ESTUDO DO DESEMPENHO DE REVESTIMENTOSASFÁLTICOS DELGADOS DO TIPO TRATAMENTO

SUPERFICIAL ATRAVÉS DO EMPREGO DE ENSAIOSACELERADOS

Synardo Leonardo de Oliveira Pereira

Suelly Helena de Araújo Barroso

ESTUDO DO DESEMPENHO DE REVESTIMENTOS ASFÁLTICOS DELGADOS DO TIPO TRATAMENTO SUPERFICIAL ATRAVÉS DO EMPREGO DE ENSAIOS

ACELERADOS

Synardo Leonardo de Oliveira Pereira Suelly Helena de Araújo Barroso

Universidade Federal do Ceará Departamento de Engenharia de Transportes

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Transportes – PETRAN

RESUMO Os ensaios acelerados avaliam em um curto espaço de tempo o comportamento de um pavimento, bem como às agressões sofridas pelo mesmo. O presente trabalho tem como objetivo principal empregar a técnica dos ensaios acelerados para avaliação de desempenho do revestimento do tipo Tratamento Superficial por Penetração (TSP). O TSP é a solução mais utilizada na malha rodoviária estadual pavimentada no Ceará. Para tanto, o projeto seguirá o seguinte programa experimental: (i) coleta e caracterização dos materiais; (ii) dosagem das taxas de TSP em laboratório; (iii) avaliação dos revestimentos através do simulador de tráfego laboratorial (SISTRAN); (iv) construção de trechos experimentais e avaliação através do Robô Simulador de Grande Porte (RSGP); (v) comparação dos resultados obtidos em laboratório e campo e (vi) avaliação do desempenho dos revestimentos. Acredita-se que o estudo possa comprovar a eficácia dos ensaios acelerados na avaliação do desempenho dos revestimentos asfálticos do tipo TSP. 1. CONSIDERAÇÕES INICIAIS Os materiais empregados nas camadas granulares e misturas asfálticas são analisados, geralmente, através dos ensaios convencionais de laboratório. Outra forma de avaliação dos pavimentos são os ensaios acelerados, com a utilização dos simuladores de tráfego. O objetivo principal da realização de ensaios acelerados é reproduzir, em um curto espaço de tempo, a deterioração que irá ocorrer em um pavimento ao longo do seu período de projeto, utilizando níveis de solicitações de cargas superiores àqueles aos quais as estruturas estarão submetidas na realidade (Relatório de Pesquisa CONCEPA-LAPAV, 2007). Segundo Fritizen (2005), a necessidade de realizar ensaios acelerados deriva das incertezas dos modelos utilizados para dimensionamento de pavimentos. Procedimentos para o dimensionamento de estruturas de pavimentos em uma dada situação climática, de disponibilidade de materiais e de solicitação de tráfego somente podem ser ditos adequados ou racionais na medida em que permitem estimar de modo confiável o desempenho do pavimento em termos dos mecanismos principais que irão condicionar a sua vida de serviço. Os ensaios acelerados podem ser empregados também para o dimensionamento de pavimentos. Um exemplo clássico foi a AASHO Road Test (1951). Foram construídas 468 seções de pavimentos flexíveis e 368 seções de pavimentos rígidos (Gonçalves, 2002) e os resultados desse estudo foram de grande importância, especialmente ao estabelecer o conceito de serventia como parâmetro prático e efetivo para representar o desempenho de um pavimento e o número de operações equivalentes (número “N”) para representar o tráfego (Vale, 2008). 2. TRATAMENTO SUPERFICIAL POR PENETRAÇÃO Atualmente, entre os diversos tipos de revestimentos asfálticos, merecem destaque os Tratamentos Superficiais por Penetração (TSP) devido, principalmente, o seu grande emprego em Rodovias de Baixo Volume de Tráfego (RBVT). As RBVT’s se enquadram nos pavimentos econômicos propostos por Villibor e Nogami (2009) que são os que utilizam

