geossintéticos aplicados à pavimentação

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Geossintéticos aplicados à pavimentação Régis Martins Rodrigues Instituto Tecnológico de Aeronáutica - ITA RESUMO Os geotêxteis e as geogrelhas vêm sendo aplicados na construção de pavimentos novos e na restauração de pavimentos deteriorados visando, basicamente, aumentar a confiabilidade da solução da qual fazem parte, especialmente em situações onde as técnicas convencionais levam a custos elevados ou a intervenções de difícil execução. Na construção, destaca-se o caso de estruturas onde há grande propensão a deformações plásticas, não associadas às camadas asfálticas. Na restauração, os pavimentos severamente trincados submetidos a tráfego pesado ou a movimentações de natureza térmica ou devido a variações de umidade nos solos constituem o principal problema onde há grande potencial para o uso de soluções com geossintéticos. ABSTRACT Geotextiles and geogrids have been applied to pavement construction and pavement rehabilitation in order to increase design reliability, specially in situations where conventional techniques lead to high costs or to construction dificulties. In construction operations, there is a preference for use on structures subjected to high plastic deformations, not caused by asphalt layers contribution. In pavement rehabilitation, the main problem is severely cracked pavements subjected to heavy traffic or to displacements caused by thermal movements or by water content fluctuations in soil layers. 1. INTRODUÇÃO Os geossintéticos vêm sendo aplicados a uma série de situações na construção ou na restauração de pavimentos, sejam eles rodoviários, urbanos ou aeroportuários. Basicamente, as seguintes aplicações merecem ser mencionadas: (a) Na construção de pavimentos novos: a.1 - Envelopamento da camada de base para impermeabilização a.2 - Membrana contra trincamento por reflexão em pavimentos semi-rígidos a.3 - Reforço de revestimentos asfálticos na adição de novas faixas de tráfego a.4 - Melhoria das condições de compactação de camadas granulares a.5 - Reforço de base ou de subleito no caso de construção sobre solos fracos (b) Na restauração de pavimentos deteriorados: b.1 - Em sistemas anti-reflexão de trincas ou de juntas b.2 - No controle de deformações plásticas b.3 - Na impermeabilização do pavimento Neste trabalho, é apresentada uma síntese das principais aplicações na construção e na restauração de pavimentos nas quais alguns tipos de geossintéticos vêm sendo objeto. São enfatizadas as evidências acerca dos benefícios e potenciais de utilização em cada classe de problema e o que deve ser considerado para efeito de projeto, de modo a possibilitar a realização de análises técnico-econômicas confiáveis. 2. APLICAÇÕES NA CONSTRUÇÃO DE PAVIMENTOS 2.1. Envelopamento da Camada de Base A análise estrutural de seções de pavimento é feita através da teoria de camadas elásticas ou

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Geossintéticos Aplicados à Pavimentação

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  • Geossintticos aplicados pavimentaoRgis Martins RodriguesInstituto Tecnolgico de Aeronutica - ITA

    RESUMO

    Os geotxteis e as geogrelhas vm sendo aplicados na construo de pavimentos novos e narestaurao de pavimentos deteriorados visando, basicamente, aumentar a confiabilidade da soluoda qual fazem parte, especialmente em situaes onde as tcnicas convencionais levam a custoselevados ou a intervenes de difcil execuo. Na construo, destaca-se o caso de estruturas ondeh grande propenso a deformaes plsticas, no associadas s camadas asflticas. Na restaurao,os pavimentos severamente trincados submetidos a trfego pesado ou a movimentaes de naturezatrmica ou devido a variaes de umidade nos solos constituem o principal problema onde hgrande potencial para o uso de solues com geossintticos.

    ABSTRACT

    Geotextiles and geogrids have been applied to pavement construction and pavement rehabilitationin order to increase design reliability, specially in situations where conventional techniques lead tohigh costs or to construction dificulties. In construction operations, there is a preference for use onstructures subjected to high plastic deformations, not caused by asphalt layers contribution. Inpavement rehabilitation, the main problem is severely cracked pavements subjected to heavy trafficor to displacements caused by thermal movements or by water content fluctuations in soil layers.

    1. INTRODUO

    Os geossintticos vm sendo aplicados a umasrie de situaes na construo ou narestaurao de pavimentos, sejam elesrodovirios, urbanos ou aeroporturios.Basicamente, as seguintes aplicaes merecemser mencionadas:

    (a) Na construo de pavimentos novos:a.1 - Envelopamento da camada de base paraimpermeabilizaoa.2 - Membrana contra trincamento porreflexo em pavimentos semi-rgidosa.3 - Reforo de revestimentos asflticos naadio de novas faixas de trfegoa.4 - Melhoria das condies de compactaode camadas granularesa.5 - Reforo de base ou de subleito no caso deconstruo sobre solos fracos

    (b) Na restaurao de pavimentos deteriorados:

    b.1 - Em sistemas anti-reflexo de trincas ou dejuntasb.2 - No controle de deformaes plsticasb.3 - Na impermeabilizao do pavimento

    Neste trabalho, apresentada uma sntese dasprincipais aplicaes na construo e narestaurao de pavimentos nas quais algunstipos de geossintticos vm sendo objeto. Soenfatizadas as evidncias acerca dos benefciose potenciais de utilizao em cada classe deproblema e o que deve ser considerado paraefeito de projeto, de modo a possibilitar arealizao de anlises tcnico-econmicasconfiveis.

