a ser adotado pelo programa. RETROANA

A justificativa para a utilização destas faixas de módulos se deve a tentativa de buscar

módulos compatíveis com as características elásticas dos materiais constituintes da

CAMADA

MR(kgf/cm2)

MÍNIMO MÁXIMORevestimento 10.000 70.000

Camada Granular 300 5.500

Subleito 300 5.500


277

estrutura. Para o revestimento, sabe-se que o mesmo apresenta módulos bastante baixos

quando muito trincado e bastante altos com a exposição às intempéries que provocam o

enrijecimento do revestimento betuminoso por oxidação e perda gradativa das frações

voláteis do ligante. Já para as camadas de base+sub-base granulares utilizou-se a faixa

indicada por cobrir o intervalo de módulo que estes tipos de materiais apresentam “in

situ”. E por fim, para o subleito a mesma faixa do material granular por também cobrir os

valores de módulos dos subleitos existentes nas rodovias nacionais.

Utilizando-se as bacias deflectométricas do FWD, foram obtidos os módulos de resiliência

das camadas do pavimento através do programa RETROANA. Nas figuras 5.29 e 5.30,

estão apresentados os módulos de resiliência obtidos pontualmente para a faixa direita e

nas figuras 5.31 e 5.32 os módulos de resiliência da faixa esquerda, onde eixo das

ordenadas está em escala logarítmica.


278

Figura 5.29 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa RETROANA – Faixa

Direita (a) estaca 4000 a 4346; (b) da 4354 a 4698;

)

Figu

ra 5

.29

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a R

ETR

OA

NA

–Fa

ixa

Dire

ita (a

) est

aca

4000

a

4346

; (b)

da

4354

a 4

698;


279

Figura 5.30– Módulos de resiliência obtidos a partir do programa RETROANA – Faixa

Direita (a) estaca 4804 a 5176 (b) 5180 a 5432;

)

Figu

ra 5

.30–

Mód

ulos

de

resi

liênc

ia o

btid

os a

par

tir d

o pr

ogra

ma

RE

TRO

AN

A –

Faix

a D

ireita

(a) e

stac

a 48

04 a

517

6 (b

) 518

0 a

5432

;


280


Esquerda (a) estaca 4000 a 4348 (b) 4356 a 4696;

Faixa Esquerda (estaca 4000 a 4696)

Figu

ra 5

.31

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a R

ETR

OA

NA

–Fa

ixa

Esq

uerd

a (a

) est

aca

4000

a 4

348

(b) 4

356

a 46

96;


281


Esquerda (a) estaca 4806 a 5186 (b) estaca 5190 a 5434;

Figu

ra 5

.32

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a R

ETR

OA

NA

–Fa

ixa

Esq

uerd

a (a

) est

aca

4806

a 5

186

(b) e

stac

a 51

90 a

543

4;


282

Observa-se nas figuras 5.29 a 5.32 que os módulos retroanalisados não apresentam

valores decrescentes com a profundidade, este fato já vem sendo observado em

estruturas típicas de pavimento nacionais, ao contrário do que ocorre em estruturas de

pavimentos americanos onde o subleito apresenta características expansivas e módulos

menores do que os das camadas de base e sub-base. Segundo MEDINA (1997) cerca de

60% de todo o território americano está submetido a invernos rigorosos com penetração

do congelamento em profundidades, até o subleito, seguido de degelo primaveril que

empapa, literalmente, o pavimento.

Já no Brasil, região tropical, os módulos do subleito com características argilosas

geralmente são superiores aos da camada granular. Segundo MOTTA e MAHLER (1982),

os materiais granulares, que geralmente compõem a camada de base dos pavimentos

flexíveis, quando sob um revestimento pouco flexível, estão sujeitos a baixos níveis de

pressão confinante (σ3) que correspondem a baixos valores de módulos resilientes, o que

provoca grandes deformações nestas camadas. Isto ocorre tanto em profundidade quanto

radialmente, ou seja, quanto mais afastado das cargas menores as tensões atuantes,

menores os módulos. Já os materiais argilosos, em geral constituintes dos subleitos, tem

suas características resilientes variando com a tensão-desvio (σd) atuante, ou seja, para

tensões-desvio baixas os módulos são elevados decrescendo à medida que σd, cresce,

primeiro rapidamente e depois mais lentamente. Como resultado deste comportamento

diferenciado, um material argiloso que se encontra no subleito e, portanto está solicitado

por uma tensão vertical menor, pode apresentar módulos muito superiores aos da base.

Na figuras 5.33, apresenta-se o histograma dos módulos retroanalisados do revestimento,

onde as seguintes considerações se fazem pertinentes: a faixa direita apresentou apenas

12,0% de módulos menores do que 30.000 kgf/cm2 o que pode ser atribuído a pequena

incidência de defeitos encontrados nesta faixa. Apresentou 39,3% de valores modulares

em torno 30.000 kgf/cm2, valor normalmente utilizado como referência para este tipo de

mistura asfáltica. No entanto, quase a metade, ou seja, 48,9% apresentaram valores

modulares superiores ao valor de referência, sendo 26,1% com valores modulares

maiores ou iguais a 50.000 kgf/cm2 indicando uma oxidação da mistura asfáltica e

tendência a ficar mais dura e quebradiça. Já a faixa esquerda apresentou 21,8 % de

valores modulares menores do que 30.000 kgf/cm2, devido a maior incidência de defeitos


283

levantadas nesta faixa. Apresentou 48,6% de valores em torno de 30.000 kgf/cm2 e

apenas 9,7% de valores superiores ou iguais a 50.000kgf/cm2, devido a maior presença

de defeitos de classe 3 o que conseqüentemente reflete em uma perda de rigidez da

camada.

Figura 5.33 – Histograma dos módulos de resiliência do revestimento para ambas as

faixas de tráfego do trecho analisado neste estudo.

Na figura 5.34 apresenta-se o histograma dos módulos retroanalisados da camada

granular composta de base+sub-base, para a faixa direita onde 57,3% dos valores

modulares estão menores ou iguais a 1.000 kgf/cm2, dos quais 11,7% estão em torno de

600 kgf/cm2 e 20,1% em torno de 800 kgf/cm2. Apresenta ainda, 42,6% de módulos

maiores ou iguais a 2.000 kgf/cm2. Em contra partida, a faixa esquerda contempla 75,6%

dos módulos menores ou iguais a 1.000 kgf/cm2, dos quais 28,4 % estão em torno de 600

kgf/cm2, 24,5 em torno de 800 kgf/cm2 e apenas 24,5% apresentaram módulos maiores

ou iguais a 2.000 kgf/cm2.


284

Figura 5.34 – Histograma dos módulos de resiliência da camada granular para ambas as

faixas de tráfego do trecho analisado neste estudo.

No item 5.3.4.2 estão apresentados os resultados da retroanálise considerando a

estrutura composta de quatro camadas, sendo possível avaliar o comportamento em

termos de valores modulares das camadas de base e sub-base separadamente. Desta

forma, a consideração sobre os baixos valores de módulos encontrados para a camada

granular será discutida no item retromensionado.

No que concerne aos valores modulares do subleito, a faixa direita apresentou 97,2% dos

módulos no intervalo de 2.000 kgf/cm2 a 4.000 kgf/cm2, tendo ainda, para a faixa

esquerda, 77,1% dos módulos no mesmo intervalo (ver figura 5.35). Estes valores de

módulo confirmam as baixas deflexões medidas pelo geofone mais afastado do ponto de

aplicação da carga.


285

Figura 5.35 – Histograma dos módulos de resiliência do subleito para ambas as faixas de

tráfego do trecho analisado neste estudo.

Como descrito no Capítulo IV utilizou-se a sub-rotina Homogen.exe do programa

RETROANA para a divisão dos segmentos com características homogêneas, o qual

utiliza o “Método das Diferenças Acumuladas” (Analisys Unit Delineation by Acumulative

Differences) preconizado pela AASHTO (1986).

Os resumos estatísticos dos módulos retroanalisados por segmento homogêneo estão

apresentados nas tabelas 5.11 e 5.12.

Nas figuras 5.36 e 5.37 são apresentadas as médias dos módulos obtidos na retroanálise

pontual, onde em geral, os módulos médios da faixa direita são superiores aos da faixa

esquerda. Isto pode ser atribuído ao menor nível de solicitações atuantes nesta faixa,

refletindo em menores deflexões na superfície e em conseqüência maiores módulos de

resiliência. Já a faixa esquerda sob um maior nível de solicitações está mobilizando

maiores arqueamentos na superfície com uma parcela maior de deformações

irreversíveis.


286

Tabela 5.11 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o RETROANA –

Faixa Direita

Carga MR1 MR2 MR3 Erro Carga MR1 MR2 MR3 Erro(kN) (%) (kN) (%)

Média 40 24.194 1.188 2.124 5 Média 40 34.916 1.105 1.639 6desvp 0,50 8.068 693 615 2 desvp 0,52 14.203 360 395 2n 30 30 30 30 30 n 12 12 12 12 12CV (%) 1,2 33,3 58,3 28,9 36,7 CV (%) 1,3 40,7 32,6 24,1 32,6Mínimo 39 10.858 515 1.438 2 Mínimo 39 27.960 799 1.022 3Máximo 41 49.726 4.070 4.795 7 Máximo 41 65.300 1.663 2.206 9Média 40 24.533 898 2.455 4 Média 40 35.202 1.094 1.609 5desvp 0,30 4.456 175 400 1 desvp 0,19 9.292 294 326 1n 8 8 8 8 8 n 16 16 16 16 16CV (%) 0,8 18,2 19,5 16,3 28,2 CV (%) 0,5 33,2 26,0 18,5 15,0Mínimo 40 20.247 721 1.758 3 MÍN. 40 27.960 707 1.047 3Máximo 41 49.726 4.070 4.795 7 MÁX. 40 57.376 1.837 2.206 7Média 40 25.465 790 2.056 6 Média 40 26.731 1.067 1.594 6desvp 0,70 8.313 455 809 2 desvp 0,34 1.983 118 420 1n 22 22 22 22 22 n 11 11 11 11 11CV (%) 1,7 32,6 57,6 39,4 36,0 CV (%) 0,8 7,4 11,0 26,3 10,2Mínimo 38 13.856 300 857 3 MÍN. 40 25.095 862 1.133 4Máximo 41 40.803 2.068 3.811 10 MÁX. 41 29.423 1.233 2.373 6Média 40 29.353 681 2.124 6 Média 40 41.959 867 1.497 3desvp 0,42 8.779 268 627 2 desvp 0,27 12.332 209 187 2n 26 26 26 26 26 n 6 6 6 6 6CV (%) 1,1 29,9 39,3 29,5 38,6 CV (%) 0,7 29,4 24,2 12,5 44,9Mínimo 39 14.222 300 1.203 3 MÍN. 40 29.423 690 1.279 2Máximo 41 49.557 1.288 3.951 13 MÁX. 40 53.198 1.233 1.685 6Média 40 27.372 746 1.712 5 Média 40 41.775 1.288 1.652 4desvp 0,34 3.151 225 225 1 desvp 0,36 9.585 198 110 1n 6 6 6 6 6 n 9 9 9 9 9CV (%) 0,9 11,5 30,2 13,1 28,8 CV (%) 0,9 22,9 15,4 6,6 30,2Mínimo 39 24.495 436 1.289 3 MÍN. 39 29.248 985 1.451 2Máximo 40 30.248 1.003 1.955 7 MÁX. 40 53.198 1.503 1.802 5Média 40 25.871 717 1.561 5 Média 40 34.503 1.123 1.476 4desvp 0,45 6.530 214 341 1 desvp 0,41 8.571 382 297 1n 31 31 31 31 31 n 21 21 21 21 21CV (%) 1,1 25,2 29,9 21,9 29,5 CV (%) 1,0 24,8 34,0 20,2 26,2Mínimo 39 14.960 357 1.124 3 MÍN. 39 23.539 691 1.008 3Máximo 41 40.458 1.068 2.506 9 MÁX. 41 48.159 2.005 2.070 7Média 40 26.283 643 1.986 5 Média 40 40.973 1.014 1.703 4desvp 0,39 5.407 130 400 2 desvp 0,69 14.967 384 371 1n 18 18 18 18 18 n 11 11 11 11 11CV (%) 1,0 20,6 20,2 20,1 33,9 CV (%) 1,7 36,5 37,9 21,8 30,6Mínimo 39 15.453 478 1.449 3 MÍN. 39 22.797 569 1.184 3Máximo 40 34.079 968 2.620 9 MÁX. 41 70.000 1.629 2.303 7Média 40 25.329 761 1.907 5 Média 40 35.958 1.196 1.772 4desvp 0,4 11.087 232 507 2 desvp 0,48 4.977 433 337 1n 21 21 21 21 21 n 8 8 8 8 8CV (%) 1,0 43,8 30,4 26,6 32,2 CV (%) 1,2 13,8 36,2 19,0 18,6Mínimo 39 15.138 329 1.206 3 MÍN. 39 31.112 745 1.396 2Máximo 41 53.589 1.272 3.212 9 MÁX. 41 40.779 1.979 2.329 4Média 40 45.044 1.142 1.761 4 Média 40 39.632 998 1.489 6desvp 0,49 6.860 446 395 1 desvp 0,79 6.758 147 355 2n 13 13 13 13 13 n 12 12 12 12 12CV (%) 1,2 15,2 39,0 22,4 37,8 CV (%) 2,0 17,1 14,7 23,9 34,0Mínimo 39 34.336 496 1.367 2 MÍN. 38 32.389 781 1.002 3Máximo 41 56.199 2.000 2.693 7 MÁX. 42 50.527 1.280 1.924 10Média 40 41.465 1.531 2.509 4 Média 40 52.970 1.259 1.418 4desvp 0,41 11.977 611 703 1 desvp 0,25 12.967 362 167 2n 46 46 46 46 46 n 6 6 6 6 6CV (%) 1,0 28,9 39,9 28,0 34,8 CV (%) 0,6 24,5 28,8 11,8 42,3Mínimo 39 19.655 480 1.655 1 MÍN. 40 32.389 905 1.202 3Máximo 42 70.000 2.913 4.619 7 MÁX. 40 61.163 1.964 1.695 7

Legenda: CV (%) - Coeficinte de variação

MR3 - Módulo de Resiliência do SubleitoERRO - Erro Médio Absoluto

SH - Segmento HomogêneoRE - Resumo Estatístico

RESUMO DA RETROANÁLISE - PROGRAMA RETROANA-FAIXA DIREITA

Desvp - Desvio Padrãon - Número de Estações

MR1 - Módulo de Resiliência do RevestimentoMR2 - Módulo de Resiliência do Material Granular

(kgf/cm²)SH RE (kgf/cm²)SH

7

1

2

3

4

RE

5

6

11

8

9

10

12

13

14

15

16

17

18

19

20


287

Tabela 5.12 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o RETROANA –

Faixa Esquerda

Carga MR1 MR2 MR3 Erro Carga MR1 MR2 MR3 Erro(kN) (%) (kN) (%)

Média 40 22.955 1.265 2.676 4 Média 40 22.307 528 2.067 4desvp 0,72 4.733 866 1.001 2 desvp 0,38 4.671 176 675 1n 30 30 30 30 30 n 12 12 12 12 12CV (%) 1,8 20,6 68,5 37,4 41,2 CV (%) 1,0 20,9 33,3 32,7 32,9Mínimo 39 14.581 508 1.068 2 Mínimo 39 13.822 300 1.182 3Máximo 42 33.070 4.078 5.221 7 Máximo 40 29.641 940 3.221 7Média 40 21.758 842 2.241 3 Média 40 28.218 686 2.027 5desvp 0,64 3.477 339 531 1 desvp 0,48 4.096 267 738 2n 8 8 8 8 8 n 16 16 16 16 16CV (%) 1,6 16,0 40,3 23,7 38,6 CV (%) 1,2 16,8 51,5 21,6 54,4Mínimo 39 16.727 550 1.579 1 MÍN. 39 23.229 371 1.187 3Máximo 41 26.638 1.552 3.216 5 MÁX. 41 33.254 1.372 3.447 10Média 40 30.470 930 2.446 4 Média 40 27.064 539 1.799 4desvp 0,58 10.519 249 671 1 desvp 0,38 4.418 202 381 2n 21 21 21 21 21 n 11 11 11 11 11CV (%) 1,5 34,5 26,8 27,5 33,0 CV (%) 1,0 16,3 37,4 21,2 39,5Mínimo 39 15.545 427 1.419 2 MÍN. 39 23.994 319 1.226 3Máximo 41 50.053 1.570 4.326 7 MÁX. 41 36.656 966 2.370 8Média 40 24.289 717 2.696 6 Média 40 22.194 559 1.837 6desvp 0,48 7.682 329 884 2 desvp 1,35 10.639 247 681 6n 26 26 26 26 26 n 6 6 6 6 6CV (%) 1,2 31,6 45,9 32,8 39,7 CV (%) 3,4 47,9 44,2 37,1 94,6Mínimo 39 14.957 400 1.482 2 MÍN. 37 10.000 300 1.035 2Máximo 41 41.481 2.053 5.136 11 MÁX. 41 41.327 961 3.056 17Média 40 33.261 721 1.718 4 Média 40 29.498 809 1.769 4desvp 0,45 7.484 195 235 2 desvp 0,57 8.997 469 305 2n 6 6 6 6 6 n 9 9 9 9 9CV (%) 1,1 22,5 27,0 13,7 50,0 CV (%) 1,4 30,5 57,9 17,3 44,2Mínimo 39 18.818 495 1.414 2 MÍN. 39 19.545 348 1.499 1Máximo 41 38.346 1.046 2.136 7 MÁX. 41 48.310 1.858 2.498 7Média 40 30.083 600 1.816 5 Média 40 24.918 575 2.056 6desvp 0,71 11.609 216 715 2 desvp 0,50 8.074 280 640 3n 31 31 31 31 31 n 21 21 21 21 21CV (%) 1,8 38,6 36,0 39,4 38,4 CV (%) 1,2 32,4 48,7 31,1 60,8Mínimo 38 14.206 300 1.028 2 MÍN. 39 12.000 300 1.211 2Máximo 41 70.000 1.187 3.864 10 MÁX. 41 41.868 1.582 3.914 14Média 39 25.142 719 2.094 5 Média 40 35.390 911 1.710 5desvp 0,65 7.410 376 607 2 desvp 0,90 9.711 453 225 1n 18 18 18 18 18 n 11 11 11 11 11CV (%) 1,6 29,5 52,2 29,0 34,7 CV (%) 2,3 27,4 49,8 13,2 26,0Mínimo 38 17.602 158 1.182 2 MÍN. 38 19.425 364 1.331 3Máximo 40 45.906 1.537 3.212 9 MÁX. 42 46.145 2.000 2.139 7Média 40 24.406 693 2.086 5 Média 40 24.350 793 1.610 5desvp 0,63 10.253 306 660 2 desvp 1,12 4.203 265 696 1n 21 21 21 21 21 n 8 8 8 8 8CV (%) 1,6 42,0 44,1 31,6 29,0 CV (%) 2,8 17,3 33,4 43,3 24,0Mínimo 39 10.144 360 1.248 3 MÍN. 39 14.813 579 886 3Máximo 41 47.401 1.679 3.563 8 MÁX. 43 29.729 1.361 3.155 7Média 40 23.579 1.413 2.573 5 Média 40 22.445 533 1.507 6desvp 0,82 5.884 583 942 3 desvp 0,85 4.759 252 452 3n 13 13 13 13 13 n 12 12 12 12 12CV (%) 2,1 25,0 41,3 36,6 51,4 CV (%) 2,1 21,2 47,2 30,0 54,5Mínimo 38 14.311 633 1.472 2 MÍN. 38 17.351 300 823 3Máximo 41 38.035 2.607 4.268 12 MÁX. 41 30.788 1.052 2.168 13Média 40 28.281 1.033 2.337 5 Média 39 38.489 786 1.147 4desvp 0,67 7.159 519 506 2 desvp 0,50 8.749 318 209 1n 44 44 44 44 44 n 7 7 7 7 7CV (%) 1,7 25,3 50,3 21,6 37,1 CV (%) 1,3 22,7 40,4 18,2 17,0Mínimo 38 13.273 374 1.497 2 MÍN. 39 25.733 360 860 3Máximo 41 45.514 2.461 3.558 10 MÁX. 40 46.364 1.330 1.444 5

Legenda: CV (%) - Coeficinte de variação

MR3 - Módulo de Resiliência do SubleitoERRO - Erro Médio Absoluto


RESUMO DA RETROANÁLISE - PROGRAMA RETROANA-FAIXA ESQUERDA



(kgf/cm²)SH RE (kgf/cm²)SH RE

5

6

7

1

2

3

8

9

10

12

13

14

15

16

17

4

18

19

20

11


288

Figura 5.36 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base+sub-

base e subleito por segmento homogêneo – Faixa Direita

Figura 5.37 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base+sub-

base e subleito por segmento homogêneo – Faixa Esquerda

100

1.000

10.000

100.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

MÓ

DU

LOS

DE

RESI

LIÊN

CIA

(kgf

/cm

2 )

SEGMENTOS HOMOGÊNEOS

MR1 - Revest. MR2 - Base MR3 - Subleito

100

1.000

10.000

100.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

MÓ

DU

LOS

DE

RESI

LIÊN

CIA

(kgf

/cm

2 )

SEGMENTOS HOMOGÊNEOS

MR1 - Revest. MR2 - Base MR3 - Subleito


289

A variação dos módulos retroanalisados das camadas do pavimento ao longo do trecho é

função da forma e magnitude das bacias de deflexões, as quais são reações do

pavimento a uma série de provas de carga reais “in situ” com um carregamento

padronizado. Essas reações dependem fundamentalmente de diversos fatores como as

espessuras das camadas, as condições de compactação, o teor de umidade, a natureza

dos materiais etc, (ALBERNAZ, 1997).

A pesquisa do “Long-Term Pavement Performace” – LTPP (2002) estabeleceu um estudo

detalhado sobre os efeitos da variação dos parâmetros utilizados no dimensionamento de

pavimentos flexíveis e rígidos, onde se apresenta a faixa aceitável de CV para os

coeficientes de variação a ser aplicada nos projetos de pavimentos novos ou de reforço.

Na tabela 5.13 é apresentada a faixa de coeficientes especificada pela referida pesquisa,

onde se observa que os segmentos homogêneos de ambas as faixas de tráfego

apresentam coeficientes de variação obtidos pelo RETROANA dentro da faixa aceitável

do LTPP(2002).

Tabela 5.13 – Faixa aceitável de coeficiente de variação utilizada em projeto de

pavimentos novos ou de reforço (LTPP, 2002).

CAMADA

PARA UM GRAU DE 95% DE CONFIANÇA

COEFICIENTES DE VARIAÇÃO RECOMENDADOS

MÉDIA MÍNIMO MÁXIMO MÉDIA MÍNIMO MÁXIMO

Concreto Asfáltico 39,4 38,5 40,3 39 14 72

Base Granular 49,7 48,7 50,7 50 17 92

Sub-base Granular 73,8 70,4 77,1 74 16 150

Subleito 35,3 34,2 36,4 35 6 92

Base tratada* 68,5 66,3 70,7 68 24 116

Sub-base tratada* 90,7 85,7 95,7 91 30 158

* Não é especificado o tipo de tratamento


290

Nas figuras 5.38 e 5.39 são apresentadas as correlações entre os módulos

retroanalisados e os parâmetros da bacia deflectométrica para as faixas direita e

esquerda, respectivamente.

As correlações obtidas apresentaram baixos coeficientes de determinação o que indicou

uma relação “pobre” entre os parâmetros. O parâmetro ÁREA representa a rigidez global

da estrutura em relação à distribuição de cargas, onde se observa nas antes das figuras

5.38 e 5.39 uma tendência do crescimento do parâmetro com a rigidez do revestimento e

o decréscimo com o módulo do subleito. Isto se explica analisando a equação 5.1 a

seguir:

Figura 5.38 – Correlações entre os parâmetros da bacia e os módulos de resiliência

retroanalisados – Faixa Direita

y = 2016,e0,006x

R² = 0,656

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

360 380 400 420 440 460 480 500

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

REV

ESTI

MEN

TO(k

gf/c

m2 )

ÁREA

y = 2424,e-0,04x

R² = 0,464

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DA

BA

SE+S

UB

-BA

SE(k

gf/c

m2 )

ICS (mm-2)

y = 248,8e0,003x

R² = 0,157

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

360 380 400 420 440 460 480 500

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DA

BA

SE+S

UB

-BA

SE(k

gf/c

m2 )

ÁREA

y = 4168,e-0,09x

R² = 0,6230

200400600800

10001200140016001800

12 14 16 18 20

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DA

BA

SE+S

UB

-BA

SE(k

gf/c

m2 )

IDB (mm-2)

y = 3E+08x-1,98

R² = 0,696

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

360 380 400 420 440 460 480 500

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

SU

BLE

ITO

(kgf

/cm

2 )

ÁREA

y = 4094,e-0,11x

R² = 0,435

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

4 6 8 10

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

SU

BLE

ITO

(kgf

/cm

2 )

ICB (mm-2)


291

Figura 5.39 – Correlações entre os parâmetros da bacia e os módulos de resiliência

retroanalisados – Faixa Esquerda

A deflexão máxima (D0) medida na superfície do pavimento é representativa da

contribuição de todas as camadas, como ela é inversamente proporcional a ÁREA, então

quanto menor a deflexão, maior a área e maiores os módulos. Já para o subleito a ÁREA

y = 2734,e0,005x

R² = 0,622

05.000

10.00015.00020.00025.00030.00035.00040.00045.000

360 410 460 510

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

REV

ESTI

MEN

TO(k

gf/c

m2 )

ÁREA

y = 2368,e-0,04x

R² = 0,532

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

18 20 22 24 26 28 30 32 34 36

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DA

BA

SE+S

UB

-BA

SE(k

gf/c

m2 )

ICS (mm-2)

y = 1757e-0,00x

R² = 0,030

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

360 410 460 510

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DA

BA

SE+S

UB

-BA

SE(k

gf/c

m2 )

ÁREA

y = 2769,e-0,06x

R² = 0,820

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DA

BA

SE+S

UB

-BA

SE(k

gf/c

m2 )

IDB (mm-2)

y = 48239e-0,00x

R² = 0,757

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

360 380 400 420 440 460 480 500

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

SU

BLE

ITO

(kgf

/cm

2 )

ÁREA

y = 4422,e-0,10x

R² = 0,6690

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

4 5 6 7 8 9 10 11 12

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DA

BA

SE+S

UB

-BA

SE(k

gf/c

m2 )

ICB (mm-2)

( ) ( )

( ) ( )0

906030

0

9060300

0

906030

0

9060300

2222150

2222150

DDDD

DDDDDA

DDDD

DDDDDA

↑+×+×=+×+×+×=↑

↑+×+×=+×+×+×=↓

(5.1)


292

é diretamente proporcional a deflexão (D90), que é mais representativa da contribuição do

subleito, logo quanto maior a deflexão, maior a área e menor o módulo do subleito.