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bases constituídas de materiais naturais, ou misturados com pequenas quantidades de agregado, e empregam como revestimento betuminoso capas de pequena espessura, geralmente de TSP. Os TSPs são revestimentos delgados, constituídos da aplicação de ligante betuminoso e agregado mineral em camadas simples ou múltiplas, com espessura entre 5 e 20 mm (Larsen, 1985). São classificados em simples (TSS), duplo (TSD) e triplo (TST), dependendo do número de camadas utilizadas (DNIT, 2006). O estado do Ceará tem adotado há décadas o TSP como principal revestimento asfáltico de suas rodovias, com aproximadamente 63% de toda a malha rodoviária estadual pavimentada, sendo 54% em TSD e 9% em TSS (DERT, 2006). Segundo Kim e Lee (2005) e Lee (2007), os tratamentos superficiais por penetração são usados para selar fissuras existentes na superfície do pavimento, melhorar o conforto da via e proteger a superfície contra envelhecimento e oxidação. Também é utilizado para vedar o pavimento contra água e ar, proporcionar uma superfície resistente à derrapagem e melhorar a visibilidade noturna da pista. Contudo, ainda são poucos os estudos de dosagem dos TSPs, para determinação das melhores taxas dos materiais constituintes, o que leva na prática a aplicações de taxas pré-determinadas, seguidas do bom senso dos engenheiros rodoviários. Essa realidade faz com que esse revestimento tenha um significativo grau de “arte” como afirma Gransberg (2005) ou ser chamado de revestimento artesanal, segundo Loiola (2009). Acredita-se que a construção de trechos experimentais monitorados e o emprego dos ensaios acelerados com simuladores de tráfego são uma boa ferramenta para contribuir no estudo de dosagem e avaliação do desempenho de um TSP. 3. OBJETIVO O objetivo geral da tese de doutorado é avaliar o desempenho de revestimentos delgados do tipo tratamento superficial por penetração (TSP) através do emprego de ensaios acelerados com o uso de simuladores de pequeno e grande porte. A partir desse estudo, serão investigadas correlações entre os resultados dos ensaios laboratoriais e de campo a fim de prever os principais defeitos ocorrentes em campo, bem como auxiliar no melhor processo de dosagem de um TSP. 4. MATERIAIS E MÉTODOS Serão construídos revestimentos de TSP em laboratório para análise com o simulador de tráfego de pequeno porte e a construção de trechos experimentais para simulação com o simulador de grande porte. Para atingir os objetivos do trabalho desenvolveu-se um programa experimental que consiste em: (i) escolha dos materiais que serão empregados nos tratamentos superficiais em laboratório e nos trechos experimentais (agregados e ligantes asfálticos); (ii) dosagem das taxas de tratamentos através de procedimento de laboratório desenvolvido por Loiola (2009) e modificado por Pereira (2010); (iii) fabricação dos revestimentos de TSP em laboratório e avaliação com uso de simulador de tráfego de pequeno porte; (iv) construção dos trechos experimentais e avaliação do revestimento com o uso de simulador de tráfego de grande porte e (v) comparação e análise dos resultados obtidos em laboratório e campo.

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4.1 MATERIAIS Os ligantes empregados nesta pesquisa serão a emulsão asfáltica catiônica convencional e modificada por polímeros (RR-2C e RR2C-E) em função deles serem comumente empregados em TSP. Os agregados empregados serão de dois tipos: o agregado mineral, oriundo de uma pedreira da Região Metropolitana de Fortaleza (RMF) e o agregado siderúrgico (AS). Alguns estudos no Ceará já comprovaram a empregabilidade do agregado siderúrgico em pavimentação, dentre eles: Parente et al. (2003), Castelo Branco (2004), Silva Neto (2007), Loiola (2009), Cavalcante et al. (2010), Pereira (2010), Pereira (2013), Vasconcelos (2013) e Castro (2014). 4.2 MÉTODOS Após a escolha e caracterização dos materiais, serão produzidos em laboratório e em campo revestimentos de TSP para a avaliação através do simulador de pequeno porte (SISTRAN) e Robô Simulador de Grande Porte (RSGP). Através dos ensaios acelerados, espera-se avaliar o desempenho dos revestimentos através das taxas de materiais empregadas e tentar prever os principais defeitos ocorrentes em campo. A Figura 1 apresenta o procedimento para construção de placas de TSD em laboratório.

compactação da base; retirada de pó; irrigação prévia; imprimação;

1ª tx. de ligante; 1ª tx. de agregado; 1ª compactação; 2ª tx. de ligante;

2ª tx. de agregado; 2ª compactação; banho diluído; ensaio mancha de areia.

pêndulo britânico; execução do ensaio; avaliação do

afundamento; retirada do agregado

solto. Figura 1: Procedimento usado na execução do TSD em laboratório

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5. RESULTADOS ESPERADOS Espera-se ao final desta tese obter os seguintes resultados: (a) estabelecer um procedimento de dosagem de TSP em laboratório para definir as melhores taxas de ligantes e agregados; (b) empregar os ensaios acelerados através dos simuladores de tráfego para avaliar o desempenho dos revestimentos; (c) obter uma relação entre os resultados apresentados em laboratório e campo, e (d) comprovar, em campo, a empregabilidade do agregado siderúrgico em revestimentos do tipo TSP. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CASTELO BRANCO, V. T. F. (2004); Caracterização de Misturas Asfálticas com o Uso de Escória de Aciaria

como Agregado. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, COPPE. Rio de Janeiro.

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Metropolitana de Fortaleza. Projeto de Graduação. Curso de Engenharia Civil/UFC. Fortaleza, CE. VALE, A. F. (2008); Método de Uso de Simuladores de Tráfego Linear Móvel de Pista para Determinação de

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