Percebe-se nas figuras 5.38 e 5.39 uma tendência de decréscimo do módulo da camada

base+sub-base com os parâmetros ICS e ICB, porém os valores aceitáveis, conforme

tabela 4.14, não parecem condizentes com a estrutura em questão, pois valores de ICS >

20 mm-2 e IDB > 16 mm-2 já seriam indicativos de pavimentos deficitários. Em contra

partida, o ICB que é um indicativo da condição estrutural do subleito em relação ao

pavimento, apresenta-se condizente com valores menores que 10 mm-2. Segundo PITTA

e BALBO (1998), é importante salientar que estes parâmetros devem ser utilizados

apenas como fator “especulativo” das condições estruturais do pavimento/subleito, não

devendo ser utilizado em nível de projeto.

Outra análise interessante é a tentativa de buscar o inter-relacionamento dos defeitos de

superfície com os valores modulares retroanalisados do revestimento, base+sub-base e

subleito. Na figura 5.40 são apresentadas as relações entre os defeitos de superfície e os

módulos de resiliência.

Ambas as faixas de tráfego apresentaram uma leve tendência na redução modular das

camadas do revestimento, base+sub-base e subleito com o aumento do IGG.


293

Figura 5.40– Relação entre o IGG e os módulos retroanalisados

Objetivando verificar as camadas críticas da estrutura, ou seja, a contribuição percentual

de cada camada na deflexão total medida na superfície, empregou-se o programa

ELSYM5 (Elástica Layered System) simulando o carregamento do FWD com carga de

40kN e raio da área carregada de 15 cm, utilizando-se os módulos médios retroanalisados

para todos os segmentos homogêneos.

Nas figuras 5.41 e 5.42 são apresentadas as contribuições de cada camada na deflexão

total.

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 5 10 15 20 25

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

REV

ESTI

MEN

TO(k

gf/c

m2)

IGG

FAIXA DIREITA

05.000

10.00015.00020.00025.00030.00035.00040.00045.000

0 20 40 60 80 100

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

REV

ESTI

MEN

TO(1

0-2m

m)

IGG

FAIXA ESQUERDA

0200400600800

10001200140016001800

0 5 10 15 20 25

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

D

A B

ASE

+SU

B-B

ASE

(kgf

/cm

2 )

IGG

FAIXA DIREITA

0

200

400

600

800

1.000

1.200

1.400

1.600

0 20 40 60 80 100

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

D

A B

ASE

+SU

B-B

ASE

(kgf

/cm

2 )

IGG

FAIXA ESQUERDA

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 5 10 15 20 25

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

SU

BLE

ITO

(k

gf/c

m2)

IGG

FAIXA DIREITA

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90

MÓ

DU

LO D

E R

ESIL

IÊN

CIA

DO

SU

BLE

ITO

(kgf

/cm

2 )

IGG

FAIXA ESQUERDA


294

Figura 5.41 – Contribuição percentual das camadas do pavimento e subleito na deflexão

total – Faixa Direita

Figura 5.42 – Contribuição percentual das camadas do pavimento e subleito na deflexão

total – Faixa Esquerda


295

Verifica-se nas figuras 5.41 e 5.42 que a camada de revestimento asfáltico contribui muito

pouco na deflexão total, o que pode ser atribuído a maior rigidez desta camada em

relação as demais. No entanto, a excessiva resiliência da camada de base+sub-base

somada ao subleito contribui com mais de 96% na referida deflexão.

Na maioria dos segmentos homogêneos, a camada granular (base+sub-base) contribui

com mais de 55% na deflexão total medida na superfície do pavimento, para ambas as

faixas.

O subleito da faixa esquerda apresenta apenas três segmentos homogêneos contribuindo

com mais de 40% na deflexão total. Isto indica um melhor desempenho desta faixa em

relação à faixa direita que contempla doze segmentos contribuindo com mais de 40% na

deflexão máxima.

Nos revestimentos betuminosos assente sobre camadas granulares, o processo de

deterioração é controlado pelo nível das deformações específicas de tração ocorrentes na

face inferior da camada do revestimento e/ou pelas deformações específicas de

compressão no topo do subleito. No caso da rodovia analisada verifica-se nos módulos

retroanalisados uma grande incompatibilidade de rigidez entre o revestimento e a camada

granular que diante das solicitações impostas pelo tráfego fazem surgir elevadas tensões

e deformação no interior da estrutura, onde são função da magnitude do carregamento,

dos módulos resilientes e das espessuras das camadas constituintes do pavimento.


296

5.4.2 – Análise pelos Programas EVERCAL5 e ELMOD4

Neste item será abordada a retroanálise dos módulos de resiliência considerando a

estrutura da figura 5.43 utilizando os programas EVERCALC5 e ELMOD4. A consideração

de uma estrutura composta de quatro camadas permite avaliar os módulos de resiliência

da base e sub-base separadamente.

Figura 5.43 – Estrutura considerada na retroanálise com os programas EVERCAL5 e

ELMOD4

Para o programa EVERCALC5 foram utilizadas as faixas de módulos conforme tabela

5.14.

Tabela 5.14 – Faixa de módulos de resiliência – EVERCAL5.

Os módulos de resiliência retroanalisados são representativos das condições “in situ” dos

materiais no momento do ensaio. Nos pavimentos flexíveis, a temperatura afeta a rigidez

CAMADA

MR(kgf/cm2)

MÍNIMO MÉDIO MÁXIMO

Revestimento 10.000 25.000 70.000

Base 100 500 5.000

Sub-base 100 500 5.000

Subleito 100 500 5.000


297

dos revestimentos asfálticos, variando a distribuição de cargas oriundas do tráfego para

as camadas subjacentes, desta forma, os módulos do revestimento asfáltico devem ser

convertidos para uma temperatura de referência de 25oC. A princípio não foi considerada

correção de temperatura, pois o modelo embutido no programa EVERCALC5 só se aplica

a temperaturas de até 40oC (104oF). Como os sensores de temperatura do FWD

registraram em algumas estações temperatura da ordem de 50oC (122oF), utilizou-se

outra metodologia para realizar tal correção.

Para o programa ELMOD4 o processo de retroanálise teve as seguintes premissas:

• não foram impostas limitações aos valores dos módulos de resiliência;

• considerou-se os módulos iniciais de 25.000, 2.000, 2.000 e 3.000

kgf/cm2, para as camadas de revestimento, base, sub-base e subleito

respectivamente;

• os módulos foram retroanalisados pontualmente e a temperatura

considerada para a correção do módulo da camada asfáltica para

temperatura padrão (25oC) foi a temperatura média medida pelos

sensores do FWD para ambas as faixas de tráfego, segundo convenção

apresentada na figura 3.19, realizada automaticamente pelo programa.

Para a faixa direita os módulos retroanaliasados pelo programa EVERCALC5 estão

apresentados nas figuras 5.44 e 5.45, para a faixa esquerda e nas figuras 5.46 e 5.47.


298

Figura 5.44 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ECERCALC5 – Faixa

Direita (a) estaca 4000 a 4346 e (b) estaca 4350 a 4698.

Figu

ra 5

.44

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a E

CE

RC

ALC

5 –

Faix

a D

ireita

(a) e

stac

a 40

00 a

434

6 e

(b) e

stac

a 43

50 a

469

8.


299

Figura 5.45 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa EVERCALC5 – Faixa

Direita (a) estaca 4804 a 5176 e (b) estaca 5180 a 5432.

Figu

ra 5

.45

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a E

VE

RC

ALC

5 –

Faix

a D

ireita

(a) e

stac

a 48

04 a

517

6 e

(b) e

stac

a 51

80 a

543

2.


300

Figura 5.46– Módulos de resiliência obtidos a partir do programa EVERCALC5 – Faixa

Esquerda (a) estaca 4000 4348 (b) 4352 a 4696.

Figu

ra 5

.46–

Mód

ulos

de

resi

liênc

ia o

btid

os a

par

tir d

o pr

ogra

ma

EV

ER

CA

LC5

–Fa

ixa

Esq

uerd

a (a

) est

aca

4000

434

8 (b

) 435

2 a

4696

.


301

Figura 5.47 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa EVERCALC5 – Faixa

Esquerda (a) estaca 4806 a 5186 (b) estaca 5190 a 5434.

Figu

ra 5

.47

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a E

VE

RC

ALC

5 –

Faix

a E

sque

rda

(a) e

stac

a 48

06 a

518

6 (b

) est

aca

5190

a 5

434.


302

Nas figuras 5.48 e 5.49 apresenta-se o histograma dos módulos retroanalisados do

pavimento e subleito pelo programa EVERCALC5. Para o revestimento, a faixa direita

apresentou 57,0% de módulos entre 10.000 kgf/cm2 e 30.000 kgf/cm2 e 42,9% maior que

30.000 kgf/cm2. A faixa esquerda, por sua vez, apresentou 66% dos módulos entre 10.000

kgf/cm2 e 30.000 kgf/cm2 e 34% maior que 30.000 kgf/cm2.

A camada de base constituída de brita graduada simples apresentou para a faixa direita

74,2% dos módulos menores ou iguais a 2.000 kgf/cm2. Já a faixa esquerda, apresentou

90,6% dos módulos menores ou iguais a 2.000 kgf/cm2. Os baixos valores modulares

encontrados para a camada de BGS podem ser atribuídos segundo CARDOSO (1995) as

seguintes hipóteses:

• para determinadas condições, os módulos da BGS realmente podem

ser baixos, encontrando-se com elevado grau de deformabilidade

elástica;

• dependendo da configuração do carregamento e de sua estrutura, a

camada de base pode estar submetida a esforços de tração, sendo

que estes materiais não trabalham a tração, o que promove a

ocorrência de rupturas localizadas e que, portanto, alteram os valores

modulares, diminuindo o seu valor;

• a deficiência desta camada é fruto de teores de umidade excessivos

ou baixo grau de compactação.

Outros dois fatores importantes a serem considerados para a justificativa dos baixos

valores modulares de camadas de BGS, primeiramente se deve a consideração da

energia do Proctor modificado para compactação da mesma, o que não que dizer que

seja a energia máxima suportada pela camada sem que haja a quebra de suas partículas

conforme NEVES et. al. (1996). E o segundo, é o fato do Brasil ainda não ter adotado de

forma sistemática o controle deflectométrico das camadas do pavimento durante o

processo construtivo, como um dos parâmetros a serem verificados para a aceitação e

liberação do serviço executado.


303

Em geral, para a camada de sub-base, os valores modulares retroanalisados foram

menores do que os da base. Isto se deve, em parte, ao decréscimo das tensões de

confinamento com a profundidade que acarretam conseqüentemente menores valores

nominais de módulo, e também, ao próprio processo de retroanálise para quatro

camadas, onde o ajuste entre a bacia medida e calculada na maioria dos programas,

começarem pelo módulo do subleito, já que o mesmo no processo não sofre influência

das outras camadas. Em seguida, o programa busca os módulos do revestimento, base e

por fim sub-base, onde os módulos da mesma são obtidos com pouca precisão tendo em

vista os altos valores de coeficientes de variação permitidos pelo LTPP (2002).

Para a sub-base, a faixa direita apresentou 89,2% dos módulos menores ou iguais a

2.000 kgf/cm2 e a para a faixa esquerda 50,5%.

Já os elevados valores modulares do subleito indicam o motivo da pequena incidência de

defeitos do tipo afundamento em trilha de roda e ondulações em ambas as faixas de

tráfego. Os módulos retroanalisados tiveram 50,2% em torno de 3.000 kgf/cm2 e 25,2%

em torno de 4.000 kgf/cm2 para a faixa direita. A faixa esquerda apresentou 45,6% dos

valores modulares em torno de 3.000 kgf/cm2 e 30,2% em torno de 4.000 kgf/cm2.

E ainda, 12,0% e 10,3% dos módulos em torno de 5.000 kgf/cm2, para as faixas direita e

esquerda, respectivamente.


304

Figura 5.48 – Histogramas dos módulos de resiliência das camadas de revestimento e

base para ambas as faixas de tráfego


305

Figura 5.49 – Histogramas dos módulos de resiliência das camadas de base e subleito

para ambas as faixas de tráfego.


apresentados nas tabelas 5.15 e 5.16 e nas figuras 5.50 e 5.51 apresentam-se os

módulos médios da camada de revestimento, base, sub-base e subleito.


306

Tabela 5.15 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o EVERCALC5 –

Faixa Direita

Carga MR1 MR2 MR3 MR4 RMS Carga MR1 MR2 MR3 MR4 RMS(N) (%) (N) (%)

Média 40 16.796 1.213 1.088 3.188 4 Média 40 38.483 1.395 485 2.607 2desvp 0,50 3.246 779 793 959 3 desvp 0,51 15.068 615 416 649 0n 30 30 30 30 30 30 n 12 12 12 12 12 12CV 1,2 19,3 64,2 72,9 30,1 76,6 CV 1,3 39,2 44,1 85,7 24,9 14,8Mínimo 39 15.000 441 344 1.997 1 Mínimo 39 27.475 412 190 1.576 2Máximo 41 28.146 4.006 3.503 5.000 18 Máximo 41 70.000 2.351 1.710 3.328 3Média 40 16.364 871 1.183 2.397 3 Média 40 37.680 1.916 267 2.860 2desvp 0,30 2.063 451 905 372 1 desvp 0,19 16.117 847 84 624 1n 8 8 8 8 8 8 n 16 16 16 16 16 16CV 0,8 12,6 51,7 76,5 15,5 37,0 CV 0,5 42,8 44,2 31,7 21,8 25,3Mínimo 40 15.000 392 350 2.092 2 MÍN. 40 19.893 852 161 1.891 1Máximo 41 20.170 1.671 2.810 3.009 4 MÁX. 40 70.000 3.643 415 4.052 3Média 40 22.403 1.024 847 2.687 3 Média 40 25.222 1.989 247 2.796 2desvp 0,43 7.766 670 904 751 1 desvp 0,33 2.870 269 46 532 0n 22 22 22 22 22 22 n 11 11 11 11 11 11CV 1,1 34,7 65,4 106,7 27,9 35,8 CV 0,8 11,4 13,5 18,7 19,0 19,0Mínimo 39 10.632 359 133 1.342 2 MÍN. 40 20.698 1.648 205 2.036 1Máximo 41 37.631 3.505 3.392 3.917 6 MÁX. 41 28.952 2.445 335 3.651 2Média 40 24.191 1.451 318 3.331 3 Média 40 33.949 1.995 216 2.453 2desvp 0,38 9.275 476 158 787 1 desvp 0,27 11.311 113 40 353 0n 26 26 26 26 26 26 n 6 6 6 6 6 6CV 1,0 38,3 32,8 49,6 23,6 45,0 CV 0,7 33,3 5,7 18,4 14,4 6,1Mínimo 39 10.000 576 110 1.906 2 MÍN. 40 20.497 1.785 178 2.173 2Máximo 40 44.221 2.554 792 5.000 7 MÁX. 40 48.891 2.084 270 3.108 2Média 40 21.952 1.552 298 2.565 2 Média 40 37.624 2.213 365 2.469 2desvp 0,75 2.699 295 82 507 0 desvp 0,36 13.138 483 80 403 0n 6 6 6 6 6 6 n 9 9 9 9 9 9CV 1,9 12,3 19,0 27,4 19,8 8,5 CV 0,9 34,9 21,8 21,9 16,3 9,3Mínimo 39 18.493 1.210 234 1.902 2 MÍN. 39 25.688 1.491 244 2.124 1Máximo 41 25.692 2.082 416 3.376 2 MÁX. 40 62.835 2.866 469 3.226 2Média 40 22.481 1.485 262 2.657 2 Média 40 35.865 1.788 313 2.350 2desvp 0,38 6.316 472 72 982 0 desvp 0,41 10.815 806 120 525 0n 31 31 31 31 31 31 n 21 21 21 21 21 21CV 1,0 28,1 31,8 27,7 36,9 20,3 CV 1,0 30,2 45,1 38,3 22,3 17,4Mínimo 39 10.931 915 141 1.548 2 MÍN. 39 19.586 467 168 1.598 1Máximo 41 35.278 2.875 409 4.935 3 MÁX. 41 59.239 3.378 708 3.148 2Média 40 18.461 1.697 278 3.099 2 Média 39,94 40.215 1.862 264 2.910 2desvp 0,42 5.303 530 67 714 0 desvp 0,69 18.856 640 83 549 0n 18 18 18 18 18 18 n 11 11 11 11 11 11CV 1,1 28,7 31,2 24,0 23,1 21,4 CV 1,7 46,9 34,4 31,4 18,9 17,6Mínimo 39 11.157 882 204 1.883 2 MÍN. 39 14.717 915 118 2.019 2Máximo 40 30.509 2.768 441 4.100 4 MÁX. 41 68.676 2.790 368 3.647 2Média 40 22.027 1.373 518 2.724 3 Média 40 35.097 1.937 420 2.487 2desvp 0,70 13.716 618 488 970 1 desvp 0,48 19.140 486 189 550 0n 21 21 21 21 21 21 n 8 8 8 8 8 8CV 1,7 62,3 45,0 94,2 35,6 23,6 CV 1,2 54,5 25,1 44,9 22,1 19,9Mínimo 38 10.000 452 166 1.605 1 MÍN. 39 18.256 1.225 274 1.946 1Máximo 41 49.053 3.068 2.387 5.000 4 MÁX. 41 65.719 2.647 791 3.379 2Média 40 53.212 1.005 1.003 2.592 2 Média 40 48.860 1.128 397 2.878 2desvp 0,49 12.388 576 1.080 852 1 desvp 0,80 8.535 496 292 1.208 0n 13 13 13 13 13 13 n 12 12 12 12 12 12CV 1,2 23,3 57,3 107,6 32,9 36,1 CV 2,0 17,5 44,0 73,6 42,0 24,1Mínimo 39 36.414 299 274 1.665 1 MÍN. 38 34.527 272 164 1.683 1Máximo 41 68.649 1.911 3.800 5.000 4 MÁX. 42 60.637 1.753 1.097 5.000 3Média 40 42.805 2.123 763 3.570 3 Média 40 58.143 1.964 334 2.289 1desvp 0,40 15.566 1.008 580 1.006 2 desvp 0,25 11.225 501 251 494 0n 46 46 46 46 46 46 n 6 6 6 6 6 6CV 1,0 36,4 47,5 76,1 28,2 79,1 CV 0,6 19,3 25,5 75,3 21,6 18,4Mínimo 39 11.652 707 252 2.042 1 MÍN. 40 42.791 1.135 208 1.969 1Máximo 42 70.000 4.585 2.541 5.000 12 MÁX. 40 70.000 2.669 843 3.263 2

Legenda:

18

19

20

11

8

9

10

12

13

14

15

16

17

4

RE

5

6

7

1

2

3

RESUMO DA RETROANÁLISE - PROGRAMA EVERCALC5 - FAIXA DIREITA



(kgf/cm²)SH RE (kgf/cm²)SH

MR3 - Módulo de Resiliência do SubleitoRMS - Raiz Média Quadrática



307

Tabela 5.16 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o EVERCALC5 –

Faixa Esquerda

Carga MR1 MR2 MR3 MR4 RMS Carga MR1 MR2 MR3 MR4 RMS(N) (%) (N) (%)

Média 40 21.667 1.615 880 3.320 4 Média 40 18.033 1.036 235 2.786 3desvp 0,72 5.989 785 940 866 3 desvp 0,38 5.840 314 147 728 1n 30 30 30 30 30 30 n 12 12 12 12 12 12CV 1,8 27,6 48,6 106,8 26,1 77,5 CV 1,0 32,4 30,3 62,3 26,1 22,4Mínimo 39 11.214 505 217 1.765 1 Mínimo 39 10.869 619 141 1.620 2Máximo 42 36.736 3.716 3.785 5.000 16 Máximo 40 28.111 1.682 685 4.448 5Média 40 18.391 1.143 672 2.541 3 Média 40 21.505 1.535 262 2.951 3desvp 0,64 4.514 178 666 448 1 desvp 0,48 6.135 710 170 560 1n 8 8 8 8 8 8 n 16 16 16 16 16 16CV 1,6 24,5 15,6 99,1 17,6 34,1 CV 1,2 28,5 46,3 64,8 19,0 36,9Mínimo 39 11.911 891 283 1.979 2 MÍN. 39 10.929 354 127 1.838 2Máximo 41 23.275 1.337 2.254 3.418 5 MÁX. 41 32.328 3.122 838 3.719 5Média 40 30.393 1.109 750 3.179 3 Média 40 23.330 930 224 2.474 2desvp 0,57 12.062 555 553 740 1 desvp 0,38 6.307 297 66 628 0n 21 21 21 21 21 21 n 11 11 11 11 11 11CV 1,4 39,7 50,1 73,7 23,3 32,4 CV 1,0 27,0 31,9 29,6 25,4 11,6Mínimo 39 10.000 281 250 2.087 2 MÍN. 39 17.788 574 159 1.906 2Máximo 41 54.649 2.553 2.021 4.767 5 11 41 37.282 1.733 359 3.829 2Média 40 26.299 896 501 3.492 4 Média 40 20.780 854 293 2.287 3desvp 0,48 11.177 399,7 467,6 710,9 1,6 desvp 1,35 15.154 437 134 651 1n 26 26 26 26 26 26 n 6 6 6 6 6 6CV 1,2 42,5 44,6 93,4 20,4 46,3 CV 3,4 72,9 51,2 45,8 28,5 43,9Mínimo 39 10.000 393 201 2.053 2 MÍN. 37 10.000 250 180 1.822 1Máximo 41 55.087 1.789 2.052 5.000 8 MÁX. 41 50.175 1.386 489 3.598 5Média 40 36.448 828 519 2.499 2 Média 40 27.515 1.237 419 2.306 2desvp 0,45 12.841 449 385 490 0 desvp 0,57 13.941 713 331 477 1n 6 6 6 6 6 6 n 9 9 9 9 9 9CV 1,1 35,2 54,3 74,1 19,6 14,2 CV 1,4 50,7 57,6 79,1 20,7 24,5Mínimo 39 15.580 222 250 2.012 2 MÍN. 39 13.955 661 164 1.844 2Máximo 41 52.672 1.232 1.255 3.366 3 MÁX. 41 57.477 2.861 1.166 3.356 3Média 40 34.661 582 516 2.740 3 Média 40 26.567 1.101 340 2.410 4desvp 0,71 11.679 315 589 843 3 desvp 0,50 15.687 425 278 561 1n 31 31 31 31 31 31 n 21 21 21 21 21 21CV 1,8 33,7 54,1 114,2 30,8 76,8 CV 1,2 59,0 38,6 81,7 23,3 29,3Mínimo 38 11.711 215 225 1.454 1 MÍN. 39 10.000 493 176 1.565 2Máximo 41 59.696 1.328 2.486 5.000 15 MÁX. 41 70.000 1.856 1.341 3.528 7Média 39 25.912 929 414 2.929 4 Média 40 41.924 897 950 2.739 2desvp 0,67 10.287 515 468 1.026 2 desvp 0,90 14.815 702 869 502 1n 18 18 18 18 18 18 n 11 11 11 11 11 11CV 1,7 39,7 55,4 113,0 35,0 52,7 CV 2,3 35,3 78,3 91,4 18,3 56,6Mínimo 38 14.747 226 207 1.233 2 MÍN. 38 12.281 194 99 2.061 1Máximo 40 47.074 2.053 2.231 5.000 9 MÁX. 42 57.455 2.369 2.849 3.728 6Média 40 27.575 733 513 3.110 5 Média 40 22.665 1.292 272 2.274 3desvp 0,63 14.710 412 444 1.024 3 desvp 1,12 6.330 413 99 595 1n 21 21 21 21 21 21 n 8 8 8 8 8 8CV 1,6 53,3 56,2 86,6 32,9 64,6 CV 2,8 27,9 32,0 36,6 26,2 44,3Mínimo 39 10.000 270 211 1.637 2 MÍN. 39 10.407 783 135 1.679 2Máximo 41 59.847 1.769 1.627 5.000 13 MÁX. 43 30.785 1.997 438 3.486 6Média 40 26.087 1.588 1.018 3.453 4 Média 40 20.352 840 220 1.981 3desvp 0,82 8.754 720 874 1.129 5 desvp 0,85 10.178 342 97 560 1n 13 13 13 13 13 13 n 12 12 12 12 12 12CV 38,3 16613,0 656,0 250,0 1662,0 1,8 CV 2,1 50,0 40,7 43,9 28,3 46,6Mínimo 38 16.613 656 250 1.662 2 MÍN. 38 10.000 433 128 1.435 1Máximo 41 42.756 2.723 2.986 5.000 18 MÁX. 41 35.937 1.473 395 2.955 5Média 40 27.549 1.409 559 3.283 3 Média 39 39.147 1.243 221 1.817 3desvp 0,67 11.388 784 532 799 2 desvp 0,50 16.760 383 139 178 2n 44 44 44 44 44 44 n 7 7 7 7 7 7CV 1,7 41,3 55,6 95,1 24,3 59,2 CV 1,3 42,8 30,8 63,2 9,8 59,7Mínimo 38 12.057 368 200 1.852 2 MÍN. 39 14.266 683 106 1.483 1Máximo 41 62.662 3.235 2.651 5.000 14 MÁX. 40 61.704 1.660 529 2.029 5

Legenda:

18

19

20

11

8

9

10

12

13

14

15

16

17

4

RE

5

6

7

1

2

3

RESUMO DA RETROANÁLISE - PROGRAMA EVERCALC5 - FAIXA ESQUERDA



(kgf/cm²)SH RE

(kgf/cm²)SH

MR3 - Módulo de Resiliência do SubleitoRMS - Raiz Média Quadrática



308

Figura 5.50 – Módulos de resiliência médios das camadas de revestimento, base, sub-

base e subleito por segmento homogêneo – Faixa Direita

Figura 5.51 – Módulos de resiliência médios das camadas de revestimento, base, sub-

base e subleito por segmento homogêneo – Faixa Esquerda

Nas figuras 5.52 e 5.53, constam as contribuições percentuais das camadas na deflexão

total a partir dos módulos retroanalisados utilizando o ELSYM5, verifica-se que as


309

camadas de base e sub-base são as camadas críticas da estrutura, ambas contribuem

em média com 69% e 71% na deflexão total, para as faixas direita e esquerda,

respectivamente. O subleito contribui em média 28% para a faixa direita e 26% para a

faixa esquerda. Já a contribuição do revestimento é praticamente insignificante sendo

menor ou igual a 5% para ambas as faixas.

Figura 5.52 – Histogramas dos módulos de resiliência para ambas as faixas de tráfego.

Figura 5.53 – Histogramas dos módulos de resiliência para ambas as faixas de Tráfego.

A análise com o ELMOD4 foi realizada considerando-se a estrutura composta de quatro

camadas conforme figura 5.43. Nas figuras 5.54 e 5.55 são apresentados os módulos de


310

resiliência obtidos pontualmente para a faixa direita e nas figuras 5.56 e 5.57 os módulos

de resiliência da faixa esquerda, onde o eixo das ordenadas encontra-se em escala

logarítmica.

Na figura 5.58, apresenta-se o histograma dos módulos de resiliência obtidos com o

Elmod4. O revestimento para faixa direita apresentou 74,5% de módulos menores ou

iguais a 30.000 kgf/cm2 e 25,5% maiores. Já a faixa esquerda, teve 83,7% dos módulos

menores ou iguais a 30.000 kgf/cm2 e maiores apenas 16,3%.

A camada de base apresentou 63,3% dos módulos no intervalo de 200 kgf/cm2 e 2.000

kgf/cm2 e 30% em torno de 3.000 kgf/cm2 para a faixa direita. Em contra partida, a faixa

esquerda apresentou 89,4% dos módulos entre 200 kgf/cm2 e 2.000.

A sub-base por sua vez, apresentou 93% dos módulos no intervalo 200 kgf/cm2 e 2.000

kgf/cm2 para a faixa direita e 93,4% para a faixa esquerda.

Para o subleito, a faixa direita apresentou 74,1% dos módulos menores ou iguais a

2.000kgf/cm2 na faixa esquerda 70,6%. Os resultados obtidos pelo ELMOD4 para o

subleito diferem dos outros programas tendo em vista a maior quantidade de módulos

menores ou iguais a 2.000 kgf/cm2.


apresentados nas tabelas 5.17 e 5.18 e nas figuras 5.59 e 5.60 apresentam-se os

módulos médios da camada de revestimento, base, sub-base e subleito.


311

Figura 5.54 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa Direita

(a) estaca 4002 a 4346 e (b) estaca 4350 a 4698.

Figu

ra 5

.54

–M

ódul

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e re

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LMO

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–Fa

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ita (a

) est

aca

4002

a 4

346

e(b

) est

aca

4350

a 4

698.


312

Figura 5.55 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa Direita

(a) estaca 4804 a 5176 e (b) estaca 5180 a 5432.

Figu

ra 5

.55

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a E

LMO

D4

–Fa

ixa

Dire

ita (a

) est

aca

4804

a 5

176

e (b

) es

taca

518

0 a

5432

.


313

Figura 5.56 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa

Esquerda (a) estaca 4000 a 4348 e (b) estaca 4352 a 5434.

Figu

ra 5

.56

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a E

LMO

D4

–Fa

ixa

Esq

uerd

a (a

) est

aca

4000

a 4

348

e (b

) est

aca

4352

a 5

434.


314

Figura 5.57 – Módulos de resiliência obtidos a partir do programa ELMOD4 – Faixa

Esquerda (a) estaca 4806 a 5186 e (b) estaca 5190 a 5434.

Figu

ra 5

.57

–M

ódul

os d

e re

siliê

ncia

obt

idos

a p

artir

do

prog

ram

a E

LMO

D4

–Fa

ixa

Esq

uerd

a (a

) est

aca

4806

a 5

186

e (b

) est

aca

5190

a 5

434.


315

Figura 5.58 – Histogramas dos módulos de resiliência das camadas do pavimento e

subleito para ambas as faixas de tráfego.


316

Tabela 5.17 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com O ELMOD4 – Faixa

Direita.


317

Tabela 5.18 – Resumo da retroanálise por segmento homogêneo com o ELMOD4 – Faixa

Esquerda.


318

Figura 5.59 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base, sub-

base e subleito por segmento homogêneo – Faixa Direita.

Figura 5.60 – Módulos médios de resiliência das camadas de revestimento, base, sub-

base e subleito por segmento homogêneo – Faixa Esquerda.


319

5.4.3 – Análise Comparativa entre os Diferentes Programas Utilizados

Como já exposto, nesta pesquisa foram utilizados os programas RETROANA, EVERCAL5

e ELMOD4, os resultados obtidos em cada um são decorrentes ao tipo de metodologia

adotada pelos mesmos, não cabendo nesta pesquisa compará-los e discuti-los em

profundidade. No entanto, é válida a comparação dos módulos retroanalisados do subleito

pelo fato dos mesmos poderem ser obtidos sem terem a influência das outras camadas

no processo de retroanálise, quando se usa, por exemplo, a equação proposta pela

AASHTO (1993) ver equação 3.2. Para este comparativo considerou-se os seguintes

parâmetros:

• a média da carga aplicada em cada segmento homogêneo;

• foi considerado o fator de correção de carga igual a 0,2792 para subleito com

coeficiente de Poisson de 0,45 (AASHTO, 1993);

• a distância considerada foi de 150cm;

• a deflexão medida pelo geofone mais afastado do ponto de aplicação da carga,

que era de 150cm;

Nas figuras 5.61 e 5.62, estão apresentados os comparativos entre os módulos

calculados pelos diferentes programas com o modelo proposto pela AASHTO (1993) para

a obtenção rápida e precisa do módulo do subleito. Os módulos do subleito

retroanalisados pelo EVERCALC5 foi o que mais se aproximou do modelo proposto,

seguido do RETROANA e ELMOD4.


320

Figura 5.61 – Comparativo entre os módulos do subleito obtidos pelos diferentes

programas com o modelo da AASHTO (1993).

Figura 5.62 – Comparativo entre os módulos do subleito obtidos pelos diferentes

Programas com o modelo da AASHTO (1993).

A fim de comparar o ajuste entre a bacia medida e a calculada pelos diferentes programas

foram escolhidas bacias médias aleatoriamente e com o ELSYM5 foram recalculadas as


321

bacias teóricas simulando a configuração de carregamento do FWD utilizando os módulos

de resiliência obtidos com cada um dos programas.

Como os módulos retroanalisados pelo EVERCACL5 não foram corrigidos para a

temperatura padrão de 25oC conforme o exposto no item 5.4.2, utilizou-se os pontos

indicados na figura 5.63 para a correção dos módulos médios de cada segmento

homogêneo.

Figura 5.63 – Profundidades para correção da Temperatura.

A correção foi feita tomando-se a média da temperatura de referência no centro das

camadas de rolamento (capa) e ligação (binder) de acordo com a equação experimental

que relaciona a temperatura pontual com a profundidade do revestimento proposta por

RODRIGUES (1991) conforme apresentada no Capítulo III.

Sendo:

T(x) – Temperatura na profundidade x do revestimento, em oC;

Tsup – Temperatura da superfície do revestimento, em oC;

Tar – Temperatura do ar, em oC;

x – Profundidade no revestimento onde se deseja conhecer a temperatura, em cm.

Os módulos são corrigidos utilizando a equação 3.24 proposta por PINTO (1991),

apresentada no Capítulo III

( )[ ]xxTTTxT ar ..002633,006855,0exp1).()( supsup −−−+=


322

Portanto, os módulos corrigidos médios por segmento homogêneo estão apresentados na

tabela 5.19, onde se pode observar que os módulos médios corrigidos pelo EVERCALC5

resultaram em valores modulares maiores do que o obtido pelos outros programas. Isto

pode ser atribuído, ao fato do mesmo ter obtido módulos maiores para o subleito, o qual

serve de múltiplo nas equações de regressão para a determinar o módulo do

revestimento.

Tabela 5.19 – Módulos médio corrigidos por segmento homogêneo.

Nas figuras 5.64 e 5.65, são apresentados o comparativo entre as bacias medidas e

recalculadas a partir do ELSYM5. Pode-se constatar que o programa EVERCALC5 foi o

que obteve um melhor ajuste visto que o RMS calculado foi o menor entre os programas.

Porém, o correto seria recalcular a bacia teórica considerando os módulos retroanalisados

nas condições “in situ” o que resultaria em menores RMS. Desta forma, foram

recalculadas as bacias pontuais considerando os módulos do EVERCALC5 sem correção

de temperatura para o revestimento, onde o ajuste é obtido com um menor RMS (ver

figuras 5.66 e 5.67). Os elevados valores de RMS para o ELMOD4 pode ser atribuído

talvez a não consideração de faixas de módulos.


323

Figura 5.64 – Comparação entre bacias recalculadas com o ELSYM5 com os módulos do

segmento homogêneo 11- Faixa Esquerda.

Figura 5.65 – Comparação entre bacias recalculadas com o ELSYM5 com os módulos

médios do segmento homogêneo 19- Faixa Esquerda.

RMS (%)EVERCALC5 – 15,1RETROANA – 18,3ELMOD4– 28,0

RMS (%)EVERCALC5 – 14,1RETROANA – 19,3ELMOD4– 23,9


324


pontuais da estaca 5380 – Faixa Direita.


pontuais da estaca 4104 - Faixa Esquerda.

RMS (%)EVERCALC5 – 3,9RETROANA – 12,5ELMOD4– 440

RMS (%)EVERCALC5 – 1,72RETROANA – 42,7ELMOD4– 131


325

5.4.4 – Comparativo entre as Avaliações Estrutural Não-destrutiva e Funcional

A fim de confrontar os resultados obtidos nas avaliações estrutural não-destrutiva, por

processo de retroanálise, e funcional, através do levantamento de defeitos de superfície

(DNIT 006/2003-PRO), foi plotado o gráfico apresentado na figura 5.68, a partir dos

módulos resilientes da camada de revestimento, obtidos por estaca com o EVERCALC 5.

Figura 5.68 – Relação entre os defeitos observados na superfície do pavimento e os

módulos resilientes da camada de revestimento asfáltico.

Este estudo só foi possível ser realizado para o lado direito, devido a coincidência entre

as estações do levantado de defeitos com as medidas de bacias deflectométricas. Já para

o lado esquerdo não foi possível, pois o levantamento de defeitos, realizado a cada 20m

alternados por faixa, resultou em estações ímpares, enquanto que, para as medidas das

bacias deflectométricas realizadas a cada 80 m alternados, coincidiu em estações pares

para ambos os lados.

Na figura 5.68, observa-se um aumento dos módulos resilientes com o tipo de trincamento

(FC-1, FC-2 e FC-3), ou seja, a incidência de 27% dos módulos maiores que 50.000,00

kgf/cm² para as estações apresentando trincamento FC-3, implica dizer que a oxidação da

massa asfáltica, ao longo do tempo, contribui para o seu enrijecimento, tornando-o mais

“duro” e “quebradiço”. Esperava-se que uma maior quantidade de módulos, referentes as

estações apresentando trincamento do tipo FC-3, resultassem em baixo valores. No

entanto, este comportamento não foi verificado, na presente pesquisa, cuja justificativa

fundamenta-se na baixa severidade dos defeitos de superfície. Ademais, salienta-se que

o aumento da severidade do trincamento provocará a diminuição dos valores modulares.

49%

23%

35%

14%8%

13% 17%

27%

ST FC-1 FC-2 FC-3

Módulo do revestimento < 20000 kgf/cm²

Módulo do Revestimento > 50000 kgf/cm²


326

5.5 – Resultados dos Ensaios de Laboratório

Foram realizados ensaios laboratoriais a fim de subsidiar a avaliação estrutural destrutiva

das camadas constituintes da estrutura. O esquema dos locais de sondagem foi

apresentado na figura 4.16 (Capítulo 4) e os ensaios realizados por local de sondagem na

tabela 4.11(Capítulo 4). Apenas para os furos 1 (faixa direita) e 4 (faixa esquerda) foram

realizados os ensaios de resistência à tração por compressão diametral e triaxial de

cargas repetidas, com corpos de prova de 10 x 20 cm, na tentativa de comparar situações

diferentes de solicitações, já que a faixa esquerda está submetida ao tráfego pesado de

caminhões e articulados. Foram também analisados os resultados dos ensaios realizados

no ano de 2001 conforme descrito no Capítulo IV.

5.5.1 – Ensaios de Caracterização e Resistência

No mês de julho de 2004, período de inverno, foram realizadas sondagens para coleta

dos materiais constituintes das camadas de subleito, reforço (material selecionado), sub-

base e base. Nas tabelas 5.20 e 5.21 constam o boletim de sondagem e os resultados

dos ensaios convencionais de caracterização e resistência, respectivamente.

Tabela 5.20 – Boletim de sondagem

FuroNº

Lado E-x-D

Aterro E

Profundidade(cm)

RegistroCLASSIFICAÇÃO

(A) S

Corte T

(C) ASEC.MIS. C

DE A Nº(SM) A

1 D A 4153+0

0 5 C.B.U.Q.5 12 BINDER

12 32 BRITA GRADUADA32 47 1311 areia siltosa argilosa vermelha clara com pedra47 67 1312 areia siltosa argilosa cinza clara com brita67 100 1312 silte argiloso arenoso cinza escuro

100 - 1314 silte argiloso arenoso cinza escuro

2 E A 4542+0

0 5 C.B.U.Q.

5 12 BINDER

12 32 BRITA GRADUADA32 47 1307 areia siltosa argilosa cinza clara com pedra47 67 1307 areia siltosa argilosa cinza escura com pedra67 100 1309 silte argiloso arenoso amarelo claro

100 - 1310 silte argiloso arenoso amarelo claro

3 D A 5073+0


12 31 BRITA GRADUADA

31 47 1303 areia siltosa argilosa cinza escuro

47 70 1304 areia siltosa argilosa amarela escura70 100 1305 argila siltosa arenosa amarela clara com pedra

100 - 1306 argila siltosa arenosa amarela clara com pedra

4 E A 5381+15


12 32 1300 BRITA GRADUADA32 50 1301 areia siltosa argilosa amarela clara50 100 1302 areia siltosa argilosa cinza clara

100 - areia siltosa argilosa cinza clara


327

Tabela 5.21 – Resultado dos ensaios convencionais de caracterização e resistência

Como observado na tabela 5.21, não consta a caracterização do material referente à base

do Furo 1(estaca 4153-LD), fato este devido ao extravio do material e impossibilidade de

coletá-lo novamente. Os solos do subleito dos furos 1,2 e 4 são constituídos de materiais

areno-siltoso-argiloso segundo a classificação da HRB (Highway Research Board)

apresentando valores de CBR menores do que o considerado em projeto. Já o solo do


328

subleito do furo 3 apresenta características siltosas. Com relação ao grau de

compactação do subleito, apenas o furo três está abaixo do especificado na norma

DNER-ES 282/97, a qual exige valor superior ou igual a 95%.

Os solos da camada de sub-base são constituídos de solo estabilizado

granulometricamente apresentando CBR menores do que o especificado para camada de

sub-base nos furos 1,2 e 4 e grau de compactação menores que 100% para todos os

furos. Já a camada de base apresenta CBR maior do que o especificado para este tipo de

camada. Nenhuma das camadas apresenta-se saturada, porém o grau de saturação das

camadas de base dos furos 2,3 e 4 estão acima de 88% e o furo 1 com 99,2%.

Outro fator que pode ser levantado além dos citados por CARDOSO (1995) para os

baixos valores modulares da camada de BGS é o grau de saturação. Segundo estudo

desenvolvido por CASAGRANDE (2003) sobre a influência do teor de finos na

condutividade hidráulica e deformabilidade elástica de britas a geração de poro-pressão

não pressupõe a saturação de 100% do corpo de prova, pois é provável que, com 88% de

saturação, já seja gerado o excesso. Isto causa redução de pressão efetiva e o aumento

da deformabilidade do material. ISSA (1999 apud CASAGRANDE, 2003) constatou que o

k (coeficiente de condutividade hidráulica) de britas depende significativamente da

percentagem de material passante na peneira no 4 (4,76 mm). Apenas para se ter uma

idéia do coeficiente de condutividade hidráulica da camada de BGS utilizou-se os modelos

propostos por Casagrande (2003) considerando amostras integrais, isto é, sem o escalpo

de fração superior a 19 mm, pelo fato de ser mais representativa da condição de campo

em relação a amostras parciais. Os modelos propostos pelo autor citado são:

• Para percentagens de finos (% passando na peneira no 4)

compreendidas entre 10% e 27%, temos:

k (cm/s) = - 6x10-5 X3 + 0,0088X2 – 0,479X + 6,2519, R2 = 1 (5.3)

• Para percentagens de finos (% passando na peneira no 4)

compreendidas entre 12% e 53%, temos:

k (cm/s) = 8x109 X-7,20, R2 = 0,84 (5.4)


329

A tabela 5.22 sumariza os resultados obtidos aplicando-se os modelos citados

anteriormente, para a determinação do coeficiente de condutividade hidráulica da camada

de BGS.

Tabela 5.22 – Estimativa do coeficiente de condutividade hidráulica da camada de BGS.

Segundo BAUMGARDNER (1992), ASHRAF & LINDLY (1996), RADOLPH (1996) e ISSA

(1999) apud CASAGRANDE et. al. (2002), o coeficiente de condutividade hidráulica

variando entre 0,35 e 7,34 cm/s produz uma drenagem adequada. Analisando os

resultados apresentados na tabela 5.18, apenas o furo 3 apresenta valor entre a faixa

sugerida pelos autores retromensionados. No entanto, é importante salientar que os

modelos utilizados foram obtidos a partir de correlações resultantes de ensaios de

laboratoriais, sendo necessário a realização de ensaios “in situ” para obtenção de valores

mais representativos.

5.5.2 – Ensaio de Resistência à Tração por Compressão Diametral

O ensaio de resistência à tração compressão diametral foi realizado apenas para os furos

das estaca 4153 (furo 1) e 5381+15 (furo 4), foram extraídos 6 corpos de prova para cada

furo sendo 3 da camada de binder e 3 da camada de rolamento. Todos os corpos de

prova apresentaram valores para a resistência a tração superiores ao mínimo

estabelecido pela norma DNIT 031/2004, de 6,0kgf/cm². Na tabela 5.23, apresenta-se os

resultados obtidos e na figura 5.69 a foto do ensaio de resistência a tração por

compressão diametral.

Estaca/Furo 4153/1 4542/2 5073/3 5181+15/4Teor de umidade

de campo (%) 7 7,6 7,8 7,8

Grau de saturação (%) 99,2 93,8 88,9 90,1

Grau de compactação (%) - 96 97 98

% passando na peneira no 4 41 26 47 50

K (cm/s)x10-3 19,6 540,7 7,31 4,68


330

Tabela 5.23 – Resultados do ensaio de resistência à tração por compressão diametral de

corpos de prova de campo do trecho analisado.

Figura 5.69 – Foto do ensaio de resistência à tração por compressão diametral realizado

no LEP/UFCG.

O furo 4 apresentou uma resistência à tração média para a capa e o binder superior ao

valor encontrado para o furo 1. Analisando pontualmente o levantamento de defeitos de

superfície a estaca 5381+15 (furo 4) está compreendida entre as estacas 5182 e 5183

que apresentam trincamento do tipo couro de jacaré classe 2, já a estaca 4153 (futo1)

apresenta apenas fissuras. Sendo assim, pode-se inferir que a estrutura da estaca

5381+15 por ser mais rígida apresenta uma superfície mais trincada devido a maior

Estaca/Furo4153/1 5381+15/4

Capa binder Capa binder(kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm2)

CP1 8,6 6,6 9,8 12,6CP2 9,7 6,7 10,2 7,4CP3 8,8 7,1 8,1 10,3CP4 8,5 7,6 8,6 10,9CP5 9,0 6,5 9,9 7,6CP6 6,4 7,8 12,9 12,0

Média 8,5 7,1 9,9 10,1


331

diferença de rigidez entre a camada de binder e a base (BGS) em comparação com o furo

4 com uma relação modular entre estas camadas menor.

5.5.3 – Ensaio Triaxial de Cargas Repetidas

Realizaram-se ensaios triaxiais de carga repetida no laboratório da COPPE/UFRJ com o

apoio da professora Laura Maria Goretti da Motta. Na tabela 5.24, constam os módulos

resilientes expressos pelos modelos tradicionais, tendo os corpos-de-prova sido moldados

nas condições de campo.

Tabela 5.24 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados nos modelos

granular (MR=K1σ3k2) e fino (MR=K1σd

k2).

Um fato importante a ser ressaltado e observado nos resultados dos ensaios triaxiais de

cargas repetidas (ver anexo D), foi que o material da camada de base (BGS), da estaca

5381+15 (LE), apresentou elevada deformação plástica, sofrida pelo corpo de prova, ao

final do ensaio (7%). Em contrapartida, a deformação plástica deste material coletado na

estaca 4153 (LD) foi de apenas 0,8%. Tal comportamento pode ser atribuído a maior

degradação da camada de base da faixa esquerda, corroborando com os resultados

obtidos na avaliação estrutural não-destrutiva, que apontou módulos resilientes menores

para a faixa esquerda.

Observa-se na tabela 5.24, que os coeficientes de determinação são baixos, denotando

para o caso em questão, um ajuste do ponto de vista estatístico pouco significativo ao se

utilizar os modelos tradicionais. Para contornar tal situação, MACEDO (1996) propôs o

modelo composto (equação 2.18) sendo o módulo de resiliência função da tensão

k1 k2 R2 k1 k2 R2 γs h.média γs h.média(g/cm 3 ) (%) (g/cm 3 ) (%)

BASE 684 0,29 0,49 1303 0,45 0,90 - - 2,26 7SUB-BASE 113 -0,37 0,43 143 -0,21 0,09 2,08 11 2,009 8,1REFORÇO 129 -0,31 0,44 165 -0,15 0,08 2,041 8,7 1,969 8,8SUBLEITO 107 -0,47 0,83 108 -0,36 0,36 2,015 8,9 1,954 10,2

BASE 258 -0,03 0,01 264 0,05 0,02 2,26 4,7 2,208 7,8SUB-BASE 358 -0,44 0,70 292 -0,28 0,22 2,054 8,5 2,04 8,8SUBLEITO 248 -0,26 0,34 231 -0,69 0,02 1,925 8 1,909 10,1

RESULTADOS DOS ENSAIOS DE MÓDULOS BASEADOS NO MODELO TRADICIONAL

AMOSTRAS

FURO1Estaca 4153

FURO4Estaca 5381+15

Nota: módulos resilientes em MPa

LABORATÓRIO CAMPO

CARACTERÍSTICASMR = k1σdk2 (MPa)MR = k1σ 3

k2 (MPa)

CAMADA


332

confinante e da tensão desvio simultaneamente por ser estatisticamente mais

representativo em comparação aos tradicionais. O modelo composto pode ser expresso

em função da deformação resiliente através de regressão não-linear tendo a seguinte

formulação:

Sendo:

σd – tensão desvio aplicada

σ3 – pressão confinante aplicada

a,b,c – coeficientes obtidos por regressão a partir dos dados experimentais.

Como o módulo de resiliência é definido por:

r

dRM

εσ=

Temos que,

)1(33

3

11 cd

bcdd

bc

dbd

R aaaM −−− === σσσσσ

σσσ

fazendo as seguintes substituições:

32 1,1 kcebkka

=−−==

Logo, tem-se o modelo composto:

3231

kd

kR kM σσ=

Utilizou-se o programa SGPLUS para obtenção dos parâmetros a,b e c por regressão

não-linear, fazendo as devidas substituições. Tem-se na tabela 5.25 os resultados dos

módulos resilientes baseados no modelo composto supracitado.

cd

br a σσε 3=


333

Tabela 5.25 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo composto

com corpos de prova moldados nas condições de campo.

Pode-se observar na tabela 5.25, que os coeficientes de determinação obtidos para o

modelo composto é estatisticamente mais representativo em comparação aos modelos

tradicionais. Quanto aos expoentes da tensão confinante e tensão desvio do modelo

composto para o furo1- LD são, nesta ordem, positivo e negativo, indicando que o

aumento destas variáveis acarreta o aumento e a diminuição, respectivamente, do MR

das camadas de sub-base, reforço e subleito. Observa-se que os valores absolutos da

tensão desvio para as camadas de sub-base e reforço são menores do que o valor da

tensão confinante. Isto indica uma maior influência da tensão confinante no módulo

resiliente destas camadas. Em contra partida, para o subleito o valor absoluto do

expoente da tensão desvio é maior do que o da tensão confinante, indicando uma maior

influência da tensão desvio no módulo desta camada. Já para o furo 4-LE, o expoente

absoluto da tensão desvio da camada do subleito é menor do que o expoente da pressão

confinante, indicando uma maior influência da pressão confiante no módulo resiliente

desta camada. Na figura 5.70 e 5.71, apresenta-se na formatação tridimensional os

modelos compostos dos módulos de resiliência dos materiais dos furos 1(LD) e 4 (LE).

AMOSTRAS a b c R2 K1=1/a K2=-b K3=1-c

FURO1/LDEstaca4153

BASE 0,0002 -0,4969 0,9829 0,98 5000 0,4969 0,0171SUB-BASE 0,0004 -0,3361 1,1778 0,97 2500 0,3361 -0,1778REFORÇO 0,0004 -0,4793 1,1937 0,95 2500 0,4793 -0,1937SUBLEITO 0,0003 -0,2587 1,3632 0,99 3333 0,2587 -0,3632

FURO4/LEEstaca

5381+15

BASE 0,0004 -0,1659 0,8733 0,96 2500 0,1659 0,1267SUB-BASE 0,0003 -0,3556 1,3371 0,98 3333 0,3556 -0,3371SUBLEITO 0,0004 -0,4016 1,1326 0,89 2500 0,4016 -0,1326

Nota: módulos resilientes em kgf/cm²


334

Figura 5.70 – Representação gráfica do modelo composto de resiliência para os materiais

das camadas do furo 1(LD).

Figura 5.71 – Representação gráfica do modelo composto de resiliência para os materiais

das camadas do furo 4 (LE).


335

5.6 – Avaliação Estrutural Destrutiva com Base nos Ensaios de Laboratório

Neste item mostra-se a avaliação estrutural utilizando-se o programa de elementos finitos

FEPAVE2. Primeiramente, analisa-se o resultado dos ensaios dos materiais coletado “in

situ”, e em seguida, o resultado dos materiais de jazida obtida nos ensaios realizados no

ano de 2001. Para os resultados dos ensaios dos materiais coletados “in situ” determinou-

se a faixa modular das camadas de base, sub-base, reforço e subleito, como também a

contribuição percentual de cada camada na deflexão total na superfície para a

configuração do FWD. Já para os resultados dos ensaios realizados com materiais

coletados em jazida, utilizou-se a configuração de carregamento da viga Benkelman,

efetuando os cálculos de deslocamento (deflexão), diferença de tensões, deformação

específica de tração e tensão vertical no topo do subleito e contribuição percentual da

deflexão total.

5.6.1 – Análise dos Ensaios Realizados com Materiais Coletados do

Pavimento Existente

Para a análise do comportamento dos materiais coletados em pista foi utilizado o

programa FEPAVE2, adotando o modelo composto derivado da deformação resiliente das

camadas de base, sub-base, material selecionado e subleito. Como não foi realizado

ensaio de cargas repetidas para as misturas asfálticas, tomou-se para o módulo de

resiliência da estaca 4153 (furo 1) o valor obtido para a estaca 4154 através de

retroanalise pelo EVERCALC5 e para a esta 5381+15 o módulo retroanalisado da estaca

5382.

Na figura 5.72, apresentam-se os resultados da contribuição percentual das camadas na

deflexão total, onde para o furo 1- estaca 4153/4154 (faixa direita) as camadas de base,

sub-base, reforço e subleito contribuem com 69,3% corroborando com os resultados

obtidos na análise efetuada com o ELSYM5 a partir dos módulos retroanalisados. Já na

estaca 5381+15/5382 podemos destacar um fato interessante, o subleito é quem mais

contribui para a deflexão máxima, com 65,3%, comportamento atípico do padrão

observado no trecho em estudo. Deste modo, a estaca 5381+15/5382


336

Figura 5.72 – Resultado da contribuição percentual na deflexão total e faixa de módulos

ambos calculados com o FEPAVE2

Na tabela 5.26 é apresentada a faixa de módulos do FEPAVE2 e os retroanalisados para

a estaca 4153/4154, vemos que os módulos retroanalisados estão na faixa de módulos

obtidos com o FEPAVE2. A deflexão máxima calculada pelo programa está próxima da

medida pelo FWD, apesar do módulo do revestimento utilizado na análise estar corrigido

para a temperatura de referência (25oC).

Tabela 5.26 – Faixa de Módulos do FEPAVE2 e retroanalisados para a estaca 4153/4154.

Foram calculadas as bacias de deflexões a partir do FEPAVE2 utilizando-se dos

resultados obtidos nos ensaios de laboratório. Para a determinação das deflexões nos

pontos de ensaio do FWD, foi utilizada a equação 5.8 e determinaram-se os coeficientes a

e b por regressão não linear a partir do programa LAB FIT – Ajuste de Curvas.

(5.8)

Sendo:

010203040506070

REVEST. BASE SUB-BASE REF. SUBL.

4153/4154

5381+15/5382

REVEST. BASE SUB-BASE REF. SUBL.(kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (10-2mm)

4153/4154 21194 484-1472 687-1022 372-888 1797 - 2272 43,3

REVEST. BASE SUB-BASE REF. SUBL.(kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (10-2mm)

4153/4154 21194 918,5 684 - 2249 48,5

DEFLEXÃOTOTALMEDIDA

FAIXA DE MÓDULOS

MÓDULOS OBTIDOS POR RETROANÁLISE

ESTACA

ESTACA

DEFLEXÃOMÁXIMAFEPAVE2

)).(1()( bra

DmáxrD+

=


337

Dr é a deflexão no ponto referente à distância radial r;

r é a distância radial;

D0 é a deflexão máxima, que ocorre no centro da área carregada (rx = 0cm);

a e b são os coeficientes da equação obtidos no ajuste da bacia.

Os coeficientes determinados para as equações das bacias de deflexão das estacas

4153/4154 (lado direito) estão apresentados na tabela 5.27.

Tabela 5.27 – Coeficientes da equação obtidos no ajuste da bacia

A fim de comparar as bacias obtidas pelos diferentes procedimentos, ou seja, através dos

módulos resultantes da retroanálise com os módulos de laboratório, foram calculadas as

bacias teóricas com o ELSYM5 utilizando-se os módulos retroanalisados pelos programas

EVERCALC5, RETROANA e ELMOD4. Para a bacia da estaca 4153/4154 (figura 5.73) o

RMS obtido pelo programa EVERCALC5 foi o menor indicando um melhor ajuste entre as

bacias medida e teórica.

A bacia foi simulada com o programa FEPAVE2 e apresentou RMS de 36,7% para a

estaca 4153/4154, o que não indicou um bom ajuste entre a bacia medida e calculada. No

entanto, a deflexão máxima obtida com o FEPAVE2 para a estaca 4153/4154 apresentou

erro de apenas 9,8%.

ESTACA a b R2

4153/4154 1,21.10-3 1,8045 0,99


338

Figura 5.73 – Bacias deflectométricas obtidas a partir do FEPAVE2, EVERCALC5,

RETROANA E ELMOD4

5.6.2 – Resultados dos Ensaios Realizados com Materiais Coletados em Jazida

5.6.2.1 – Ensaios de Módulo de Resiliência de Solos e Britas

Com os materiais coletados em jazidas foram realizados ensaios triaxiais para diferentes

teores de umidade, ou seja, para cada ponto da curva no ensaio de compactação foram

moldados corpos-de-prova para a realização de ensaios de módulo de resiliência para as

camadas de base, sub-base, reforço e subleito. Os ensaios de resiliência foram realizados

para os pares sublinhados em cinza de teor de umidade x massa específica aparente

seca conforme tabela 5.28.


339

Tabela 5.28 – Teores de umidade média e massa específica aparente seca obtidos no

ensaio de compactação.

Com base nos resultados dos ensaios de módulo de resiliência foi utilizado o programa

LAB FIT – Ajuste de Curvas para obter os parâmetros do modelo composto para as

amostras de material de base, sub-base, reforço e subleito. Na tabela 5.29, estão sendo

apresentados os módulos de resiliência baseados no modelo composto, onde se pode

observar comparando os seus resultados com os da 5.25, uma coerência entre os

coeficientes k1, k2 e k3 obtidos nos ensaios, como também, em termos de umidade e

massa específica aparente seca, entre os materiais coletados nas estacas 4153 e

5381+15 com os materiais de jazida.

Nas figuras 5.74 a 5.76, são apresentadas a formatação tridimensional para os modelos

compostos de módulo de resiliência dos materiais de base, sub-base e reforço coletados

em jazida e para o subleito existente.

h.média γs h.média γs h.média γs h.média γs h.média γs h.média γs(%) (g/cm3 ) (%) (g/cm 3 ) (%) (g/cm 3 ) (%) (g/cm 3 ) (%) (g/cm 3 ) (%) (g/cm 3 )

Base Proctor Modificado 1,53 2,237 2,91 2,269 4,26 2,308 6,16 2,314 6,82 2,269 5,44 2,323Sub-base Proctor Intermediário 4,05 2,060 5,68 2,086 7,90 2,086 9,37 2,037 11,36 1,966 6,06 2,110Reforço Proctor Intermediário 3,70 1,953 5,56 1,991 7,36 2,017 9,46 1,967 11,54 1,905Subleito Proctor Normal 3,74 1,872 5,94 1,891 7,69 1,918 9,63 1,851 11,31 1,760

CAMADAENERGIA

DECOMPACTAÇÃO

1O PONTO 2O PONTO 3O PONTO 4O PONTO 5O PONTO 6O PONTO


340

Tabela 5.29 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo

composto.

Figura 5.74 – Resultado dos ensaios de módulo resiliente baseados no modelo composto

para o material de base em várias condições de moldagem.

RESULTADOS DOS ENSAIOS DE MÓDULOS BASEADOS NO MODELO COMPOSTO

AMOSTRA PONTO k1 k2 k3 R2 K1=1/k1 K2=-k2 K3=1-k3

Base 2o 1,45.10-4 -0,5302 1,1606 0,97 6911 0,5302 -0,1606Base 3o 2,60.10-4 -0,4391 0,8679 0,94 3846 0,4391 0,1321Base 4o 2,42.10-4 -0,1889 0,8895 0,91 4127 0,1889 0,1105Base 5o 2,15.10-4 -0,4548 0,9568 0,97 4655 0,4548 0,0432

Sub-base 2o 2,60.10-4 -0,5189 1,0940 0,98 3849 0,5189 -0,0940Sub-base 3o 2,96.10-4 -0,4511 1,0730 0,99 3382 0,4511 -0,0730Sub-base 4o 2,57.10-4 -0,5399 1,1066 0,99 3893 0,5399 -0,1066Sub-base 5o 4,62.10-4 -0,0630 0,5182 0,98 2165 0,0630 0,4818

Reforço do subleito 2o 2,90.10-4 -0,4892 0,9620 0,99 3448 0,4892 0,0380Reforço do subleito 3o 1,97.10-4 -0,6316 1,2506 0,95 5076 0,6316 -0,2506Reforço do subleito 4o 3,90.10-4 -0,4989 1,0000 0,99 2564 0,4989 0,0000

Subleito 2o 3,30.10-4 -0,5227 1,0617 0,99 3030 0,5227 -0,0617Subleito 3o 2,80.10-4 -0,4515 1,0735 0,99 3571 0,4515 -0,0735Subleito 4o 4,04.10-4 -0,4738 0,9714 0,99 2475 0,4738 0,0286

Nota: módulos resilientes em kgf/cm²


341


para os materiais de sub-base e reforço em várias condições de moldagem.


342


para o material do subleito em várias condições de moldagem.

5.6.2.2 – Ensaios de Resistência à Tração por Compressão Diametral

Os resultados dos ensaios de resistência a tração com corpos-de-prova de concreto

asfáltico moldados em laboratório nas faixas B e C com os mesmos materiais da obra

estão apresentados resumidamente na tabela 5.30.

Comparando os resultados das tabelas 5.23 e 5.30 observa-se que os corpos-de-prova

moldados em laboratório apresentam resistência à tração menor que a dos corpos-de-

prova extraídos “in situ”, sendo maior a diferença para corpos-de-prova da estaca

5381+15 (furo 4).


343

Tabela 5.30 – Resultados de resistência à tração por compressão diametral de concreto

asfáltico moldado em laboratório.

Este ganho de resistência pode ser atribuído ao envelhecimento do ligante, que ganha

resistência com o passar do tempo devido à perda de seus elementos voláteis.

5.6.2.3 – Ensaios de Módulo de Resiliência e Fadiga

Foram moldados em laboratório corpos-de-prova de concreto asfáltico nas faixas B e C

com os mesmos materiais da obra para serem realizados ensaios de módulo de

resiliência por compressão diametral e fadiga para as misturas asfálticas nas faixas B e C,

cujos resultados estão sumarizados na tabela 5.31.

Tabela 5.31 – Resultados de módulo de resiliente por compressão diametral e modelos de

fadiga para corpos de prova moldados em laboratório.

Observa-se certa correlação entre os módulos resilientes obtidos por retroanálise para a

camada asfáltica e os módulos de laboratório antes da conversão devido a temperatura.

3567

MR MÉDIO

(kgf/cm²)CONCRETOASFÁLTICO

CBUQ faixa B 3807

MODELO DE FADIGA

CBUQ faixa C

6752,21,1584 −Δ×= σN

4965,312106 −− ××= tN ε

6752,28101 −− ××= tN ε

6752,29,2003 −Δ×= σN

Númerodo

Corpo-de-Prova

CBUQFaixa CMédia

Númerodo

Corpo-de-Prova

CBUQFaixa BMédia

(kgf/cm2) (kgf/cm2)4037

7,8

4014

7,0

4038 40154039 40164043 40204044 40214045 40224040

8,04017

7,24041 40184042 4019


344

Nos módulos retroanálisados convertidos para a temperatura padrão (25oC) pode-se

verificar que um significativo percentual destes módulos foram maiores do que o

encontrado em laboratório, isto pode ser atribuído ao envelhecimento do ligante que ao

perder seus elementos voláteis torna-se mais duros como já comentado no item 5.4.1

deste capítulo.

5.6.2.4 – Análise Mecanística com o FEPAVE2

Com base nos resultados realizados no ano de 2001 para os materiais coletados em

jazida e para as misturas asfálticas nas faixas B e C, procedeu-se uma análise

mecanística a partir do FEPAVE2 para o cálculo dos parâmetros de deformabilidade do

sistema pavimento-subleito. A configuração utilizada para a análise foi de uma carga com

pressão de contato de 5,6 kgf/cm2 e raio de 10,8 cm e malha automática. Todos

parâmetros de deformabilidade foram calculados diretamente na malha de elementos

finitos.

Nesta análise, buscou-se verificar o efeito da variação modular da camada de BGS em

função de diferentes teores de umidade. Foram moldados corpos de prova para cada

ponto de “densidade seca x umidade”, obtidos na curva de compactação do 2o ao 5o

ponto. Para as camadas de sub-base, reforço e subleito foram considerados os módulos

dos corpos de prova moldados na umidade ótima e os módulos médios das camadas de

concreto asfáltico, rolamento e binder, obtidos nos ensaios dinâmicos.

Segundo MEDINA (1997), a confiabilidade pode ser definida como sendo a probabilidade

de um sistema, equipamento ou estrutura desempenhar satisfatoriamente a função a que

se destina com a expectativa de duração estabelecida. Neste sentido, buscou-se aplicar a

confiabilidade considerando os intervalos de confiança a seguir apresentados:

• 50% para a média;

• 85% para a média + 1,04 x desvio padrão;

• 95% para a média + 1,65 x desvio padrão;

• 99,9% para a média + 3,09 x desvio padrão.


345

Os critérios admissíveis adotados para os parâmetros resposta foram os seguintes:

• Deflexão máxima admissível medida na superfície do pavimento segundo o

DNER PRO-269/94:

( )PNadmD log.188,0148,310 −=

• Deformação específica de tração na fibra inferior das camadas de Capa

(CBUQ Fx C) e Binder (CBUQ Fx B):

4965,3.12106 −−= txCBUQFxCN ε6752,28.81 −−= tCBUQFxB xN ε

• Diferenças de tensões na fibra inferior das camadas de Capa (CBUQ Fx C) e

Binder (CBUQ Fx B):

( ) 4965,3.9,2003 −Δ= σCBUQFxCN ( ) 6752,2.1,1584 −Δ= σCBUQFxBN

• Tensão vertical admissível vertical no topo do subleito (HEUKELOM &

KLOMP, 1962):

LogNMrSub

V .7,01.006,0

+=σ

É importante salientar que para os modelos de fadiga de deformação específica de tração

foi considerado um fator campo-laboratório de fo = 105 e para a diferença de tensões fo =

104 conforme os estudos realizados por PINTO (1991).

Os resultados da simulação realizada com o FEPAVE2 e apresentados nas tabelas 5.32 e

5.33 permitem concluir que: o pequeno coeficiente de variação nos parâmetros resposta

de deformabilidade para a camada de Binder é um indicativo de que a variação no teor de

umidade da camada de BGS não é o fator preponderante no comportamento estrutural do

pavimento, e sim, a diferença de rigidez desta em relação a camada de Binder conforme


346

observado na tabela 5.32, bem como, nos valores de módulos encontrados na

retroanálise para as camadas supracitadas. A menor diferença de rigidez entre as

camadas de Binder e BGS foi obtida no 4o ponto que resultou em menores tensões e

deformações sob camada de Binder como pode ser visto na tabela 5.32. Já a camada de

rolamento por sua vez, apresentou deformações específicas de tração menores que a

admissível para um número “N” de 4,5x107.

No que concerne ao critério de confiabilidade, constata-se que para a deflexão máxima na

superfície a estrutura simulada no FEPAVE2 atenderia apenas a um número N de 1x107,

ou seja, quatro anos de serviço conforme a projeção mostrada na tabela 4.11, com 99,9%

de confiabilidade. Para a deformação específica de tração e diferença de tensões na

camada de rolamento a estrutura atenderia ao número de projeto com uma confiabilidade

de 99,9%. Em contrapartida, a camada de ligação (Binder), quanto à diferença de tensões

não atenderia ao número N preconizado em projeto (4,5x107) – tabela 5.33. Como as

manifestações de trincamento na superfície surgiram a partir do 3º ano de serviço, pode-

se afirmar que as trincas tenham se propagado da camada de ligação para a camada de

rolamento. Deste modo, a afirmação de que a camada de revestimento atenderia com

99,9% de confiabilidade não está correta porque ela sofre a influência da camada inferior.

A condição de trincamento precoce do pavimento está de acordo com o previsto na

análise mecanística. Quanto ao subleito, as tensões atuantes no topo do mesmo para as

estruturas simuladas são bastante diminutas em comparação com a tensão admissível,

prevendo-se o atendimento ao tráfego de projeto com 99,9% de confiabilidade, o que

também foi comprovado até o momento no trecho, visto que as medições até o terceiro

ano de tráfego mostram a pequena incidência de trilha de roda interna e externa

apresentando em média de 2,7mm para ambas as faixas, direita e esquerda. Na tabela

5.34 constam as contribuições percentuais das camadas na deflexão total.


347

Tabela 5.32 – Resultados dos parâmetros de deformabilidade obtidos a partir da

simulação com o FEPAVE2.

Tabela 5.33 – Resultados da análise de confiabilidade.

Tabela 5.34 – Contribuição percentual das camadas na deflexão total e faixa de módulos

obtidas com o FEPAVE2.

VILLIBOR et. al. (2005), discorrem que um dos fatores determinantes da deterioração das

camadas de base granular quando sob revestimentos de CBUQ denso, é o fato de

ocorrerem elevadas tensões de tração, o mesmo absorve parte delas, por ser coesivo e

ter módulo de resiliência da ordem de 3.000 a 4.000 MPa quando novo e crescente com o

aumento da rigidez causada pela oxidação do seu ligante, que em serviço sob o efeito

das cargas repetitivas rompem as fibras inferiores do CBUQ, por fadiga. Com isso, inicia-

se uma fissuração no fundo da camada que devido ao efeito do tráfego evoluem para um

BASE SUB-BASE REF. SUBL.(10-2mm) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²)

2o Ponto 0,4 0,4 11,1 19,3 17,4 51,5 54,0 35.670 38.010 770-778 386-433 417-504 5033o Ponto 0,3 0,3 17,3 20,7 12,6 48,6 58,8 35.670 38.010 411-618 386-488 386-462 5034o Ponto 0,8 0,0 10,3 18,5 16,9 53,5 48,6 35.670 38.010 1441-1559 386-392 417-469 5035o Ponto 0,4 0,4 16,0 18,4 14,5 50,4 56,4 35.670 38.010 551-549 386-463 386-438 503

ESTACA% DE CONTRIBUIÇÃO NA DEFLEXÃO TOTAL

CAPA BASE SUB-BASE REF. SUBL.

FAIXA DE MÓDULOS

BINDER CAPA BINDER

DEFLEXÃOTOTAL

Parâmetos Desvio CVObtidos Padrão (%) 50 85 95 99,9 1x106 5x106 1x107 4,5x107

Superfície Do (10-2mm) 55 4,20 7,7 55 59 61 67 105 77 68 51εt (cm/cm) 1,81.10-6 7,71.10-7 42,7 1,81.10-6 2,61.10-6 3,08.10-6 4,19.10-6 3,19.10-4 2,02.10-4 1,65.10-4 1,07.10-4

Δσ (kgf/cm²) 2,5 0,56 22,9 2,5 3,0 3,4 4,2 23,6 14,9 12,2 7,9εt (cm/cm) 1,99.10-4 1,81.10-5 9,1 1,99.10-4 2,17.10-4 2,28.10-4 2,54.10-4 4,32.10-4 2,37.10-4 1,82.10-4 1,04.10-4

Δσ (kgf/cm²) 7,10 0,66 9,3 7,1 7,8 8,2 9,1 28,1 15,4 11,9 6,8Subleito σvsub. (kgf/cm²) 0,08 0,002582 3,4 0,077 0,080 0,081 0,085 0,58 0,53 0,51 0,47

Nível de Confiança (%)Média Limites de solicitações do Eixo-padrão

Cam. De Binder

Cam. deRolamento

Camada

Do εR Δσ σR εR Δσ σR σvsub. Do εadm Δσadm εadm Δσadm σvsubleito(10-2mm) (cm/cm) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (cm/cm) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (10-2mm) (cm/cm) (kgf/cm²) (cm/cm) (kgf/cm²) (kgf/cm²)

2o Ponto 54 1,7.10-6 2,7 1,4 1,96.10-4 7,0 -6,5 0,0763o Ponto 59 1,2.10-6 2,8 1,3 2,14.10-4 7,9 -7,6 0,0804o Ponto 49 2,9.10-6 2,7 1,5 1,74.10-4 6,3 -5,7 0,0745o Ponto 56 1,4.10-6 2,8 1,3 2,10.10-4 7,3 -6,9 0,078

Módulo da BGS

6,8 0,47

Limites Admissíveis para N de projeto - 4,5x107NoSubleito

NaSuperfície BinderRolamento

Na camda de Rolamento

Na camda de Binder

52 1,07.10-4 7,9 1,04.10-4


348

trincamento, permitindo a infiltração de água, para a interface e para o interior da base, a

qual percolando entre os grãos vai contribuir para a saturação da base e da camada

inferior. Como a dissipação das cargas na base se processa através do atrito entre os

grãos, o contato entre os grãos maiores origina um processo de abrasão que resulta

numa produção de finos provenientes do desgaste dos mesmos, tal processo acelera o

crescimento do número de vazios na camada, mesmo os finos não sendo plásticos,

podem produzir, na presença de água, um excesso de pressão nos poros (devido à

drenagem lenta), além de aumentar os vazios na parte superior da camada, o que causa

uma queda no seu comportamento estrutural, levando-o a um aumento na deformação do

pavimento que pode produzir duas situações: o trincamento imediato em revestimento de

CBUQ, pela sua rigidez, e a aceleração do fenômeno de fadiga, causando trincas

prematuras no mesmo vindo a comprometer a estrutura como um todo.

5.7 – Resultados da Pesquisa Volumétrica Classificatória

Neste item mostra-se uma nova projeção do número N, através das pesquisas

volumétricas classificatórias, efetivadas no posto de cobertura (C-117), situado entre o

acesso à cidade de Ingá e Campina Grande, durante 72 horas, no período compreendido

entre os dias 7, 8 e 9 de julho (quarta, quinta e sexta-feira), do ano de 2004. No anexo D,

constam os resultados da pesquisa realizada, que indicaram os resultados médios

apresentados na tabela 5.35.

Tabela 5.35 – Volume médio diário medido em julho 2004 nesta pesquisa.

A pesquisa realizada foi corrigida sazonalmente com os dados coletados no “site” do

DNIT. Não houve necessidade da correção horária, uma vez que a pesquisa em questão

foi realizada com duração integral de 24 horas. Os dados estão apresentados na tabela

5.36 e geraram o coeficiente C1 que serviu para corrigir mensalmente a pesquisa

realizada no mês de julho.

TIPOS AUTO ÔNIBUS 2C 3C nSi OUTROS TOTAL V.H.M V.H.P

VMD 2449 134 282 328 143 221 3557274 7,7%

% 68,9 3,8 7,9 9,2 4,0 6,2 100


349

Tabela 5.36 – Volume médio diário anual (www.dnit.gov.br) consultado em 08/10/2005.

A definição dos volumes médios diários devidamente corrigidos, representando a média

anual de 2004 está apresentada na tabela 5.37.

Tabela 5.37 – Volume médio diário corrigido sazonalmente para o trecho estudado desta

pesquisa.

Na figura 5.77, consta um comparativo entre a distribuição de tráfego referente a

contagem realizada em 2004 com a projeção segundo o projeto executivo da rodovia para

julho de 2004.

TIPOS AUTO ÔNIBUS 2C 3C nSi OUTROS TOTAL

VMD 2449 134 282 328 143 221 3557

C1 1,021

VMD

CORRIGIDO 2501 137 289 335 146 226 3634

COORDENAÇÃO PNV ANO VMD ANUAL km

13a230BPB0220 1998 5919 143,8

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ

6384 5948 5355 5651 5442 6084 5795 5677 6171 6805 - -

C1 = VMDANUAL / VMDJULHO = 5919/5795 = 1,021


350

Figura 5.77 – Distribuição percentual do tráfego pela contagem de 2004 e pela projeção

segundo o estudo de tráfego do projeto.

Observa-se na figura 5.76, que em termos de volume, a distribuição do tráfego referente à

projeção se mostrou bastante coerente com a contagem realizada nesta pesquisa,

diferenciando-se apenas no percentual de veículo do tipo 3C e automóveis.

Segundo DER/PB (1999), a obtenção do crescimento do tráfego baseou-se nos dados

históricos coletados e utilizou-se o método estatístico dos mínimos quadrados, onde as

melhores correlações indicaram as equações de regressão linear que, aplicadas ao longo

da série 1987/2013, indicaram as taxas médias anuais de crescimento mostradas na

tabela 5.38. Os resultados obtidos pelas regressões indicaram uma compatibilidade de

crescimento com a economia regional, da ordem de 3% ao ano para os principais

indicadores econômicos. Nesta pesquisa adotou-se as mesmas taxas de crescimento

obtidas no projeto e indicadas na tabela 4.2. Na tabela 5.39, consta a projeção do número

N, utilizando as taxas de crescimento linear indicadas na tabela 5.38.

AUTO73%

ÔNIBUS4%

2C9%

3C10%

Nsi4%

DISTRIBUIÇÃO DO TRÁFEGO NO ANO DE 2004 - PELA CONTAGEM

AUTO65%

ÔNIBUS5%

2C10%

3C16%

Nsi4%

DISTRIBUIÇÃO DO TRÁFEGO NO ANO DE 2004 - PELA PROJEÇÃO DE PROJETO


351

Tabela 5.38 – Taxas de crescimento anual linear e exponencial (DER/PB, 1999).

Tabela 5.39 – Projeção do tráfego por tipo de veículos.

Neste estudo não foram realizadas pesquisas de pesagem de eixos, o que impossibilitou

determinar realmente as cargas por eixo que solicitam o pavimento, uma vez que, no

dimensionamento tomaram-se os valores dos fatores de veículos indicados pela “lei da

balança”.

Com a evolução da fabricação dos veículos de carga, no Brasil e em outros países, tem

ocorrido muita pressão dos operadores no sentido da elevação dos limites de carga.

Segundo FERNANDES JR. et al. (1995), há vantagens financeiras imediatas para quem

trafega sobrecarregado e, conseqüentemente, a deterioração dos pavimentos torna-se

acentuada e os custos de operação crescem. No caso do Brasil, os maiores custos

operacionais decorrentes da sobrecarga são repassados ao valor dos fretes sem maiores

dificuldades, pois não há nível de competição intermodal nem intramodal como ocorre em

ÔNIBUS FROTA

2C 2C 3C 2S2 2S3 3S2 3S3 2C2 2C3 COMERC.

2004 2501 137 287 335 16 96 2 14 5 14 3406 905

2005 2581 139 292 344 16 99 2 15 5 14 3507 926

2006 2664 141 297 354 17 103 2 16 5 15 3614 950

2007 2749 143 302 364 18 107 2 17 5 16 3723 974

2008 2837 145 307 374 19 111 2 18 5 17 3835 998

2009 2928 147 313 384 20 115 2 19 5 18 3951 1023

2010 3022 149 319 395 21 119 2 20 5 19 4071 1049

2011 3119 151 325 406 22 123 2 21 5 20 4194 1075

2012 3219 153 331 417 23 127 2 22 5 21 4320 1101

2013 3322 155 337 429 24 132 2 23 5 22 4451 1129

2014 3428 157 343 441 25 137 2 24 5 23 4585 1157

2015 3538 160 349 453 26 142 2 25 5 24 4724 1186

3,6% a.a. 3,6% a.a. 3,6% a.a.

REBOQUES E SEMI-REBOQUESCAMINHÃO

2,8% a.a. 3,6% a.a.

AUTOSANO

TAXA DE CRESCIMENTO

LINEAR

VMD

3,6% a.a. 3,6% a.a. 3,2% a.a. 1,6% a.a. 1,8% a.a.

TIPOSAUTO E

2CSÔNIIBUS CAM. 2C

CAM.3C

nSi TOTAL

EXPONENCIAL 2,8% 1,4% 1,6% 2,4% 2,9% 2,5%

LINEAR 3,2% 1,6% 1,8% 2,8% 3,6% 3,0%


352

outros países do primeiro mundo. Esta questão envolve também o comprometimento do

conforto e da segurança do usuário da rede viária.

A carga por eixo, independentemente dos fatores ambientais, do comportamento

estrutural dos pavimentos e da ação combinada de outros fatores de tráfego, é a que mais

afeta a deterioração dos pavimentos. Pode, muitas vezes, não ser o único fator

significativo, mas tem que ser considerada, sempre, quando se tratar dos efeitos das

solicitações do tráfego sobre o desempenho dos pavimentos (FERNADES JR., 1994).

Apesar desta pesquisa não ter contemplado uma campanha de pesagem de eixos, o

excesso de carga por eixo como já se sabe pode reduzir a vida útil dos pavimentos. É

bem provável que os veículos que trafegam na rodovia em estudo estejam transportando

sobrecargas, no entanto, o excesso de carga não é fator preponderante para o

desencadeamento do trincamento prematuro do pavimento, e sim, um fator acelerador do

processo de degradação da estrutura, tendo em vista que, as simulações realizadas com

o FEPAVE2 a partir dos parâmetros obtidos em ensaios laboratoriais, bem como, nos

módulos obtidos por retroanálise, mostraram uma incompatibilidade de rigidez entre o

revestimento e a base, sendo este o aspecto mais relevante para o comportamento

estrutural apresentado pelo pavimento. Não se quer dizer com isso, que o excesso de

carga não seja importante, e sim, levantar a questão de que mesmo sem excesso de

carga o pavimento viria a trincar, porém com um número bem maior de solicitações. É

sabido também, que a camada de brita graduada mesmo compactada na energia do

Proctor modificado (56 golpes), em alguns casos, não ficam suficientemente compactadas

como citado no Manual de Execução de Serviços Rodoviário do DER-PR (1991) e, sendo

assim, sugerem que a determinação da energia seja feita por intermédio da curva

“máxima densidade aparente seca x energia de compactação”. Segundo NEVES et. al.

(1995), a execução de bases de brita graduada acarretou alguns insucessos, na década

de oitenta, principalmente com o surgimento prematuro no pavimento de trincas ou de

deformações plásticas excessivas. Tais degradações foram creditadas à deformabilidade

da camada de brita graduada. Os autores citam ainda que, para evitar tal empecilho em

obras de maior porte têm sido empregadas britas graduadas tratadas com cimento na

base, ou na sub-base (compondo assim o denominado “pavimento invertido”). A prefeitura

de São Paulo na IP-05 (instrução de projeto) para dimensionamento de pavimentos


353

flexíveis para tráfego meio pesado (1,4x106 < N < 3,1x106), pesado (1,0x107 < N <

3,3x107) e muito pesado (3,3x107 < N < 6,7x107) e faixa exclusiva de ônibus (1,0x107 < N

< 5,0x107), restringe adoção de camada de base granular para N> 107, devendo-se utilizar

somente base cimentada, com a finalidade de evitar a fadiga prematura nas camadas

betuminosas.

Em dezembro de 2000, foram realizadas pesquisas de pesagem de eixos na rodovia BR-

101/PE, com balança móvel do DER/PE no segmento: Recife – Cabo de Santo Agostinho,

resultando nos fatores de veículos indicados na tabela 5.40. Para a nova projeção do

número N, foram adotados os fatores de veículos obtidos na pesquisa citada por ser mais

representativa do que os fatores constantes na “Lei da Balança”.

Tabela 5.40 – Fatores de veículos da BR-101/PE (DNIT/PE, 2000).

Na tabela 5.39, não constam os fatores de veículos para os tipos comerciais 2C2 e 2C3.

Desta forma, os fatores de veículos foram obtidos considerando-se os limites legais por

eixo mais a tolerância de 7,5% sobre os limites do peso bruto total conforme Lei no

7408/85. Os resultados obtidos constam na tabela 5.41.

TIPO DE

CAMINHÃOUSACE AASHTO

2O 2,49 0,37

3O 1,96 0,89

2C 2,08 1,33

3C 11,36 1,64

2S1 7,14 2,31

2S2 4,48 1,96

2S3 6,84 2,52

3S1 12,14 3,92

3S2 25,65 8,22

3S3 22,02 3,73

2C-2-2 27,47 11,81


354

Segundo SOARES e MOTTA (1998), a determinação do fator de veículo considerando os

“eixos individuais” ou o “conjunto de eixos” leva a valores bem diferentes, isto se deve, a

falta de clareza nas recomendações na literatura nacional. Sendo assim, os autores

advertem, que o fator de eixo deve ser determinado considerando-se o “conjunto de

eixos” e não “eixos individuais”. Com base neste critério, foram determinados os fatores

de veículos para os tipos comerciais 2C2 e 2C3.

Tabela 5.41 – Fatores de veículos para os tipos comerciais 2C2 e 2C3.

De posse dos fatores de veículos indicados, mais as projeções do tráfego, calcularam-se,

mediante o conhecido algoritmo, os “Números de Repetições do Eixo Simples Padrão N”,

pelas metodologias do “USACE” e da “AASHTO”, utilizando a equação 4.1 apresentada

no Capítulo IV, e indicada a seguir:

Sendo:

• k = fator de carregamento para a faixa de projeto (para pistas simples: 0,50

= 50% do tráfego dos dois sentidos alocado na faixa de projeto; para pistas

duplas: 80% do tráfego = 0,40 do tráfego nos dois sentidos);

• Vm = volume médio diário de cada categoria de veículo comercial;

• Fvi = fator de veículo médio de cada categoria de veículo comercial;

2C2 tf2C2+7,5%

PARTICIPAÇÃO(%)

FCUSACE

FCAASHTO

FCxPARTIC.USACE

FCxPARTIC.AASHTO

CONJUNTODE

EIXOS

FVUSACE

FVAASHTO

6 6,45 17 0,372 0,447 6,19 7,4610 10,75 28 5,171 2,394 143,63 66,5110 10,75 28 5,171 2,394 143,63 66,5110 10,75 28 5,171 2,394 143,63 66,51

TOTAL 36 38,7 4,37 2,07

2C3 tf2C3+7,5%

PARTICIPAÇÃO(%)

FCUSACE

FCAASHTO

FCxPARTIC.USACE

FCxPARTIC.AASHTO

CONJUNTODE

EIXOS

FVUSACE

FVAASHTO

6 6,45 14 0,372 0,447 5,18 6,2410 10,75 23 5,171 2,394 120,25 55,6810 10,75 23 5,171 2,394 120,25 55,6817 18,28 40 12,710 2,216 502,49 87,60

TOTAL 43 46,23 7,48 2,05

EIXO

S

4 8,21

17,48

29,93

Σ

Σ

EIXO

S

4 8,28

DETERMINAÇÃO DOS FATORES DE VÉICULOS DE 2C2 E 2C3

( )∑= iianual xFvVmxkxN 365


355

Adotou-se o ano de 2006 como sendo o ano de abertura. Primeiramente o tráfego foi

evoluído até o ano de 2006, e em seguida os “N’s” anuais foram acumulados ano-a-ano

desde 2006 até 2015. Na tabela 5.42, consta o número N para um período de projeto de

10 anos, que foi de 3,6.107.

Segundo PINTO e PREUSSLER (2002), a relação entre o N NUSACE e NAASHTO é em torno

de 4, ou seja, NUSACE = 4xNAASHTO. Isto se deve, ao fato, do critério de deslocamento

vertical na interface pavimento/subleito (USACE) ser mais rigoroso que o da variação de

serventia (AASHTO). Observa-se na tabela 5.42, que o número N determinado pela

metodologia da AASHTO é cerca de 8 vezes menor que o obtido pela metodologia do

USACE. Isto pode ser atribuído aos baixos fatores de veículos obtidos na pesquisa de

pesagem de eixos da BR-101/PE (ver tabela 5.37).

Tabela 5.42 – Determinação do número N para um período de projeto de 10 anos.

5.8 – Métodos de Dimensionamento de Reforço e Estudo Paramétrico

Neste item, apenas a nível especulativo, será analisado com base nos parâmetros

resultantes dos levantamentos e a nova projeção do número N, que espessura de reforço

é exigida pelos dois principais métodos de dimensionamento do atual DNIT, o DNER

PRO-11/79 (procedimento B)(DNER, 1979) e o DNER PRO-269/94 (DNER, 1994e). Será

realizado também, um estudo paramétrico, a fim de indicar uma solução que restabeleça

2C 3C 2S2 2S3 3S2 3S3 2C2 2C3 FVm ANUAL ACUMUL. FVm ANUAL ACUMUL.

2006 2664 141 297 354 17 103 2 16 5 15 3614 950 1,64 3,7.105 3,7.105 7,06 6,9.106 6,9.106

2007 2749 143 302 364 18 107 2 17 5 16 3723 974 1,65 3,9.105 7,6.105 7,11 7,2.106 7,2.106

2008 2837 145 307 374 19 111 2 18 5 17 3835 998 1,66 4,0.105 1,2.106 7,15 7,5.106 7,5.106

2009 2928 147 313 384 20 115 2 19 5 18 3951 1023 1,67 4,2.105 1,6.106 7,19 7,7.106 7,7.106

2010 3022 149 319 395 21 119 2 20 5 19 4071 1049 1,67 4,3.105 2,0.106 7,22 8,0.106 8,0.106

2011 3119 151 325 406 22 123 2 21 5 20 4194 1075 1,68 4,4.105 2,5.106 7,26 8,3.106 8,3.106

2012 3219 153 331 417 23 127 2 22 5 21 4320 1101 1,69 4,6.105 2,3.106 7,29 8,6.106 8,6.106

2013 3322 155 337 429 24 132 2 23 5 22 4451 1129 1,69 4,7.105 3,4.106 7,33 8,9.106 1,7.107

2014 3428 157 343 441 25 137 2 24 5 23 4585 1157 1,70 4,9.105 3,9.106 7,36 9,2.106 2,7.107

2015 3538 160 349 453 26 142 2 25 5 24 4724 1186 1,71 5,0.105 4,4.106 7,39 9,5.106 3,6.107

AASHTO - 0,4 1,3 1,6 2,0 2,5 8,2 3,7 8,3 8,2 - -USACE - 2,5 2,1 11,4 4,5 6,8 25,7 22,0 17,5 29,9 - -

AUTOS ÔNIBUSCAMINHÃO FORTA

COMERCIALREBOQUES E SEMI-REBOQUES VMD

O fator climático (FR) foi considerado como sendo igual a 1,0.

Nanual = 365x0,5x0,8xFVmx(ônibus+2C+3C+nSi)anual

USACEAASHTOANO


356

a condição estrutural da estrutura, apresentando uma estimativa de custo por quilômetro

de rodovia.

5.8.1 – Dimensionamento da Camada de Reforço

Com base nos estudos realizados serão verificadas quais espessuras são exigidas

segundo os dois métodos de dimensionamento de camada de reforço citados no item

anterior. Para este estudo, foram considerados apenas os segmentos homogêneos 03,

07, 12 e 19, pelo fato de cada segmento contemplar um furo de sondagem. Na tabela

5.44, apresenta-se sumarizados os cálculos necessários para a determinação da camada

de reforço segundo os métodos utilizados. As espessuras exigidas pelos dois métodos

estão apresentadas na tabela 5.43.

Tabela 5.43 – Espessuras de reforço exigidas.

Salienta-se que, os métodos supracitados apresentam limitação quando aplicados para

dimensionamento de espessuras de reforço de pavimentos asfálticos que se encontram

estruturalmente comprometidos, porém com condições funcionais ainda satisfatórias. Este

fato vem ressaltar a importância da mecânica dos pavimentos no dimensionamento

racional de pavimentos novos e de reforço.

Com relação a comparação entre diferentes métodos de dimensionamento de pavimentos

novos ou de reforço, vários estudos no Brasil mostram que não é uma tarefa fácil, haja

vista os diferentes parâmetros utilizados por cada um. Considerou-se que todas as

premissas estabelecidas quanto aos requisitos exigidos em projeto para os tipos de

materiais, indicados em termos de resistência e deformabilidade, bem como para o

controle de execução dos serviços estejam em conformidade com a norma. Logo

ST DNER PRO-269/94DNER PRO-11

(MÉTODO B)/79

03 6 9

07 8 12

12 3 5

19 17 18


357

podemos tecer as seguintes indagações com relação as soluções indicadas na tabela

5.44. São elas:

AV

AL

IAÇ

ÃO

DA

S C

AR

AC

TE

RÍS

TIC

AS

FUN

CIO

NA

IS E

EST

RU

TU

RA

IS D

A R

OD

OV

IA B

R-2

30/P

B L

OT

E II

357

Tabe

la 5

.44

–D

imen

sion

amen

to d

o re

forç

o do

pav

imen

to–

DN

ER

–P

RO

269

–94

(TE

CN

AP

AV

) e D

NE

R –

PR

O 1

1/79

Rodo

via

BR23

0/PB

DN

ER P

RO -

08

Segm

ento

Hom

ogên

eo

FAIX

AD

0Be

nk.

Raio

Méd

ioTi

poRe

vest

.Ex

iste

nte

FC-

1FC

-2

FC-

3

FC-2

+ FC

-3

Ond

. +

Pan.

Rem

endo

Des

gast

eFl

echa

IGG

NES

TACA

EXTE

NSÃ

O

Inic

ial

Fina

l(m

)(0

,01

mm

)(0

,01

mm

)(%

)(%

)(%

)(%

)(%

)(%

)(%

)(m

m)

(mm

/m)

341

40+

042

28+

017

60D

8013

0CB

UQ

262

912

00

00,

217

744

92+

045

08+

032

0E

9611

7CB

UQ

2550

1868

00

01

43

1250

34+

050

98+

012

80D

6517

6CB

UQ

610

00

00

00,

134

1953

62+

054

10+

096

0E

137

82CB

UQ

00

100

100

00

02,

883

Rodo

via

BR23

0/PB

DN

ER P

RO -

269

Segm

ento

Hom

ogên

eoCB

RSu

bl.

Hcg

Subl

eito

Np

REFO

RÇO

REFO

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CO

NTE

MPL

AN

DO

A F

RESA

GEM

NES

TACA

Tipo

Cons

tant

eD

adm

h eh e

fh e

f

adot

.H

RM

efμ

h cD

ch e

fh e

f

adot

.H

R

Inic

ial

Fina

l%

(cm

)So

loI 1

I 2(0

,01m

m)

(cm

)(c

m)

(cm

)(c

m)

(kgf

/cm

²)(c

m)

(0,0

1mm

)(c

m)

(cm

)(c

m)

341

40+

042

28+

06

55III

01

3,6.

107

5312

8,5

8,5

623

.860

2,51

744

92+

045

08+

05

55III

01

3,6.

107

5312

6,8

6,8

814

.444

4,15

1055

,812

,812

,810

1250

34+

050

98+

06

55III

01

3,6.

107

5312

10,8

10,8

342

.280

1953

62+

054

10+

04

35III

01

3,6.

107

5312

4,3

017

5.42

611

,06

1053

,913

,413

,49

Rodo

via

BR23

0/PB

DN

ER P

RO -

11/7

9

Segm

ento

Hom

ogên

eoD

adm

Hcb

TIPO

SOLU

ÇÃO

REF/

REV.

CBU

Q

NES

TACA

Inic

ial

Fina

l0,

01m

m(c

m)

(cm

)

341

40+

042

28+

047

,98,

9RE

FORÇ

O9

744

92+

045

08+

047

,912

,1RE

FORÇ

O12

1250

34+

050

98+

047

,95,

3RE

FORÇ

O5

1953

62+

054

10+

047

,918

,3RE

FORÇ

O18


358

• Na condição estrutural em que se encontra o pavimento a adoção de uma das

soluções acima atenderia ao período de projeto pré-estabelecido?;

• Apesar da faixa direita se apresentar menos trincada, deveríamos considerar

diferentes soluções?

• Adotar por exemplo geogrelhas ou camadas ante-reflexão de trincas

minimizaria o efeito reflexivo das trincas ou as impediria?

• A fresagem de parte do revestimento com adoção de novas espessuras de

concreto asfáltico atenderia a vida útil de 10 anos?

• Nas condições estruturais exteriorizadas através do trincamento de superfície e

discutidas até então, a adoção de uma camada para a estrutura não exigiria

que a mesma fosse dotada de elevada resistência a tração na flexão?

• Que tipo de solução atenderia ao binômio técnico-econômico diante das

condições em que se apresenta a estrutura da rodovia BR-230/PB?

Em decorrência das características funcionais e estruturais exteriorizadas pelo pavimento

em estudo, as medidas corretivas que se fazem necessárias se enquadram entre o

espectro “conviver com o problema”, ou seja, adotar soluções de recapeamento que

venham rejuvenescer e impermeabilizar a superfície do pavimento permitindo uma sobre-

vida de 3 a 4 anos, ou a de reforço, adotando soluções que restabeleçam as condições

estruturais do pavimento e garanta uma vida útil maior ou igual a dez anos.

5.8.2 – Estudo Paramétrico

Neste item, é proposta uma solução baseando-se no restabelecimento estrutural do

pavimento, através da reciclagem de toda a plataforma das camadas de revestimento e

base com incorporação de cimento em peso. Primeiramente, deverá ser removido todo

revestimento existente, em seguida, realiza-se a reciclagem da base de brita graduada

simples adicionando a percentagem estipulada em laboratório de cimento em peso. Sobre

a camada reciclada será executado um TSD com polímero e como capa uma camada de


359

SMA, cujas características estão apresentadas na tabela 5.45, sendo o fator campo-

laboratório utilizado para os modelos de fadiga de 104.

Segundo (NAPA, 2002 apud MOURÃO, 2003), o SMA é uma mistura flexível, estável,

resistente a afundamentos de trilha de roda que tem no contato grão/grão o responsável

por sua resistência e no mástique a durabilidade da mistura. O SMA apresenta ainda, boa

estabilidade a altas temperaturas, flexibilidade a baixas temperaturas, elevada resistência

ao desgaste, resistência a derrapagem e redução do nível de ruído.

Tabela 5.45 – Característica mecânicas da mistura SMA (modificado MOURÃO, 2003).

A reciclagem da base com incorporação de cimento configura uma base semi-rígida

análoga à BGTC (brita graduada tratada com cimento). Preconiza-se a resistência mínima

a compressão simples aos 28 dias de 9 MPa. Deverão ser realizados ensaios de

dosagem com diferentes teores de cimento (2%, 4%, e 6%), a fim de obter o teor de

cimento que possibilite à mistura atender à resistência pré-estabelecida A camada deverá

ser reciclada e compactada na umidade ótima com energia do Proctor modificado. A

incorporação do cimento será concomitantemente à passagem da recicladora.

Tendo em vista que um dos fatores responsáveis pelo trincamento de materiais tratados

com cimento é uma concentração expressiva desse estabilizante na mistura, é sugerida a

execução de tratamento superficial duplo com polímero, objetivando resguardar o

pavimento dos efeitos indesejáveis do trincamento, conseqüência dos esforços de

retração que surgem no seio das misturas cimentadas, decorrentes da rigidez exacerbada

da camada reciclada com cimento Portland nas suas consideráveis dimensões

longitudinal, transversal e altura.

1A CAP 50/60 49 6,5 0,3 2,44 2,8 84,7 22300 2453 7,6 0,76Vazios (%)Mistura

Tipo de Ligante

Penetração do CAP

DesvPadrã

CARACTERÍSTICAS DA MISTURA DE SMA

MÓDELOS DE FADIGA A TENSÃO CONTROLADA

RBV (%)MR 25oC(kgf/cm²)

DesvioPadrão

RT 25oC(kgf/cm²)

CAP (%)

Teor de Fibra (%)

DensidadeAparente

15,4112495 ⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

Δ×=

σN

15,413 10510,5 ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×= −

i

Nε


360

Nas análises empírico-mecanísticas a contribuição do TSD no sistema pavimento/subleito

optam-se entre:

• atribuir valor de módulo de resiliência para a camada tendo em vista a

impossibilidade de se obter o módulo em laboratório;

• incorporar o TSD a camada de base existente;

• não considerar a sua contribuição estrutural.

No estudo paramétrico optou-se por não considerar na simulação a camada de TSD,

devido à pequena influência na rigidez global do sistema pavimento/subleito. Alguns

autores atribuem valores de módulo resiliente para o TSD, como é o caso de MALYSZ

et.al. (2004), que realizaram análise com o ELSYM5 considerando um módulo resiliente

de 5.000 kgf/cm2 e NETO et. al. (2005), que atribuíram 2.000 kgf/cm2. Outra opção seria a

incorporação de sua espessura na camada de base, o que não é possível pelo fato da

base ser constituída de mistura estabilizada com cimento, cuja rigidez é muito superior a

do TSD.

Na figura 5.78 mostra-se a estrutura utilizada para análises paramétricas utilizando os

programas FEPAVE2 e ELSYM5.

Figura 5.78 – Estrutura considerada na simulação com o programa FEPAVE2.

Primeiramente, realizou-se uma análise não-linear com o programa FEPAVE2 sendo

considerados os seguintes parâmetros:


361

• Para o revestimento de SMA considerou-se o módulo resiliência médio obtido

por MOURÃO (2003) a diferentes temperaturas no ensaio de resistência a

tração por compressão diametral;

• Para BGTC o módulo de elasticidade utilizado foi estimado a partir da

resistência a compressão simples requerida aos 7, 28 e 56 dias, utilizando o

modelo apresentado na tabela 5.46;

• Para as camadas de sub-base e subleito foram utilizados os módulos de

resiliência da tabela 5.24, referentes ao furo 1 (4153-LD) e 4 (5381+15-LE)

obtidos em laboratório.

Segundo PERERA (1991), para pavimentos semi-rígidos convencionais, a camada

tratada com aglomerante hidráulico posicionada logo abaixo do revestimento asfáltico,

pela sua maior rigidez, passa a ser a camada crítica da estrutura, no que diz respeito à

fadiga.

A análise realizada foi desenvolvida de forma determinística, ou seja, não foram

consideradas variações nos parâmetros de dimensionamento. Foram simuladas duas

situações, onde na primeira utilizaram-se os resultados do furo 1 (4153-FD) e na outra os

resultados de furo 4 (5381+15-FE).

Tabela 5.46 – Modelos utilizados para a estimativa do módulo da camada de BGTC.

Segundo BALBO (1997), os elevados valores modulares alcançados pela BGTC indicam

que valores subestimados de 8.000 MPa a 10.000 MPa para material íntegro podem

IDADE DA BGTC RESISTÊNCIA À COMPRESSÃO SIMPLES MÓDULO DE ELASTICIDADE(dias) RCS (MPa) ME (MPa)

7 8 996428 13,25 1715856 13,68 17613

14912429129

Observação: A brita graduada utilizada é de origem granítica, na faixa B da ABNT e compactada na energia do Proctor modificado e com umidade de compactção de 1,5% abaixo da umidade ótima da BGS. A rela

MODELO DE BALBO (1997)

Média do ME (MPa)Desvio Padrão (MPa)

Coeficiente de Variação (%)

25525396828 RCSRCSME ×−×+−=


362

representar erros grosseiros de cálculo de tensões de tração na flexão em fase de projeto.

Sendo assim, buscou-se estimar o módulo em função do ganho de resistência da BGTC

com o tempo.

A resistência à tração por compressão diametral da BGTC foi estimada com base na

relação proposta por BALBO (1997) para amostras com 56 dias de idade.

Sendo:

Rt – resistência à tração por compressão diametral, em MPa;

RCS – resistência à compressão simples, em MPa.

Logo, a resistência à tração por compressão diametral da BGTC utilizando-se a equação

5.9 para uma resistência à compressão simples de 9,0 MPa, resulta em RT = 1,75 MPa.

O modelo de fadiga da BGTC utilizado foi o proposto por BALBO (1993), em ensaios

dinâmicos sob compressão diametral, o qual é utilizado pela prefeitura de São Paulo na

IP-08 (Análise à fadiga de estruturas de pavimentos), indicado na equação 5.11.

Sendo:

Nf – é o número de repetições de carga à fadiga;

SR – é a relação entre a tensão de tração aplicada na BGTC e sua tensão de

ruptura.

Segundo TRICHÊS (1995), a fadiga de misturas cimentadas obtidas em laboratório são

mais severas que as condições verificadas em campo, e uma possível explicação para tal

diferença de comportamento é que os modelos de laboratório apenas indicam o momento

em que as fissuras (trincas) começam a se formar, ou ainda, que no caso do laboratório,

uma única trinca principal se propaga através da amostra levando-a à ruptura. O fator

campo laboratório segundo os estudos realizados por DE BEER (1989) apud TRICHÊS

xRCSRT 115,0712,0 += (5.9)

)608,19137,17(10 xSRNf −= (5.10)


363

(1995), para obter os valores de solicitações para a ruptura por fadiga em campo são

cerca de 102 a 103 vezes maiores do que aqueles previstos em laboratório.

Para a tensão vertical admissível no topo do subleito (HEUKELOM & KLOMP, 1962):

LogNMrSub

V .7,01.006,0

+=σ

Na tabela 5.47, constam os critérios admissíveis para as camadas de SMA, BGTC e

subleito. Para este cálculo o módulo de resiliência do subleito foi considerado 1.000

kgf/cm2, pois quando da retroanálise todos os módulos do subleito foram superiores a

este valor.

Tabela 5.47 – Critérios admissíveis de dimensionamento.

A tensão de tração máxima atuante na fibra inferior da BGTC deverá ser de menor ou

igual a 10,6 kgf/cm2 para atender a relação SR admissível de 0,48 (0,48x22,1kgf/cm2 =

10,6 kgf/cm2).

Observa-se na tabela 5.48, que todos os critérios admissíveis para o número de

solicitações de 3,6x107, foram atendidos.

Tabela 5.48 – Resultados obtidos a partir da simulação com o FEPAVE2.

FURO 1 (4152 - FD)

D0SMA BGTC SUBLEITO

εt Δσ σt σv (10-2mm) 10-5(cm/cm) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²)

10,6 -2,1 2,50 -1,6 0,05

FURO 4 (5381+15 - FE)

D0SMA BGTC SUBLEITO

εt Δσ σt σv (10-2mm) 10-5(cm/cm) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²)

15,0 -2,5 2,4 -2,4 0,04

N

CRITÉRIOS ADMISSÍVEIS

D0

SMA BGTC SUBLEITO

εt Δσ SR σv

3,6.107 (10-2 mm) 10-4 (cm/cm) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²)

27 1,51 13,5 0,48 0,96


364

Para simulação com o programa ELSYM5, foram utilizados os módulos de resiliência das

camadas de sub-base e subleito obtidos na retroanálise. Simulou-se a aplicação do semi-

eixo com duas rodas distanciadas de 30cm e pressão de 5,6 kgf/cm2 conforme figura 5.79

As camadas consideradas para o revestimento e base foram as mesmas da simulação

efetuada com o FEPAVE2. Nesta análise, considerou-se o método probabilístico de

Rosenblueth, em que os parâmetros estatísticos de cada variável independente de projeto

são determinados pela média e a variância dos mesmos.

O método consiste no cálculo da média e variância dos 2N valores da variável

dependente, sendo que “N” corresponde ao número de variáveis independentes

envolvidas na análise. Neste caso, as variáveis independentes são os módulos resilientes

das camadas do pavimento e do subleito e as variáveis dependentes os parâmetros

resposta de deformabilidade da estrutura. Neste método, as equações utilizadas são:

E[YM ] = 1/2 . (Y M ++ Y M- ), para n=1

E[YM] = 1/4 . (Y M +++ Y M+-+ Y M -++ Y M

--), para n=2

E[YM ] = 1/8 . (Y M++++ Y M ++--+ ... +Y M ----), para n=3

E[YM ] = 1/2N . (YM+++++ +.....+ YM ------), para N variáveis, onde a média da variável

dependente é igual a E[Y] (M=1) e sua variância é igual a V[Y] = E[Y2 ] – (E[Y]2 ). Os

parâmetros ++++, ----- representam as combinações (2N ) considerando o valor médio + o

desvio padrão para a determinação dos valores médios.

Sendo as variáveis aleatórias envolvidas na análise da estrutura (módulo de resiliência do

revestimento, da BGTC, da sub-base e do subleito), tem-se que N=4. Portanto, o número

de combinações das variáveis dependentes (Dadm, εt, σt e σv) é 16. De posse dos

valores modulares apresentados na tabela 5.48, definiu-se para cada camada do

pavimento, os seus respectivos valores máximos (média mais um desvio padrão) e

mínimos (média menos um desvio padrão).


365

Figura 5.79 – Ilustração dos pontos de análise com o ELSYM5.

Tabela 5.49 – Módulos de resiliência das camadas e desvio padrão.

A tabela 5.50, exemplifica a rotina para a aplicação do método de Rosenblueth.

CAMADA MR DEVIO PADRÃO MR+ MR-(kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²) (kgf/cm²)

SMA 22300 2453 24753 19847BGTC 149115 42907 192022 106208

SUB-BASE 772 475 1247 297SUBLEITO 2899 876 3776 2023


366

Tabela 5.50 – Rotina utilizada para a aplicação do método de Rosenblueth.

Utilizando-se o ELSYM5, determinou-se para a estrutura ilustrada na figura 5.78, a

deflexão no topo do revestimento (D), o maior valor para a deformação específica de

tração na fibra inferior do revestimento. Para a BGTC o maior valor da tensão de tração

atuante na fibra inferior da mesma. E por fim, determinou-se o maior valor da tensão

vertical atuante no topo do subleito para cada uma das posições, em baixo da roda ou

entre as rodas. Os parâmetros foram obtidos para cada uma das combinações de valores

modulares indicados na tabela 5.50. Determinados os valores dos parâmetros de

deformabilidade, foram calculados a média, desvio padrão e o coeficiente de variação

destes parâmetros, conforme apresentado na tabela 5.51.

CAMADAS VALORES DOS MÓDULOS(kgf/cm²) CRÍTERIOS

1 MREV+ MBGTC+ MSB+ MSL+ 33130 101182 1261 3776 εt++++ D++++ σv++++ 2 MREV+ MBGTC+ MSB+ MSL- 33130 101182 1261 2023 εt+++- D+++- σv+++- 3 MREV+ MBGTC+ MSB- MSL+ 33130 101182 462 3776 εt++-+ D++-+ σv++-+ 4 MREV+ MBGTC+ MSB- MSL- 33130 101182 462 2023 εt++-- D++-- σv++-- 5 MREV+ MBGTC- MSB+ MSL+ 33130 95502 1261 3776 εt+-++ D+-++ σv+-++ 6 MREV+ MBGTC- MSB+ MSL- 33130 95502 1261 2023 εt+-+- D+-+- σv+-+- 7 MREV+ MBGTC- MSB- MSL+ 33130 95502 462 3776 εt+--+ D+--+ σv+--+ 8 MREV+ MBGTC- MSB- MSL- 33130 95502 462 2023 εt+--- D+--- σv++-- 9 MREV- MBGTC+ MSB+ MSL+ 25930 101182 1261 3776 εt-+++ D-+++ σv-+++

10 MREV- MBGTC+ MSB+ MSL- 25930 101182 1261 2023 εt-++- D-++- σv-++- 11 MREV- MBGTC+ MSB- MSL+ 25930 101182 462 3776 εt-+-+ D-+-+ σv-+-+ 12 MREV- MBGTC+ MSB- MSL- 25930 101182 462 2023 εt-+-- D-+-- σv-+-- 13 MREV- MBGTC- MSB+ MSL+ 25930 95502 1261 3776 εt--++ D--++ σv--++ 14 MREV- MBGTC- MSB+ MSL- 25930 95502 1261 2023 εt--+- D--+- σv--+- 15 MREV- MBGTC- MSB- MSL+ 25930 95502 462 3776 εt---+ D---+ σv---+ 16 MREV- MBGTC- MSB- MSL- 25930 95502 462 2023 εt----- D----- σv----


367

Tabela 5.51 – Parâmetros resposta obtidos com aplicação do método de Rosenblueth.

A última etapa da análise consiste em determinar qual o nível de confiabilidade deste

dimensionamento, ou seja, a probabilidade de sucesso do mesmo. Neste estudo, ele é

traduzido pela probabilidade das variáveis dependentes apresentarem valores menores

que os critérios admissíveis. A determinação destas probabilidades foi feita utilizando-se

as tabelas de distribuição normal.

DEFLEXÃO(0,01mm)

DEFORMAÇÃO ESPECÍFICA DE TRAÇÃO (cm/cm)

TENSÃO VERTICAL (kgf/cm²)

εt(REVEST.)

εt(REVEST.) σt (BGTC) σt (BGTC) σv

(SUBLEITO)σv

(SUBLEITO)

M = 1 M = 2 M = 1 M = 2 M = 1 M = 2 M = 1 M = 286 7,4.101 2,1.100 7,29.100 7,8 60,94 0,24 0,06

12,2 1,49.102 3,00.100 9,00.100 8,6 73,96 0,19 0,0411 1,21.102 3,20.100 1,02.101 9,2 84,64 0,16 0,0314 1,96.102 3,30.100 1,09.101 9,6 92,16 0,14 0,0210 1,00.102 3,80.100 1,44.101 6,5 42,25 0,31 0,10

14,5 2,1.102 4,30.100 1,85.101 7,2 51,94 0,25 0,0613,9 1,93.102 4,60.100 2,12.101 7,9 62,41 0,22 0,0517,5 3,06.102 3,80.100 1,44.101 8,3 68,89 0,19 0,048,7 7,57.101 2,80.100 7,84.100 7,9 62,41 0,25 0,0612,3 1,51.102 3,10.100 9,61.100 8,6 73,96 0,19 0,0411 1,21.102 3,30.100 1,09.101 9,3 86,49 0,17 0,0314 1,96.102 3,40.100 1,16.101 9,7 94,09 0,14 0,0210 1,00.102 4,00.100 1,60.101 6,6 43,56 0,32 0,10

14,7 2,16.102 4,50.100 2,03.101 7,3 53,29 0,26 0,0714 1,96.102 4,80.100 2,30.101 8,0 64,00 0,22 0,05

17,7 3,13.102 5,10.100 2,60.101 8,4 70,56 0,19 0,04Σ 2,04.102 2,72.103 5,97.101 2,31.101 1,31.102 1,09.103 3,44 0,78

E[εt] 12,8 - 3,73.100 - 8,18.100 - 0,22 -E[εt²] - 169,93 - 1,44.101 - 6,78.101 - 0,05V[εt] 7,21 5,25.101 9,02.101 2,80.10-3

σ[εt] 2,68 7,24.101 9,49.101 5,00.10-2

CV[εt] 21,05 19,41 11,61 24,39

( ) ∫ ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ −=≤x

xadmissíveladmissível

xxxpσ

μ

(5.11)


368

Sendo:

X – parâmetro em análise;

X admissível – limite de aceitação;

μx – média do parâmetro analisado;

σx – desvio padrão do parâmetro analisado.

Dos parâmetros analisados determinou-se apenas a probabilidade de sucesso em relação

a deformação de tração na fibra inferior da camada de BGTC e a tensão vertical no topo

do subleito, pelo fato das deformações específicas na camada de SMA apresentarem-se

em compressão.

Para a deflexão no topo do revestimento, temos:

( ) [ ]∫∫ =⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡×

×−×=×≤ −

−−− 3,5

1068,2108,1210271027 2

222ωp

Pela tabela de distribuição normal (SPIEGEL, 1977), temos que p(D0 < 27x10-2) = 100%

Para a camada de BGTC, temos:

( ) [ ]∫∫ =⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −=≤ 7884,2

95,018,883,10/13 2cmkgfp tσ

Pela tabela de distribuição normal (SPIEGEL, 1977), temos que p(σt < 13kgf/cm2) = 99,7%

Para o subleito, temos:

( ) [ ]∫∫ =⎥⎦⎤

⎢⎣⎡ −=≤ 8,14

05,022,096,0/96,0 2cmkgfp vσ


369

Pela tabela de distribuição normal (SPIEGEL, 1977), temos que p(σv < 0,9613kgf/cm2) =

100%

Segundo MEDINA (1997), o nível de confiabilidade do dimensionamento dos pavimentos

depende de dois fatores, a classe e localização. Na tabela 5.51, constam os níveis de

confiabilidade recomendados pela AASHTO (1993).

Tabela 5.52 – Níveis de confiabilidade recomendados pela AASHTO (MEDINA, 1997).

Como neste caso se trata de uma rodovia interestadual, localizada em zona rural, a

confiabilidade deve estar entre 80 a 99,9%. Uma vez que, os níveis de confiabilidade

obtidos foram superiores a 80%, em todos os critérios analisados, pode-se concluir que a

estrutura atenderá de forma adequada.

Foi realizada uma estimativa do custo por quilômetro da solução apresentada. Na figura

5.80, consta a ilustração da seção transversal da solução proposta. Para a estimativa de

custo utilizou-se o SICRO 2 do DNIT/PB com data base de julho de 2005, onde os

serviços considerados foram:

• Fresagem descontínua do revestimento asfáltico (descontínua pelo fato de

existirem dois segmentos em pavimento composto de 2 km cada) à frio na

espessura de 12 cm com bota-fora;

• Reciclagem da base existente em toda a plataforma com incorporação de 4% de

cimento em peso na espessura de 20 cm;

• Imprimação;

CLASSE FUNCIONAL ZONA URBANA ZONA RURAL

INTERESTADUAL 85 a 99,9 80 a 99,9

ARTÉRIA PRINCIPAL 80 a 99 75 a 99

COLETIVA 80 a 95 75 a 95

VICINAL 50 a 80 50 a 80


370

• Tratamento superficial duplo com polímero em toda a plataforma na espessura de

2,5cm;

• Pintura de ligação;

• SMA na pista de rolamento na espessura de 4,0 cm;

Figura 5.80 – Seção transversal ilustrativa da solução paramétrica estudada.

Na tabela 5.45, são apresentadas comparações dos custos por quilômetro da alternativa

proposta e de outras duas opções, divergindo apenas quanto ao tipo de revestimento

adotado, pois em ambas foi considerada a mesma base composta de BGTC. Também é

apresentada na tabela 5.45 a estimativa de custo de intervenção do tipo “conviver com o

problema”, com aplicação de TSD com polímero ou de micro revestimento asfáltico com

polímero em toda a pista de rolamento. Considerou-se que as intervenções deste tipo

deveriam ocorrer a cada 3 anos. Não foram orçados os custos concernentes as soluções

requeridas pelos métodos PRO 11 e PRO 269, apresentadas na tabela 5.43, por

estudarmos unicamente 4 segmentos homogêneos, os quais dispomos de todas as

informações necessárias para o dimensionamento. Para a correta estimativa de custos

seria necessário o estudo detalhado de todos os segmentos homogêneos, constando

todas as informações preconizadas pelos métodos retro mencionados. Nos custos

apresentados para as opções estão inclusos o transporte e a aquisição de materiais

betuminosos, considerando um BDI de 32,68%.

As opções de intervenção foram as seguintes:


371

• Opção 1 – Aplicação de TSD com polímero em toda a pista de rolamento;

• Opção 2 – Aplicação de micro revestimento asfáltico com polímero em toda a pista

de rolamento;

• Opção 3 – Fresagem descontínua do material do revestimento asfáltico, com

reciclagem do material de Base, aplicação de TSD e camada de 4 cm de

SMA;

• Opção 4 - Fresagem descontínua do material do revestimento asfáltico, com

reciclagem do material de Base, aplicação de TSD e camada de 5 cm de

Asfalto Borracha;

• Opção 5 - Fresagem descontínua do material do revestimento asfáltico, com

reciclagem do material de Base, aplicação de TSD e camada de 10 cm

de CBUQ reciclado a quente em usina.

Na tentativa de realizar um comparativo entre as opções acima elencadas, foi utilizado o

método do Valor Presente Líquido (VPL), que tem como fundamento a determinação do

valor de investimento, no instante considerado inicial, a partir de um fluxo de caixa,

formado por uma série de receitas e despesas. Na presente pesquisa, o fluxo de caixa é

composto apenas pelas despesas relativas aos custos de execução das intervenções.

Determinamos o VPL das soluções propostas utilizando os valores apresentados no

apêndice G. Para determinação do VPL utilizou-se a equação 5.9 (GARNETT NETO,

2001).

Sendo;

VPL – valor presente líquido (R$)

F – valor futuro (R$)

i – taxa de atratividade (12%)

t – período considerado (anos)

(5.9)( )tPL iFV

+=

11.


372

Para intervenções do tipo aplicação de TSD com polímero temos uma estimativa de custo

por quilômetro em torno de R$118.500,00, já a utilização de um micro revestimento

asfáltico com polímero fica em torno de R$173.000,00 por quilômetro. Estas intervenções

ocorreriam na pior das estimativas 3 vezes durante a vida de projeto de 10 anos, aos 3

anos, aos 6 anos e aos 9 anos. Assim, o VPL destas intervenções adotando uma taxa de

juros de 6% a.a. e uma taxa de atratividade de 12% a.a. é determinada nas tabelas 5.53 e

5.54.

Tabela 5.53 – Valores Futuros das intervenções do tipo “conviver com o problema”.

Tabela 5.54 – VPL das intervenções do tipo “conviver com o problema”.

Os valores para as intervenções de reforço estrutural são ilustrados na tabela 5.55, sendo

este seu VPL, uma vez que seriam realizados na época de seu levantamento com o

objetivo de atingir a vida útil de 10 anos sem intervenções.

Valor Presente Líquido de Cada Intervenção (R$/km)

IntervençãoImediata 3 anos 6 anos 9 anos

TSD com polímero 118.000,00 100.457,40 85.161,91 72.195,30

Micro revestimento com aplicação de polímero 173.000,00 146.659,30 124.329,20 105.399,04

ValorInicial

(R$/km)

Valor Futuro de Cada Intervenção (R$/km)

3 anos 6 anos 9 anos

TSD com polímero 118.500,00 141.135,40 168.094,51 200.203,26

Micro revestimento com aplicação de polímero 173.000,00 206.045,77 245.403,81 292.279,86


373

Tabela 5.55 – Alternativas de restauração do pavimento.

Salienta-se que, torna-se imprescindível uma análise empírico-mecanística das opções 4

e 5, a fim de verificar se atendem aos critérios de fadiga do revestimento asfáltico e

deformação permanente.

A opção 5 apresenta a vantagem de permitir a reutilização de misturas deficientes e evitar

prejuízo ambiental com o descarte do material fresado.

A intervenção como medida de correção estrutural da rodovia, demonstrada nas opções

3, 4 e 5, são bastante onerosas, tendo em vista, o pouco tempo de serviço do pavimento

existente. A opção com base na “convivência do problema” economicamente torna-se

mais adequada. Logo, o VPL do custo por quilômetro considerando-se a aplicação de

TSD com polímero 4 vezes durante a vida útil de projeto de 10 anos indicou valor em

torno de R$375.814,00. Já a opção de micro revestimento asfáltico com polímero nas

mesmas condições apontou valor em torno de R$549.387,00.

Ë importante salientar que, esta análise trata-se apenas de um estudo paramétrico,

devendo ser realizados ensaios laboratoriais e de campo, objetivando a obtenção de

parâmetros mais realistas para a camada da base reciclada (BGTC) em termos de

OPÇÃO ESPESSURA (cm) R$/km

1 – TSD com polímero 2,5 375.814,61

2 – Micro revestimento

asfáltico com polímero2,5 549.387,54

3 - SMA 4,0 581.364,20

4 - Asfálto borracha 5,0 613.834,83

5 - CBUQ reciclado a

quente em usina com

agente rejuvenescedor

10,0 631.521,38


374

módulo de resiliência e resistência à tração por compressão diametral, como também,

modelos de fadiga.

Ressalta-se a grande importância na realização do controle de qualidade dos serviços

executados a través de controle deflectométrico. Afirma TRICHÊS (2004), que somente a

partir da década de 1990 algumas especificações construtivas, então editadas,

começaram a contemplar o controle deflectométrico das camadas durante o processo

construtivo, como um dos parâmetros a serem verificados para a aceitação e liberação do

serviço executado. Salienta ainda que, tal preocupação teve respaldo na constatação de

que muitas rodovias brasileiras, embora não externem problemas de ruptura plástica, têm

apresentado um trincamento precoce do revestimento, o qual tem sido associado ao

elevado nível deflectométrico da estrutura.

Portanto, fica registrado que alguma medida deve ser tomada, de forma a evitar a

deterioração acelerada do trecho em estudo, e venha garantir assim, boas condições de

segurança, conforto e rolamento.


375

CAPÍTULO VICONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

6.1 – Conclusões

• Com base nos resultados obtidos pode-se inferir a seguinte premissa: que a

incompatibilidade de rigidez da base com o revestimento frente ao número de

solicitações na qual a estrutura esteve submetida foi um dos fatores que

culminaram no trincamento prematuro do revestimento.

• Embasado no estudo paramétrico realizado com o programa ELSYM5, é proposta

solução de reciclagem da base existente com incorporação de cimento em peso,

com porcentagem a ser determinada em laboratório, por atender aos critérios de

deformação específica de tração sob a camada de SMA e deformação plástica no

topo do subleito para a projeção do novo número N.

• Com fundamento no método do VPL, foi estimado os custos relativos as

intervenções funcionais, que resultaram em custos menores que a opção de

restauração do trecho em estudo. A opção de execução de TSD com polímero

resultou em R$375.814,00/km e a de execução de micro revestimento com

polímero em R$549.387,00/km.

• Os métodos DNER PRO-11 e DNER PRO-269 apontaram espessuras de reforço

para os quatro segmentos homogêneos bastante diferentes. Os métodos retro

mencionados possuem limitação quando utilizados em trecho apresentando

condição estrutural comprometida, porém características funcionais satisfatórias.

Este fato vem ressaltar a importância da mecânica dos pavimentos no

dimensionamento racional de pavimentos novos e de reforço.

• Foi realizada simulação mecanística com o FEPAVE2 visando avaliar a influência

da variação de umidade da camada de BGS no sistema pavimento-subleito,

utilizando as umidades obtidas na curva de compactação. Foram confeccionados

corpos de prova para cada teor de umidade e em seguida realizados os ensaios


376

triaxiais dinâmicos. A análise indicou que o pequeno coeficiente de variação nos

parâmetros de deformabilidade para a camada de Binder é um indicativo de que a

variação no teor de umidade da camada de base não é fator preponderante no

comportamento estrutural do pavimento, e sim, a diferença de rigidez desta em

relação a camada de Binder, fato este corroborado nos baixos valores de módulos

encontrados na retroanálise para esta camada. No que concerne ao critério de

confiabilidade constatou-se que a camada de ligação, quanto à deformação

específica de tração, atenderia o nível de confiança de 95% para um número N de

9,9x106 e para a diferença de tensões atenderia a um numero N de até 2x107.

Portanto, a assertiva ponderada na primeira conclusão é verdadeira, ou seja, um

dos fatores preponderantes para o surgimento prematuro de trincamentos na

superfície do pavimento foi a incompatibilidade de rigidez entres as camadas de

binder e base.

• A retroanálise dos módulos de resiliência mostrou que a camada de base

constituída de brita graduada simples apresentou módulos bastante baixos

corroborando com os valores normalmente encontrados para este tipo de material

em outras estruturas de pavimentos flexíveis nacionais.

• Verificou-se que as camadas de base e sub-base são demasiadamente resilientes

contribuindo em média com mais de 65% na deflexão total seguida do subleito com

mais de 25% para ambas as faixas de tráfego.

• Os módulos do subleito obtidos pelo EVERCALC5 foram os que mais se

aproximaram do modelo proposto pela AASHTO (1993) para a obtenção rápida e

precisa do módulo desta camada.

• O estudo correlacionando os defeitos de superfície com os módulos resilientes da

camada de revestimento, indicou aumento dos módulos para as estações

apresentando trincamento FC-3 com baixo nível de severidade. Este

comportamento deve-se fundamentalmente a oxidação da massa asfáltica, ao

longo do tempo, que contribui para o seu enrijecimento, tornando-o mais “duro” e

“quebradiço”.


377

• O comparativo entre os programas de retroanálise através de bacias recalculadas

com o programa ELSYM5 indicou que os melhores ajustes foram obtidos com o

EVERCALC5 e RETROANA. O ajuste obtido com o ELMOD4 não foi satisfatório,

pois o programa subestimou os módulos do subleito, ocasionando a obtenção de

módulos para as outras camadas com uma menor acurácia.

• As medidas de deflexões com a viga Benkelman foram, em geral, maiores do as

obtidas com o FWD. A faixa direita apresentou uma menor dispersão nas deflexões

medidas, tendo em vista, a menor quantidade de defeitos existentes nesta faixa.

• Os levantamentos dos defeitos de superfície indicaram que todos os segmentos

homogêneos para ambas as faixas de tráfego, excetuando o SH-19(FE) com

conceito ruim, apresentam conceito variando de regular a ótimo.

• A relação entre os parâmetros da bacia (Área, ICS, ICB e IDB) e os módulos de

retroanalisados mostram uma pobre relação entre os parâmetros, devendo os

parâmetros das bacias ser utilizados apenas como fator “especulativo” das

condições estruturais do pavimento/subleito, não devendo ser utilizado em nível de

projeto.

6.2 – Sugestões para pesquisas futuras

• Realizar campanha de pesagem de eixos com objetivo de verificar se os veículos

que trafegam a rodovia estão transportando excesso de carga por eixo;

• Extrair corpos-de-prova do revestimento para a realização de ensaio de módulo de

resiliência para amostras da camada de binder e rolamento;

• Realizar levantamento de defeitos pela norma DNIT 007/2003-PRO que permite

quantificar os defeitos de superfície através da medição de sua área, como

também, utilizar outras metodologias para levantamento de defeitos, como por

exemplo: PCI, SHRP ou VIZIR;


378

• Realizar levantamento deflectométrico com o FWD considerando diferentes níveis

de carga, a fim de analisar a não linearidade das camadas de base, sub-base,

reforço e sub-leito;

• Realizar estudo de retroanálise considerando a presença de camada rígidas nos

segmentos em cortes;

• Realizar “in situ” ensaios de permeabilidade nos segmentos apresentando

tricamento e não trincados.


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391

ANEXOS


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ANEXO ADNIT 006/2003 – PRO e IGG


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ANEXO BDNER PRO-273/1994


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BACIAS DEFLECTOMÉTRICAS - FAIXA DIREITA

Trecho: CABEDELO-DIVISA PB/CESubtrecho: ENTR. PB-090/PB-ENTR. BR-104(A)/BR-408(B)/PB-095 (Campina Grande)

Lote: 03Extensão: 30,6 km

Localização Carregamento Deflexões - FWD (10-2mm) Temperatura

Estaca kmPressão Força

r1 r2 r3 r4 r5 r6 r7Superf. Ar0

cm20cm

30cm

45cm

60cm

90cm 150 cm

(Kpa) KN D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 (oC) (oC)4002 30,34 561 39,6 53,2 36,5 28,4 18,1 12,8 6,3 3,2 34 264006 30,26 549 38,8 48,7 35,2 26,4 15,3 10,0 4,1 2,0 34 264010 30,18 565 40,0 28,5 19,0 13,9 8,0 5,4 2,5 1,3 34 264014 30,10 572 40,4 34,4 21,8 15,6 8,9 6,2 2,9 1,2 34 264018 30,02 571 40,4 46,5 32,3 24,1 13,5 8,4 2,9 0,9 34 264022 29,94 571 40,3 47,1 31,1 22,9 12,7 7,9 2,8 1,2 34 264026 29,86 557 39,4 54,2 33,5 25,1 14,7 10,2 4,4 2,1 34 264030 29,78 561 39,7 43,2 28,2 20,1 11,1 7,3 3,2 1,5 34 264034 29,70 569 40,2 43,7 32,3 24,5 14,8 9,9 4,6 2,1 34 264038 29,62 566 40,0 44,3 32,7 24,8 14,5 9,6 4,0 2,0 34 264042 29,54 572 40,4 56,0 37,6 28,0 16,4 11,0 4,9 2,3 34 264046 29,46 560 39,6 47,4 31,5 22,8 12,3 7,6 2,9 1,2 34 264050 29,38 566 40,0 40,2 29,0 22,0 13,1 8,9 4,0 2,0 34 264054 29,30 565 39,9 44,1 31,4 24,6 15,2 10,4 4,6 2,2 34 264058 29,22 564 39,9 52,6 35,8 26,7 15,9 10,9 5,1 2,5 34 264062 29,14 564 39,9 44,7 34,0 26,8 16,7 11,6 5,3 2,7 34 264066 29,06 547 38,7 51,0 31,0 22,0 11,5 7,0 2,9 1,5 34 264070 28,98 569 40,2 28,7 14,9 9,7 5,3 3,5 1,9 1,0 34 264074 28,90 571 40,4 41,9 30,7 23,5 14,7 10,6 5,6 3,0 34 264078 28,82 564 39,9 35,2 27,1 21,9 14,0 9,9 5,0 2,8 34 264082 28,74 558 39,4 36,5 25,2 18,9 11,6 8,3 4,3 2,4 34 264086 28,66 582 41,1 26,6 18,9 15,5 10,5 7,9 4,4 2,2 34 264090 28,58 566 40,0 54,4 35,7 24,2 14,1 10,0 5,7 3,0 34 264094 28,50 562 39,7 56,1 33,1 21,4 12,2 8,3 4,6 2,2 34 264098 28,42 564 39,9 46,7 32,4 24,1 14,2 10,0 5,1 2,7 34 264102 28,34 562 39,7 51,2 32,9 23,9 15,1 11,1 6,2 3,2 34 264106 28,26 574 40,5 49,7 36,1 26,6 15,8 11,0 4,9 2,4 34 264110 28,18 562 39,7 52,3 32,7 22,6 11,5 7,3 3,7 2,2 34 264114 28,10 559 39,5 48,0 31,9 22,7 12,6 8,3 3,8 2,2 34 264118 28,02 569 40,2 43,7 31,3 23,8 14,5 10,1 4,9 2,4 34 264122 27,94 564 39,8 49,0 31,8 22,7 12,7 8,5 4,0 2,2 34 264126 27,86 567 40,0 43,6 31,7 24,9 15,9 11,2 5,3 2,6 34 264130 27,78 560 39,6 45,7 34,3 26,9 17,5 12,8 6,5 3,0 34 264134 27,70 574 40,6 48,8 37,5 29,7 19,6 14,2 6,8 3,0 34 264138 27,62 568 40,1 57,4 39,2 28,9 17,1 11,7 5,8 3,0 34 264142 27,54 564 39,8 60,4 41,6 30,9 18,0 12,1 5,9 3,1 34 264146 27,46 562 39,7 54,9 40,1 30,8 17,6 11,8 5,3 2,7 34 264150 27,38 564 39,9 45,5 34,6 24,4 13,5 9,0 3,9 2,1 34 264154 27,30 563 39,8 48,6 32,6 24,2 14,6 10,2 5,1 3,0 34 264158 27,22 561 39,7 51,3 36,8 28,2 17,3 11,8 5,7 2,7 34 264162 27,14 575 40,7 43,5 31,8 24,8 15,4 10,6 4,6 2,4 34 264166 27,06 567 40,1 58,7 38,0 27,0 14,7 9,8 4,9 2,7 34 264170 26,98 570 40,3 55,6 36,1 25,9 14,2 9,3 4,2 2,2 43,1 37,8


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5140 8,06 568,00 40,1 43,4 32,8 26,1 16,8 11,9 5,3 1,9 32,30 26,205144 7,98 567,00 40,1 44,3 33,2 26,4 16,9 11,9 5,1 1,9 34,00 26,005148 7,90 562,00 39,7 56,4 43,3 34,7 22,9 16,7 7,8 2,8 33,10 26,405152 7,82 563,00 39,8 58,3 44,3 35,3 23,2 16,9 7,8 2,8 31,90 26,405156 7,74 565,00 40,0 45,6 36,0 29,9 20,6 15,3 7,2 2,5 32,40 26,705160 7,66 562,00 39,7 46,5 36,4 30,2 20,6 15,2 7,0 2,4 32,30 27,005164 7,58 572,00 40,4 43,2 34,9 28,7 19,8 14,9 7,2 2,8 30,80 27,205168 7,50 555,00 39,2 43,2 34,6 28,5 19,5 14,6 6,9 2,6 38,60 27,005172 7,42 569,00 40,2 36,4 29,7 24,6 17,0 12,6 6,5 2,9 40,10 27,005176 7,34 566,00 40,0 37,0 30,2 25,0 17,1 12,6 6,5 2,6 39,90 27,105180 7,26 566,00 40,0 40,4 30,6 24,3 16,1 12,0 6,4 3,1 39,40 27,605184 7,18 572,00 40,4 41,7 31,5 24,9 16,4 12,1 6,4 3,1 40,00 27,305188 7,10 562,00 39,8 43,9 33,9 27,0 17,7 12,7 6,1 2,7 39,40 27,705192 7,02 562,00 39,7 44,6 33,8 27,1 17,6 12,5 6,1 2,7 40,10 27,605196 6,94 565,00 39,9 39,2 29,2 23,1 14,7 10,5 4,9 2,0 34,50 27,505200 6,86 570,00 40,3 40,6 30,0 23,7 15,0 10,5 4,9 1,9 33,10 27,905204 6,78 572,00 40,4 53,7 43,3 35,6 24,4 18,3 9,3 4,0 33,60 27,705208 6,70 559,00 39,5 53,5 42,8 35,0 23,9 17,8 8,9 3,9 33,50 27,405212 6,62 568,00 40,1 48,0 37,7 30,2 19,4 13,6 5,6 2,5 34,10 27,305216 6,54 554,00 39,2 48,5 37,9 30,2 19,2 13,4 5,5 2,3 34,10 27,705220 6,46 569,00 40,2 36,3 27,1 21,6 14,0 9,9 4,9 2,0 34,10 27,505224 6,38 573,00 40,5 37,3 28,1 22,3 14,5 10,1 4,8 2,0 34,00 27,605228 6,30 567,00 40,1 47,6 35,4 28,3 18,3 13,0 5,6 1,9 34,00 27,205232 6,22 553,00 39,1 48,4 35,8 28,3 18,1 12,8 5,4 1,8 34,10 27,105236 6,14 565,00 39,9 34,7 28,3 23,6 17,1 13,3 7,3 3,1 34,40 26,905240 6,06 564,00 39,8 35,5 28,9 24,0 17,3 13,4 7,3 3,1 34,50 26,605244 5,98 569,00 40,2 44,9 35,4 28,2 19,1 14,1 7,2 3,5 34,90 26,605248 5,90 561,00 39,6 45,9 36,1 28,7 19,3 14,2 7,3 3,4 34,70 27,205252 5,82 568,00 40,1 47,3 36,2 28,5 17,8 12,5 5,4 2,5 34,40 26,405256 5,74 567,00 40,1 48,4 36,8 28,9 17,9 12,4 5,3 2,4 34,30 26,305260 5,66 569,00 40,2 52,1 40,9 34,1 23,3 16,9 7,7 2,5 34,40 26,805264 5,58 571,00 40,4 53,6 42,1 34,9 23,8 17,2 7,7 2,4 34,20 26,005268 5,50 566,00 40,0 56,1 43,5 34,8 23,5 17,2 8,5 3,7 33,70 26,305272 5,42 563,00 39,8 57,1 44,1 35,1 23,6 17,1 8,3 3,6 33,50 26,405276 5,34 562,00 39,7 61,4 46,0 36,4 23,3 16,4 7,2 2,9 33,80 25,905280 5,26 554,00 39,2 62,6 46,3 36,4 22,9 16,1 6,9 2,8 34,20 26,405284 5,18 566,00 40,0 35,4 28,2 23,2 16,0 11,9 5,5 2,0 34,50 26,205288 5,10 583,00 41,2 37,0 29,5 24,3 16,6 12,3 5,8 2,0 34,60 26,205292 5,02 565,00 39,9 61,6 43,5 32,7 19,2 12,9 5,1 2,4 34,60 26,105296 4,94 562,00 39,8 64,4 45,0 33,5 19,4 12,8 4,8 2,1 34,60 26,005300 4,86 564,00 39,9 61,1 48,6 39,7 26,2 18,5 7,5 1,5 34,00 26,105304 4,78 546,00 38,6 60,3 48,2 39,1 25,5 17,9 7,0 1,3 34,00 25,505308 4,70 568,00 40,2 38,3 29,8 24,5 16,5 12,0 5,4 2,2 33,70 26,205312 4,62 556,00 39,3 38,8 30,2 24,6 16,4 11,8 5,4 2,2 33,50 25,505316 4,54 569,00 40,2 29,9 23,8 19,6 13,5 10,0 4,7 1,7 33,40 26,205320 4,46 575,00 40,6 31,3 25,0 20,6 14,1 10,5 4,8 1,7 33,40 25,905324 4,38 569,00 40,2 49,2 37,6 30,7 20,9 15,6 7,7 3,2 32,50 25,305328 4,30 558,00 39,4 49,4 37,4 30,3 20,4 15,1 7,3 2,9 32,70 25,605332 4,22 575,00 40,6 43,2 33,1 26,7 18,5 13,6 6,6 3,0 37,10 25,905336 4,14 559,00 39,5 43,1 32,8 26,4 18,1 13,2 6,3 2,8 41,60 25,505340 4,06 568,00 40,2 49,0 35,9 27,2 16,1 10,7 4,5 1,8 41,00 25,905344 3,98 568,00 40,1 51,0 37,1 27,9 16,4 10,7 4,4 1,7 38,20 26,005348 3,90 566,00 40,0 45,4 33,1 25,8 16,6 12,0 6,0 2,7 32,50 25,805352 3,82 555,00 39,2 46,4 33,6 26,0 16,4 11,8 5,6 2,4 32,40 25,60


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5356 3,74 564,00 39,9 35,3 28,6 23,7 16,6 12,6 6,8 3,4 32,30 25,905360 3,66 574,00 40,6 36,8 29,7 24,5 17,0 12,9 6,9 3,4 32,20 26,005364 3,58 562,00 39,7 50,8 39,6 32,4 22,0 16,1 8,1 3,8 30,70 25,505368 3,50 566,00 40,0 53,5 41,7 33,9 22,9 16,6 8,2 3,8 30,70 25,805372 3,42 563,00 39,8 43,3 33,8 26,5 16,9 11,4 4,0 0,9 31,30 25,205376 3,34 564,00 39,9 44,1 34,4 26,9 17,1 11,5 4,0 0,8 30,20 25,805380 3,26 568,00 40,1 37,0 29,3 24,0 16,0 11,4 4,9 1,8 29,70 25,605384 3,18 579,00 41,0 38,2 30,4 24,9 16,5 11,7 5,0 1,6 29,50 25,705388 3,10 589,00 41,7 45,8 36,6 30,2 20,8 15,5 7,6 3,4 30,00 25,805392 3,02 542,00 38,3 50,6 41,4 34,5 24,5 18,6 8,5 3,6 29,90 26,205396 2,94 560,00 39,6 53,5 43,7 36,4 25,8 19,5 8,7 3,5 30,20 26,405400 2,86 564,00 39,9 46,4 38,1 31,5 21,5 15,9 7,2 2,0 32,20 26,205404 2,78 570,00 40,3 47,6 39,0 32,2 21,9 16,1 7,2 2,0 30,70 25,905408 2,70 563,00 39,8 47,6 37,2 30,3 20,0 14,3 5,6 1,7 30,80 26,405412 2,62 565,00 39,9 48,7 38,3 31,1 20,4 14,3 5,6 1,6 30,90 25,905416 2,54 565,00 39,9 40,1 32,5 27,2 19,7 15,1 7,9 3,3 31,80 26,205420 2,46 561,00 39,6 40,6 32,7 27,5 19,7 15,1 7,9 3,1 31,70 25,805424 2,38 565,00 39,9 40,9 34,4 29,3 21,8 16,9 8,9 3,4 34,90 26,105428 2,30 569,00 40,2 38,9 32,9 27,8 20,1 15,4 7,8 2,8 31,80 26,405432 2,22 571,00 40,4 33,5 26,3 21,4 14,7 11,1 6,0 3,4 32,40 26,40


459

BACIAS DEFLECTOMÉTRICAS - LADO ESQUERDO

Trecho: CABEDELO-DIVISA PB/CESubtrecho: ENTR. PB-090/PB-ENTR. BR-104(A)/BR-408(B)/PB-095 (Campina Grande)

Lote: 03Extensão: 30,6 km

Localização Carregamento Deflexões - FWD (10-2mm) Temperatura

Estaca km Pressão Forçar1=0cm

r2=20cm

r3=30cm

r4=45cm

r5=60cm

r6=90cm

r7=150cm Superf. Ar

(Kpa) KN D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 (oC) (oC)4000 30,86 561,00 39,64 532 365,3 283,8 180,6 128,4 62,70 31,50 34 264005 30,76 549,00 38,83 487 352,0 264,2 152,8 99,70 40,80 19,80 34 264008 30,7 565,00 39,96 285 189,9 138,8 79,70 54,20 25,30 13,30 34 264012 30,62 572,00 40,43 343 218,3 156,3 89,20 61,70 28,60 11,60 34 264016 30,54 571,00 40,38 464 322,5 240,5 134,7 83,90 29,40 9,10 34 264020 30,46 571,00 40,33 470 310,6 229,2 126,5 78,90 28,10 11,90 34 264024 30,38 557,00 39,37 541 334,7 250,8 147,2 101,7 43,70 21,20 34 264028 30,3 561,00 39,65 432 282,1 201,4 111,2 72,80 31,80 15,10 34 264032 30,22 569,00 40,21 436 323,2 245,1 148,0 98,80 46,10 21,00 34 264036 30,14 566,00 40,01 442 326,5 248,4 144,6 95,90 40,20 20,10 34 264040 30,06 572,00 40,43 560 376,2 279,8 164,4 109,5 48,80 23,20 34 264044 29,98 560,00 39,58 473 315,1 227,9 123,1 76,10 28,70 12,30 34 264048 29,9 566,00 40,03 401 289,8 219,6 131,1 89,20 39,60 20,10 34 264052 29,82 565,00 39,90 440 314,3 245,5 151,6 104,3 46,00 21,70 34 264056 29,74 564,00 39,85 526 357,8 267,0 159,0 108,5 51,20 25,20 34 264060 29,66 564,00 39,87 447 339,5 267,8 167,4 115,7 53,40 27,00 34 264064 29,58 547,00 38,65 509 310,2 220,1 114,9 70,10 29,40 14,80 34 264068 29,5 569,00 40,18 287 149,3 96,50 52,70 34,80 18,90 10,00 34 264072 29,42 571,00 40,38 419 306,7 235,3 147,2 105,7 55,60 30,20 34 264076 29,34 564,00 39,85 352 271,2 219,2 140,0 98,90 50,20 27,80 34 264080 29,26 558,00 39,43 365 251,7 189,1 116,2 83,00 43,00 24,20 34 264084 29,18 582,00 41,14 266 188,8 154,8 105,0 78,90 43,70 22,20 34 264088 29,1 566,00 40,01 544 357,4 242,4 141,3 100,3 57,00 29,90 34 264092 29,02 562,00 39,71 560 330,5 213,6 121,5 83,00 45,90 21,50 34 264096 28,94 564,00 39,85 467 323,6 241,1 142,4 100,1 51,10 27,40 34 264100 28,86 562,00 39,73 512 328,5 238,8 150,5 110,7 62,30 31,80 34 264104 28,78 574,00 40,54 497 361,2 266,3 158,0 109,9 48,90 23,80 34 264108 28,7 562,00 39,71 522 326,7 225,9 114,5 73,20 36,70 22,00 34 264112 28,62 559,00 39,48 479 319,1 227,1 125,8 82,50 38,10 22,30 34 264116 28,54 569,00 40,18 436 312,5 238,1 144,9 100,8 48,80 24,00 34 264120 28,46 564,00 39,83 489 318,0 227,2 126,6 84,50 39,90 21,80 34 264124 28,38 567,00 40,04 436 317,0 249,0 158,6 112,4 53,30 25,80 34 264128 28,3 560,00 39,57 456 342,8 268,9 175,4 128,0 65,20 29,60 34 264132 28,22 574,00 40,56 487 374,8 297,3 196,0 141,8 68,10 30,20 34 264136 28,14 568,00 40,14 573 392,3 288,9 171,3 117,1 57,70 29,90 34 264140 28,06 564,00 39,83 604 416,4 309,2 179,8 121,4 58,90 31,30 34 264144 27,98 562,00 39,73 549 400,8 307,6 175,6 117,9 53,10 27,10 34 264148 27,9 564,00 39,85 454 345,6 243,8 135,4 90,00 38,60 21,00 34 264152 27,82 563,00 39,76 485 326,1 242,4 145,9 101,5 50,50 29,60 34 264156 27,74 561,00 39,68 512 368,3 282,4 172,6 118,4 57,00 27,30 34 264160 27,66 575,00 40,67 434 317,6 247,9 154,4 106,3 46,10 23,60 34 264164 27,58 567,00 40,06 587 379,5 270,1 147,4 98,20 49,00 26,70 34 264168 27,5 570,00 40,26 555 360,7 258,5 142,0 92,50 42,40 22,10 34 264172 26,94 553,00 39,09 45,5 33,74 26,09 15,70 10,54 4,71 2,30 46,50 35,40


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5154 7,78 530 37,43 120 88,56 64,73 32,39 18,18 6,29 2,07 35,4 305158 7,7 582 41,1 52,9 43,73 37,02 26,29 19,85 10,01 3,56 37,6 29,45162 7,62 559 39,5 74,9 57,05 43,48 25,69 17,23 7,21 2,77 37,9 305166 7,54 544 38,47, 81,7 61,99 46,17 26,34 17,33 6,07 2,27 37,8 29,75170 7,46 578 40,88 34,6 26,97 21,33 13,29 9,18 3,9 1,87 37,3 30,15174 7,38 564 39,85 69,8 54,64 42 25,12 16,98 7,29 2,74 37,5 29,95178 7,3 553 39,11 59,0 46,27 36,24 21,81 14,17 6,34 2,97 36,7 305182 7,22 563 39,76 54,1 41,61 32,92 20,4 13,65 5,57 2,01 37,6 29,55186 7,14 571 40,35 43,3 30,42 23,91 15,67 11,92 6,98 3,72 39,2 305190 7,06 570 40,26 59,9 45,72 35,8 22,59 15,86 7,3 2,65 36,4 29,45194 6,98 557 39,37 57,7 44,51 34,73 21,14 14,35 6,44 3,06 36,8 29,85198 6,9 568 40,17 50,1 39,8 32,29 21,15 14,96 6,66 2,76 36,9 305202 6,82 576 40,7 55,4 40,96 31,39 17,13 11,25 4,66 2,26 37,1 28,85206 6,74 572 40,43 90,5 67,06 49,59 28,04 18,54 8,32 3,67 37 29,65210 6,66 558 39,41 94,4 69,82 51,85 28,9 19,06 8,12 3,69 37,1 29,95214 6,58 553 39,09 86,2 61,35 45,09 23,11 12,87 4,12 2,05 36,2 29,95218 6,5 561 39,68 48,4 36,72 28,3 16,36 11,09 4,8 2,57 37,3 29,75222 6,42 571 40,35 55,2 40,56 29,65 15,95 10,07 3,39 1,66 37 29,65226 6,34 569 40,21 62,8 45,25 32,64 17,75 11,35 4,07 1,71 36,1 305230 6,26 569 40,21 73,8 53,92 40,42 21,7 13 5,14 2,31 36,2 29,75234 6,18 555 39,23 95,0 68,84 49,12 22,62 13,11 4,25 2,04 36,5 30,25238 6,1 552 39,98 70,1 50,37 37,89 20,95 13,59 5,06 2,07 39,1 30,15242 6,02 579 40,93 41,8 32,47 26,68 18,34 13,98 7,28 2,83 37,2 305246 5,94 565 39,94 69,2 51,51 40,49 25,55 17,38 7,15 2,2 36,5 29,85250 5,86 558 39,44 71,2 54,39 41,83 24,41 15,98 6,79 3,55 37 305254 5,78 564 39,83 69,1 51,66 36,53 18,89 11,23 3,43 1,61 38,3 29,55258 5,7 570 40,29 70,7 51,76 38,11 20,14 12,37 4,66 2,52 36,6 29,85262 5,62 561 39,65 70,4 57,34 43,38 24,17 15,97 6,61 2,76 36,4 29,85266 5,54 561 39,68 70,3 58,74 45,56 29,23 20,74 7,34 2,45 36,2 29,55270 5,46 571 40,35 55,2 44,4 36,81 25,25 18,42 8,51 3,16 36,7 29,55274 5,38 555 39,25 81,0 60,23 45,89 25,86 16,87 7,68 3,46 35,9 305278 5,3 568 40,15 55,5 42,79 33,94 21,58 15,38 6,77 2,32 36,3 29,95282 5,22 561 39,68 66,6 49 38,3 21,63 13,83 5,92 2,75 36,6 29,75286 5,14 560 39,58 70,6 54,14 41,09 22,91 16,51 6,51 2,63 36,9 29,85290 5,06 564 39,89 51,4 40,86 32,86 21,01 14,5 5,47 1,26 37 30,45294 4,98 566 39,97 46,6 36,85 31 20,92 15,04 6,73 3,06 37,2 30,15298 4,9 554 39,16 50,6 40,4 32,08 19,89 13,54 5,35 2,02 38,1 29,85302 4,82 588 41,56 49,4 36,31 27,53 16,56 11,24 4,84 2,16 37,6 29,55306 4,74 545 38,49 87,2 66,2 50,87 30,52 20,33 7,21 1,41 37,6 29,45310 4,66 561 39,68 43,3 34,5 27,94 18,25 12,96 5,51 2,36 37,6 29,85314 4,58 570 40,28 42,9 33,21 26,6 17,21 12,22 5,48 2,34 37,7 30,25318 4,5 556 39,3 52,7 41,82 33,75 22,03 14,52 6,41 2,76 37,7 30,25322 4,42 561 39,68 41,6 32,76 26,57 17,41 12,3 5,32 1,87 37,9 30,15326 4,34 585 41,34 32,3 25,39 20,6 13,85 10,13 4,82 1,95 38,2 29,95330 4,26 561 39,68 76,7 61,53 50,26 33,01 23,67 10,13 3,26 37 30,35334 4,18 566 40,03 45,6 34,57 26,92 16,93 12,03 5,85 2,66 37,3 29,85338 4,1 566 40,01 59,9 45,45 34,73 21,06 14,84 6,74 3,06 37,5 29,35342 4,02 560 39,58 62,0 48,18 37,33 22,67 15,7 7,2 3,14 37,1 305346 3,94 565 39,94 54,1 40,74 31,06 19,09 13,28 5,97 2,47 37 305350 3,86 607 42,91 72,6 59,96 47,18 31,5 23,88 10,37 3,78 36 29,65354 3,78 570 40,29 56,8 43,74 34,06 20,9 14,24 5,55 2,22 36,2 29,85358 3,7 557 39,36 57,7 40,01 27,42 12,78 7,63 3,31 1,71 35,5 29,85362 3,62 571 40,36 62,0 48,17 37,81 23,61 16,7 8,19 3,95 35,8 29,65366 3,54 570 40,29 62,9 49,9 40,54 27,34 19,81 9,09 3,07 36,4 29,5


465

5370 3,46 571 40,33 88,8 66,35 51,09 30,38 20,64 9,24 4,22 36,9 29,45374 3,38 550 38,38 115 85,97 63,44 32,5 19,98 7,69 3,53 35 29,35378 3,3 572 40,43 85,7 66,13 49,03 25,92 15,82 5,55 2,03 36,5 29,45382 3,22 542 38,33 102 80,06 60,61 32,54 19,02 7,43 3,49 38,4 28,95386 3,14 563 39,78 59,9 45,94 37,05 23,5 14,58 5,7 2,27 39,2 28,75390 3,06 572 40,42 48,3 37,5 30,26 20,05 14,46 7,23 3,39 38,9 295394 2,98 557 39,37 73,0 59,68 47,36 33,44 24,62 10,87 4,08 36,6 28,95398 2,9 580 40,98 69,3 55,41 41,69 25,51 17,5 6,23 1,69 34,8 29,15402 2,82 568 40,17 105 76,6 57,29 29,66 17,62 5,61 1,69 34 28,75406 2,74 554 39,16 92,1 69,8 53,74 31,45 20,91 9,37 4,07 35,9 28,65410 2,66 553 39,09 82,2 66,49 52,73 31,01 23,48 10,09 2,94 36 28,85414 2,58 567 40,06 49,7 41,54 34,94 25,05 19,44 9,95 3,78 35,3 28,45418 2,5 566 39,97 57,5 47 39,26 23,73 18,19 8,68 3,31 36,1 28,35422 2,42 552 38,98 52,0 44,28 37,24 26,76 20,55 9,96 3,44 38,7 28,35426 2,34 550 38,9 69,7 55,63 45,42 31,34 22,92 10,59 4 37,1 28,15430 2,26 555 39,25 52,0 42,66 34,96 23,85 17,82 8,61 3,04 35,9 27,55434 2,18 563 39,82 42,6 34,32 28,04 19,1 14,09 7,02 3,31 35,2 28


466

ANEXO CDNER ME-024/1994


467

ESTAÇÃO LADO SEÇÃO CURVA L0 Lf L25 D0 D25 R(est. ou km) (E-D) TRANSV. (E-D)

4002 D A T 500 485 604006 D A D 500 489 444010 D A D 500 490 404014 D SNA E 500 486 495 56 36 1564018 D SNA E 500 482 724022 D SNA D 500 484 644026 D A D 500 484 644030 D A T 500 480 804034 D A T 500 485 604038 D A T 500 484 494 64 40 1304042 D A T 500 488 484046 D A T 500 485 604050 D A T 500 485 604054 D A T 500 488 484058 D A T 500 487 524062 D A T 500 490 497 40 28 2604066 D A T 500 484 644070 D A T 500 487 524074 D A T 500 487 524078 D A T 500 490 404082 D A T 500 489 444086 D A T 500 489 496 44 28 1954090 D A T 500 490 404094 D A T 500 483 684098 D A T 500 488 484102 D A T 500 484 644106 D A T 500 479 844110 D A T 500 482 493 72 44 1124114 D A T 500 484 644118 D A T 500 486 564122 D A T 500 486 564126 D A T 500 486 564130 D A T 500 485 604134 D A T 500 486 495 56 36 1564138 D A T 500 488 484142 D A T 500 483 684146 D A T 500 487 524150 D A T 500 486 564154 D A T 500 485 604158 D A T 500 484 494 64 40 1304162 D A T 500 485 604166 D A T 500 484 644170 D SNA T 500 480 804174 D A T 500 480 804178 D A T 500 487 524182 D A E 500 484 495 64 44 156

D0 = k (L0 - Lf) D25 = (L25 - Lf) x k Rc = 6.250/ 2(D0 - D25)k =

4,00

DEFLEXÕES E RAIOS DE CURVATURA-VIGA BENKELMAN


468


4186 D A E 500 487 524190 D A E 500 488 484194 D A E 500 490 404198 D A E 500 475 1004202 D A 500 486 564206 D A 500 478 490 88 48 784210 D A 500 487 524214 D SNA 500 483 684218 D SNA 500 479 844222 D A 500 483 684226 D A 500 480 804230 D A 500 486 495 56 36 1564234 D A 500 490 404238 D A 500 483 684242 D A 500 486 564246 D A 500 481 764250 D A 500 480 804254 D A 500 485 494 60 36 1304258 D A 500 487 524262 D A 500 484 644266 D A 500 490 404270 D A 500 480 804274 D SNA 500 477 924278 D C 500 475 489 100 56 714282 D C 500 474 1044286 D A 500 480 804290 D A 500 483 684294 D A 500 482 724298 D C 500 480 804302 D SNA 500 480 804306 D A 500 483 493 68 40 1124310 D A 500 480 804314 D C 500 473 1084318 D C 500 485 604322 D SNA 500 487 524326 D SNA 500 480 804330 D SNA 500 483 494 68 44 1304334 D SNA 500 485 604338 D C 500 484 644342 D SNA 500 484 644346 D A 500 485 604350 D A 500 483 684354 D SNA 500 485 494 60 36 1304358 D A 500 484 644362 D A T 500 478 884366 D C T 500 480 80


4,00



469


4370 D SNA T 500 483 684374 D A T 500 480 804378 D A T 500 483 684382 D C T 500 480 494 80 56 1304386 D SNA T 500 476 964390 D C T 500 480 804394 D C D 500 470 1204398 D C D 500 486 564402 D A D 500 480 492 80 48 984406 D C T 500 479 844410 D C D 500 478 884414 D A T 500 480 804418 D A T 500 483 684422 D A T 500 484 644426 D A T 500 480 804430 D C T 500 483 493 68 40 1124434 D C T 500 482 724438 D C T 500 480 804442 D A T 500 484 644446 D A T 500 481 764450 D A T 500 482 74 45 1084454 D A T 500 481 764458 D A T 500 483 704462 D A T 500 479 844466 D A T 500 478 884470 D A T 500 483 704474 D A T 500 483 684478 D A T 500 475 489 100 56 714482 D A T 500 478 884486 D A T 500 478 884490 D A T 500 480 804494 D SNA T 500 485 604498 D SNA T 500 490 404502 D A E 500 485 495 60 40 1564506 D A E 500 482 724510 D SNA E 500 479 844514 D A T 500 480 804518 D A T 500 478 884522 D A T 500 478 884526 D A T 500 479 491 84 48 874530 D A T 500 486 564534 D SNA E 500 484 644538 D SNA E 500 483 684542 D SNA E 500 485 604546 D A D 500 484 644550 D A D 500 485 495 60 40 156


4,00



470


4554 D A D 500 484 644558 D SNA E 500 485 604562 D SNA E 500 490 404566 D SNA E 500 483 684570 D A E 500 485 604574 D A T 500 480 492 80 48 984578 D A T 500 483 684582 D A T 500 480 804586 D SNA T 500 485 604590 D SNA E 500 488 484594 D A E 500 480 804598 D SNA T 500 481 493 76 48 1124602 D SNA T 500 483 684606 D A T 500 485 604610 D SNA T 500 484 644614 D SNA T 500 485 604618 D SNA T 500 485 604622 D SNA T 500 484 495 64 44 1564626 D SNA T 500 487 524630 D T 500 486 564634 D SNA T 500 485 604638 D A T 500 487 524642 D A T 500 488 484646 D A T 500 487 496 52 36 1954650 D SNA E 500 485 604654 D SNA E 500 482 724658 D A E 500 485 604662 D A T 500 487 524666 D A T 500 488 484670 D A T 500 482 494 72 48 1304674 D A T 500 480 804678 D A T 500 484 644682 D A T 500 486 564686 D A T 500 483 684690 D A E 500 484 644694 D A E 500 479 491 84 48 874698 D A E 500 479 844808 D A D 500 483 684812 D A D 500 481 764816 D A D 500 487 496 52 36 1954820 D SNA D 500 490 404824 D A T 500 487 524828 D SNA T 500 493 284832 D SNA T 500 492 324836 D A T 500 483 684840 D SNA T 500 490 497 40 28 260


4,00



471


4844 D SNA T 500 490 404848 D SNA T 500 490 404852 D SNA E 500 484 644856 D A E 500 482 724860 D SNA E 500 484 644864 D A E 500 479 491 84 48 874868 D A T 500 486 564872 D A T 500 488 484876 D A T 500 484 644880 D A T 500 486 564884 D A T 500 490 404888 D A T 500 489 496 44 28 1954892 D A T 500 490 404896 D SNA E 500 486 564900 D A E 500 485 604904 D A T 500 490 404908 D SNA T 500 488 484912 D SNA D 500 489 496 44 28 1954916 D SNA D 500 490 404920 D SNA E 500 486 564924 D A E 500 487 524928 D SNA E 500 489 444932 D A E 500 487 524936 D SNA E 500 488 496 48 32 1954940 D SNA T 500 486 564944 D A T 500 490 404948 D A T 500 489 444952 D A T 500 490 404956 D SNA D 500 488 484960 D SNA D 500 490 497 40 28 2604964 D SNA T 500 487 524968 D A T 500 486 564972 D A D 500 485 604976 D SNA D 500 489 444980 D SNA D 500 486 564984 D A D 500 487 496 52 36 1954988 D A T 500 485 604992 D A T 500 486 564996 D SNA T 500 485 605000 D A T 500 490 405004 D A T 500 488 485008 D A T 500 485 495 60 40 1565012 D A D 500 484 645016 D A D 500 478 885020 D A D 500 480 805024 D A T 500 484 64


4,00



472


5028 D A T 500 485 605032 D A T 500 482 494 72 48 1305036 D A T 500 483 685040 D A T 500 486 565044 D SNA T 500 485 605048 D SNA T 500 484 645052 D SNA D 500 485 605056 D SNA D 500 488 496 48 32 1955060 D A T 500 486 565064 D SNA T 500 487 525068 D SNA T 500 485 605072 D A T 500 488 485076 D A T 500 484 645080 D A T 500 485 495 60 40 1565084 D SNA T 500 483 685088 D SNA D 500 487 525092 D SNA D 500 484 645096 D SNA T 500 485 605100 D A T 500 486 565104 D A T 500 484 495 64 44 1565108 D A T 500 485 605112 D A T 500 484 645116 D A E 500 481 765120 D A E 500 478 885124 D A E 500 480 805128 D A E 500 481 494 76 52 1305132 D A E 500 479 845136 D A T 500 482 725140 D A T 500 485 605144 D A T 500 483 685148 D A T 500 482 725152 D SNA T 500 479 491 84 48 875156 D A D 500 485 605160 D A D 500 485 605164 D A D 500 482 725168 D SNA D 500 488 485172 D SNA T 500 484 645176 D A D 500 486 496 56 40 1955180 D SNA E 500 481 765184 D A E 500 486 565188 D SNA E 500 481 765192 D A D 500 485 605196 D A D 500 488 485200 D A T 500 482 493 72 44 1125204 D A T 500 483 685208 D A D 500 480 80


4,00



473


5212 D A D 500 479 845216 D A D 500 484 645220 D A D 500 484 645224 D SNA T 500 488 496 48 32 1955228 D A T 500 487 525232 D A D 500 483 685236 D A D 500 480 805240 D SNA D 500 481 765244 D SNA T 500 479 845248 D A T 500 480 492 80 48 985252 D A T 500 482 725256 D A T 500 484 645260 D SNA T 500 488 485264 D SNA T 500 482 725268 D A T 500 480 805272 D SNA T 500 481 493 76 48 1125276 D SNA T 500 482 725280 D A T 500 475 1005284 D A T 500 477 925288 D A T 500 477 925292 D A E 500 480 805296 D A E 500 475 490 100 60 785300 D SNA E 500 470 1205304 D SNA D 500 483 685308 D A D 500 484 645312 D A E 500 482 725316 D A E 500 486 565320 D SNA E 500 485 495 60 40 1565324 D A E 500 490 405328 D A E 500 485 605332 D A D 500 488 485336 D A D 500 486 565340 D A T 500 488 485344 D A T 500 487 496 52 36 1955348 D A T 500 488 485352 D A T 500 487 525356 D A T 500 487 525360 D A T 500 482 725364 D A E 500 482 725368 D A E 500 480 492 80 48 985372 D A T 500 485 605376 D SNA T 500 487 525380 D A T 500 480 805384 D A T 500 484 645388 D A T 500 487 525392 D A T 500 482 493 72 44 112


4,00



474


5396 D A T 500 486 565400 D A T 500 484 645404 D A T 500 479 845408 D A D 500 482 725412 D A D 500 485 605416 D A E 500 483 494 68 44 1305420 D A E 500 487 525424 D SNA E 500 485 605428 D A E 500 486 565432 D A D 500 490 40


4,00



475


4000 E A D 500 484 644004 E A D 500 483 684008 E A D 500 485 604012 E SNC E 500 475 490 100 60 784016 E SNC E 500 478 884020 E SNC D 500 481 764024 E SNC D 500 484 644028 E SNC D 500 485 604032 E A T 500 481 764036 E A T 500 482 493 72 44 1124040 E A T 500 477 924044 E A T 500 482 724048 E A T 500 484 644052 E A T 500 478 884056 E A T 500 483 684060 E A T 500 481 492 76 44 984064 E A T 500 490 404068 E A T 500 490 404072 E A T 500 485 604076 E A T 500 483 684080 E A T 500 486 564084 E A T 500 485 494 60 36 1304088 E A T 500 484 644092 E A T 500 480 804096 E A T 500 480 804100 E A T 500 481 764104 E A T 500 482 724108 E A T 500 478 491 88 52 874112 E A T 500 480 804116 E A T 500 480 804120 E A T 500 477 924124 E A T 500 479 844128 E A T 500 479 844132 E A T 500 472 488 112 64 654136 E A T 500 484 644140 E A T 500 479 844144 E A T 500 478 884148 E A T 500 478 884152 E A T 500 486 564156 E A T 500 482 493 72 44 1124160 E A T 500 481 764164 E A T 500 486 564168 E SNC T 500 484 644172 E SNC T 500 482 724176 E A T 500 481 764180 E A T 500 480 492 80 48 98

D0 = k (L0 - Lf) D25 = (L25 - Lf) x k Rc = 6.250/ 2(D0 - D25) k = 4



476

ESTAÇÃO LADO SEÇÃO CURVAL0 Lf L25 D0 D25 R

(est. ou km) (E-D) TRANSV. (E-D)

4184 E A D 500 486 564188 E A D 500 483 684192 E A D 500 485 604196 E A D 500 488 484200 E PONTE S/ RIO BACAMARTE 0 5004204 E A T 500 488 484208 E A E 500 485 494 60 36 130,214212 E SNC E 500 477 924216 E SNC E 500 485 604220 E A E 500 481 764224 E A E 500 475 1004228 E A T 500 479 844232 E A D 500 475 490 100 60 78,1254236 E A D 500 480 804240 E A D 500 479 844244 E A D 500 481 764248 E A D 500 476 964252 E SNC T 500 473 1084256 E A T 500 485 495 60 40 156,254260 E A E 500 478 884264 E A E 500 480 804268 E A E 500 482 724272 E A E 500 478 884276 E C E 500 475 1004280 E C E 500 483 494 68 44 130,214284 E C E 500 480 804288 E A T 500 480 804292 E A T 500 483 684296 E SNC T 500 481 764300 E C T 500 477 924304 E A T 500 487 496 52 36 195,314308 E A T 500 475 1004312 E A T 500 483 684316 E C T 500 480 804320 E SNC T 500 480 804324 E SNC D 500 481 764328 E SNC D 500 481 493 76 48 111,614332 E SNC D 500 486 564336 E SNC D 500 484 644340 E SNC T 500 482 724344 E SNC T 500 482 724348 E A T 500 470 1204352 E SNC T 500 481 492 76 44 97,6564356 E SNC T 500 480 804360 E A T 500 483 684364 E SNC T 500 483 68

D0 = k (L0 -Lf)

D25 = (L25 - Lf) x k Rc = 6.250/ 2(D0 -D25)

k = 4



477


4368 E C T 500 481 764372 E A T 500 482 724376 E A T 500 481 492 76 44 97,6564380 E A T 500 476 964384 E C T 500 476 964388 E C T 500 470 1204392 E C E 500 483 684396 E C E 500 482 724400 E A T 500 480 491 80 44 86,8064404 E C E 500 485 604408 E C E 500 476 964412 E C T 500 480 804416 E A T 500 477 924420 E C T 500 468 1284424 E A T 500 476 490 96 56 78,1254428 E A T 500 485 604432 E C T 500 479 844436 E C T 500 484 644440 E C T 500 485 604444 E A T 500 477 924472 E A T 500 470 488 120 72 65,1044476 E A T 500 475 1004480 E A T 500 485 604484 E A T 500 474 1044488 E A T 500 474 1044492 E A T 500 490 404496 E SNC T 500 476 490 96 56 78,1254500 E A T 500 478 884504 E A D 500 485 604508 E A D 500 483 684512 E SNC T 500 475 1004516 E A T 500 456 1764520 E A T 500 485 495 60 40 156,254524 E A T 500 480 804528 E A T 500 477 924532 E A T 500 480 804536 E A T 500 478 884540 E A T 500 483 684544 E A E 500 478 491 884548 E A E 500 479 844552 E A E 500 475 1004556 E SNC E 500 475 1004560 E SNC D 500 480 804564 E SNC D 500 480 804568 E SNC T 500 475 490 100 60 78,1254572 E A T 500 468 128




478


4576 E A T 500 470 1204580 E A T 500 468 1284584 E A T 500 470 1204588 E SNC D 500 470 1204592 E A D 500 480 492 80 48 97,6564596 E A D 500 473 1084600 E SNC T 500 480 804604 E SNC T 500 470 1204608 E SNC T 500 470 1204612 E SNC T 500 475 1004616 E A T 500 470 487 120 68 60,0964620 E SNC T 500 470 1204624 E SNC T 500 468 1284628 E SNC T 500 470 1204632 E SNC T 500 470 1204636 E A T 500 470 1204640 E A T 500 468 486 128 72 55,8044644 E A T 500 470 1204648 E SNC T 500 485 604652 E SNC E 500 480 804656 E SNC E 500 485 604660 E A T 500 483 684664 E A T 500 485 495 60 40 156,254668 E A T 500 480 804672 E A T 500 480 804676 E A T 500 484 644680 E A T 500 478 884684 E A T 500 485 604688 E A E 500 485 494 60 36 130,214692 E A E 500 486 564696 E A E 500 485 604802 E A T 500 480 804806 E A D 500 470 1204810 E A D 500 470 486 120 64 55,8044814 E A D 500 475 1004818 E SNC D 500 485 604822 E SNC T 500 488 484826 E SNC T 500 485 604830 E SNC T 500 485 604834 E SNC T 500 483 494 68 44 130,214838 E SNC T 500 485 604842 E SNC T 500 485 604846 E SNC T 500 480 804850 E SNC E 500 475 1004854 E A E 500 488 484858 E SNC E 500 485 494 60 36 130,21




479


4862 E SNC E 500 484 644866 E A T 500 485 604870 E A T 500 485 604874 E A T 500 485 604878 E A T 500 475 1004882 E PONTE S/ RIO 0 500 0 -4886 E A T 500 480 491 80 44 86,8064890 E A T 500 485 604894 E C E 500 480 804898 E C E 500 485 604902 E A T 500 480 804906 E A T 500 480 804910 E A D 500 473 488 108 60 65,1044914 E SNC E 500 475 1004918 E SNC E 500 482 724922 E A E 500 484 644926 E SNC E 500 485 604930 E A E 500 485 604934 E A E 500 470 487 120 68 60,0964938 E SNC T 500 475 1004942 E A T 500 480 804946 E A T 500 483 684950 E A T 500 485 604954 E SNC D 500 478 884958 E SNC D 500 485 495 60 40 156,254962 E 0 D 500 480 804966 E 0 T 500 485 604970 E 0 T 500 478 884974 E 0 D 500 480 804978 E 0 D 500 485 604982 E 0 D 500 483 494 68 44 130,214986 E 0 T 500 483 684990 E 0 T 500 480 804994 E 0 T 500 482 724998 E 0 T 500 480 805002 E 0 T 500 480 805006 E 0 T 500 476 490 96 56 78,1255010 E 0 E 500 475 1005014 E 0 E 500 475 1005018 E 0 E 500 474 1045022 E 0 E 500 470 1205026 E 0 T 500 475 1005030 E 0 T 500 470 487 120 68 60,0965034 E 0 T 500 475 1005038 E 0 T 500 475 1005042 E 0 T 500 465 140




480


5046 E 0 T 500 470 1205050 E 0 D 500 470 1205054 E 0 D 500 480 492 80 48 97,6565058 E 0 D 500 480 805062 E 0 T 500 475 1005066 E 0 T 500 475 1005070 E 0 T 500 480 805074 E 0 T 500 475 1005078 E 0 T 500 475 490 100 60 78,1255082 E 0 T 500 480 805086 E 0 D 500 475 1005090 E 0 D 500 480 805094 E 0 T 500 475 1005098 E 0 T 500 473 1085102 E 0 T 500 468 486 128 72 55,8045106 E 0 T 500 470 1205110 E 0 T 500 474 1045114 E 0 T 500 470 1205118 E 0 E 500 473 1085122 E 0 E 500 475 1005126 E 0 E 500 480 492 80 48 97,6565130 E 0 E 500 484 645134 E 0 T 500 477 925138 E 0 T 500 478 885142 E 0 T 500 478 885146 E 0 T 500 465 1405150 E 0 T 500 460 481 160 92 41,1185154 E 0 T 500 458 1685158 E 0 D 500 470 1205162 E 0 D 500 474 1045166 E 0 D 500 470 1205170 E 0 D 500 476 965174 E 0 D 500 470 486 120 64 55,8045178 E 0 D 500 480 805182 E 0 E 500 485 605186 E 0 E 500 476 965190 E 0 E 500 475 1005194 E 0 D 500 482 725198 E 0 T 500 480 491 80 44 86,8065202 E 0 T 500 475 1005206 E 0 D 500 460 1605210 E 0 D 500 475 1005214 E 0 D 500 465 1405218 E 0 D 500 476 965222 E 0 T 500 475 490 100 60 78,1255226 E 0 T 500 477 92




481


5230 E 0 T 500 475 1005234 E T 500 475 1005238 E 0 D 500 480 805242 E 0 T 500 460 1605246 E 0 T 500 460 482 160 88 43,4035250 E 0 T 500 474 1045254 E 0 T 500 473 1085258 E 0 T 500 465 1405262 E 0 T 500 475 1005266 E 0 T 500 478 885270 E 0 T 500 460 481 160 84 41,1185274 E 0 T 500 473 1085278 E 0 T 500 475 1005282 E 0 T 500 475 1005286 E 0 T 500 471 1165290 E 0 T 500 473 1085294 E 0 E 500 475 489 100 56 715298 E 0 E 500 482 725302 E 0 T 500 483 685306 E 0 D 500 477 925310 E 0 E 500 475 1005314 E 0 E 500 485 605318 E 0 T 500 477 490 92 52 785322 E 0 E 500 483 685326 E 0 E 500 485 605330 E 0 D 500 481 765334 E 0 D 500 480 805338 E 0 T 500 475 1005342 E 0 T 500 479 491 84 48 875346 E 0 T 500 479 845350 E 0 T 500 478 885354 E 0 T 500 480 805358 E 0 T 500 470 1205362 E 0 E 500 484 645366 E 0 E 500 479 492 84 52 985370 E 0 E 500 470 1205374 E 0 E 500 480 805378 E 0 T 500 469 1245382 E 0 T 500 463 1485386 E 0 T 500 468 1285390 E 0 T 500 473 488 108 60 655394 E 0 T 500 468 1285398 E 0 T 500 472 1125402 E 0 T 500 469 1245406 E 0 D 500 468 1285410 E 0 D 500 474 104




482


5414 E 0 E 500 472 487 112 60 605418 E 0 E 500 477 925422 E 0 T 500 483 685426 E 0 E 500 477 925430 E 0 D 500 480 805434 E 0 D 500 479 845440 E 0 T 500 484 494 64 40 130

D0 = k (L0 - Lf) D25 = (L25 - Lf) x k Rc = 6.250/ 2(D0 - D25) k = 4,00



483

ANEXOS DResultados dos ensaios dos furos 1 (estaca 4153-FD) e 4 (5381+15-FE)


484


485


486


487


488


489


490


491

ANEXOS EPesquisa Volumétrica Classificatória

AV

AL

IAÇ

ÃO

DA

S C

AR

AC

TE

RÍS

TIC

AS

FUN

CIO

NA

IS E

EST

RU

TU

RA

IS D

A R

OD

OV

IA B

R-2

30/P

B L

OT

E II

492

BR

-230

/PB

C-1

17C

AM

PIN

A G

RA

ND

E >

IN

GÁ

AU

TO2O

2C3C

2S1

2S2

2S3

3S2

3S3

2C2

2C3

OU

T.TO

T

00-0

115

23

323

01-0

211

57

427

02-0

39

13

72

2203

-04

63

34

1604

-05

134

510

83

346

05-0

630

610

164

11

674

06-0

795

715

161

51

18

149

07-0

811

616

159

21

916

808

-09

167

910

96

224

227

09-1

014

912

1611

311

202

10-1

116

65

199

12

11

921

311

-12

138

117

93

11

111

182

12-1

313

411

1511

419

194

13-1

413

410

1413

46

1920

014

-15

174

714

101

115

222

15-1

616

010

1011

518

214

16-1

715

37

117

41

1519

817

-18

126

77

122

11

1417

018

-19

815

98

11

1311

819

-20

612

56

214

9020

-21

432

45

559

21-2

228

23

43

11

547

22-2

321

24

12

636

23-2

411

36

23

25TO

TAL

2041

139

208

207

016

641

73

922

729

22%

69,8

%4,

8%7,

1%7,

1%0,

0%0,

5%2,

2%0,

0%0,

2%0,

1%0,

3%7,

8%10

0%

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S :

69,8

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1%3C

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1%nS

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0%2C

20,

1%2C

30,

3%O

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7,8%

RO

DO

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:

V.H

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V.H

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22

77,

8%

7-ju

l-04

PER

ÍOD

OH

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050100

150

200

250

00-01

02-03

04-05

06-07

08-09

10-11

12-13

14-15

16-17

18-19

20-21

22-2323-24

AV

AL

IAÇ

ÃO

DA

S C

AR

AC

TE

RÍS

TIC

AS

FUN

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EST

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A R

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R-2

30/P

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493

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C-1

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A G

RA

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GÁ

AU

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2C3C

2S1

2S2

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2C2

2C3

OU

T.TO

T

00-0

113

87

12

13

3501

-02

55

414

02-0

35

24

11

1303

-04

91

113

12

128

04-0

513

47

222

250

05-0

631

716

211

23

8106

-07

109

1128

2114

412

199

07-0

817

17

1616

47

221

08-0

922

95

268

17

21

434

317

09-1

018

28

2317

25

32

1625

810

-11

151

623

177

11

1422

011

-12

168

1124

2913

216

263

12-1

316

410

1126

13

1122

613

-14

179

617

221

31

1124

014

-15

173

525

271

53

19

249

15-1

617

06

2122

26

22

1124

216

-17

182

915

251

11

1224

617

-18

209

1414

208

114

280

18-1

913

36

2018

51

819

119

-20

844

727

44

130

20-2

151

713

42

14

8221

-22

306

51

31

349

22-2

319

53

122

445

23-2

417

30

121

SO

MA

2497

125

328

396

017

973

226

1319

637

00%

67,5

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4%8,

9%10

,7%

0,0%

0,5%

2,6%

0,1%

0,6%

0,2%

0,4%

5,3%

100,

0%

AU

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3,4%

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8,9%

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10,7

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5,3%

V.H

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02-03

04-05

06-07

08-09

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12-13

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18-19

20-21

22-2323-24

AV

AL

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48

412

11

2604

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418

21

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649

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284

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998

826

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11

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-08

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123

41

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71

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17-18

18-19

19-20

20-21

21-22

22-23

23-24

496

ANEXO FResultados dos Ensaios de Laboratório Realizado no ano de 2001

522

ANEXO GORCA das Soluções Estudadas

523

SMA

524

DISCRIMINAÇÃO(Subtotal dos Itens do Quadro de Quantidades)

1.0 - RECONSTRUÇÃO DO PAVIMENTO 355.984,05

2.0 - AQUISIÇÃO DE MATERIAIS BETUMINOSOS 194.972,20

3.0 - TRANSPORTE DE MATERIAIS BETUMINOSOS 30.407,95

581.364,20OBSERVAÇÕES:

RODOVIA : BR-230/PBTRECHO :Cabedelo - Divisa PB/CE

VALORES EM R$

R$ 581.364,20 / km com BDI 32,68%

RESUMO DOS PREÇOS

Qd. - 3.1

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Revestimento - Asfálto Borracha


529






COM 5 CM


VALORES EM R$

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RESUMO DOS PREÇOS

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Material Reciclado

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Fres

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des

cont

ínua

a fr

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0cm

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C-P

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98,3

1

538

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539







VALORES EM R$

R$ 118.448,20 / km com BDI 32,68%

RESUMO DOS PREÇOS

Qd. - 3.1

VALOR TOTAL

AV

AL

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2.2

-RR

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SUBT

OTAL

3.0

12.6

38,3

6

543

Micro Revestimento Asfáltico com Polímero

544







VALORES EM R$

R$ 172.987,21 / km com BDI 32,68%

RESUMO DOS PREÇOS

Qd. - 3.1

VALOR TOTAL

AV

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO - … · À Professora Dra Lícia Mouta (UFCG/PB), pela...

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