    2. APLICAES NA CONSTRUO DEPAVIMENTOS

    2.1. Envelopamento da Camada de Base

    A anlise estrutural de sees de pavimento feita atravs da teoria de camadas elsticas ou

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  • do mtodo dos elementos finitos. No caso deuma seo de pavimento flexvel sujeita a umacarga de roda, a teoria de camadas elsticasprev a distribuio das tenses na seo naforma ilustrada esquematicamente na Figura2.1. As tenses verticais mximas () ocorremao longo da vertical que passa pelo centro darea carregada, enquanto que as tenses decisalhamento mximas () ocorrem ao longo davertical que passa pelo bordo da reacarregada. A reduo drstica da tenso verticalpara as camadas da fundao do pavimento sed s custas da gerao de tenses decisalhamento elevadas nas camadas maisresistentes que compem a superestrutura dopavimento. O gradiente da tenso vertical coma profundidade gradativamente decrescente,ao ponto de resultar em uma reduo bastantesuave de com a profundidade nas camadas dereforo e de subleito. Esta a razo pela qualse pode eleger um determinado solo para opapel de reforo do subleito sempre que a suacapacidade de suporte (expressa pelo CBR, porexemplo) for superior do solo de subleito.Alm disso, se a capacidade de suporte dosubleito for muito baixa, grandes espessurassero requeridas para a camada de reforo, emvista do baixo gradiente de com aprofundidade. Dependendo da distncia detransporte do solo de reforo, pode ser maiseconmico, em um caso como este, tratar-se osolo de subleito com cal ou cimento, elevandosua capacidade de suporte e com o benefcioadicional de melhorar as condies para a

    compactao das camadas subseqentes, porter sido criada uma plataforma construtiva.As elevadas tenses de cisalhamento atuantesnas camadas superiores impem requisitosseveros para a resistncia dos materiais quepodem ser utilizados nas camadas derevestimento e base, especialmente sobcondies de trfego pesado. Se a presena deveculos comerciais (caminhes e nibus) formoderada, exige-se CBR > 60 para a camadade base, exigncia que muda para CBR > 80 seo trfego for caracterizado como pesado. Se acompactao desses materiais for feita deforma adequada quando da construo, adensificao posterior produzida pela repetiodas cargas do trfego ser minimizada oucontrolada. Contudo, as deformaes plsticasque se acumulam ao longo da vida de serviode um pavimento resultam no apenas dedeformaes volumtricas, mas tambm dedeformaes plsticas cisalhantes (distores),cuja gerao controlada pela relao entre astenses de cisalhamento atuantes e a resistnciaao cisalhamento dos materiais. Esta a razopela qual a camada granular colocadaimediatamente abaixo da placa de concreto emum pavimento rgido recebe o nome de sub-base. A placa, com sua elevada rigidez flexo, reduz de forma to acentuada as tensesde cisalhamento para as camadas subjacentesque se pode utilizar abaixo dela materiais dequalidade compatvel com a de materiais desub-base em pavimentos flexveis.

    CA

    BG

    SB

    REF

    SL

    p

    p

    Figura 2.1 - Distribuio de tenses em pavimento flexvel

    Sob condies de baixo volume de trfego, ospavimentos devem ser de baixo custo deconstruo. Isto s possvel se o revestimentoasfltico for delgado e se a camada de base forconstituda por materiais locais, de baixo custo

    de extrao, preparao e transporte. Os soloslaterticos podem apresentar elevada resistnciaquando se encontram parcialmente saturados(umidade um pouco abaixo da tima), masperdem sua capacidade de suporte em

  • condies de saturao, a ponto de inviabilizarseu uso em camadas de base, mesmo sobcondies de trfego moderado. O uso de umamanta de geotxtil saturada com asfalto sob umrevestimento em tratamento superficialpropicia uma impermeabilizao da camada debase, mesmo quando o tratamento trincar.Esta uma soluo de baixo custo para seelevar o padro de uma estrada de terra cujovolume de trfego cresceu ao ponto de sernecessrio minimizar-se a freqncia deintervenes de manuteno, tipicamenteelevada em estradas de terra. A baixaresistncia abraso pelo trfego e os sulcosgerados pelas guas superficiais implica nanecessidade de freqentes patrolamentos nessasestradas. Uma seo deste tipo interessantetambm para o caso de vias urbanas onde otrfego de veculos de carga baixo. Deve-sesempre avaliar a capacidade de suporte do soloda camada de base (que o mesmo dosubleito), uma vez que o geotxtil no eleva acapacidade estrutural do pavimento no que dizrespeito resistncia a deformaes plsticassob cargas repetidas, funcionando basicamentecomo reforo da membrana impermevelmoldada in loco.O uso de revestimentos asflticosconvencionais, de pequena espessura tende aresultar em pavimentos que sofrem trincamentoprematuro (devido fadiga e reflexo dastrincas de retrao da camada de base) e umrpido acmulo de deformaes permanentes(em vista da baixa capacidade de suporte dacamada de base e infiltrao de gua pelastrincas do revestimento). Experincias naAustrlia indicam que este sistema traz osseguintes benefcios:

    No ocorre infiltrao de gua, por se teruma camada impermevel bem mais flexvel eresistente; O revestimento se torna mais flexvel,tolerando deflexes at trs vezes maiores queas deflexes admissveis para as camadasselantes convencionais (como os TratamentosSuperficiais); As trincas de retrao da base tm suareflexo at a superfcie retardada, por meio deum efeito de alvio das tenses e deformaesinduzidas no revestimento pelas trincas; Evita-se que surjam trincas no revestimentoem decorrncia dos afundamentos em trilha deroda, que a baixa capacidade de suporte da basepermitir que ocorram; A vida de fadiga do revestimento, associadaaos ciclos trmicos e repetio das cargas dotrfego, ser aumentada; A perda de umidade da base por ascensocapilar durante os perodos secos reduzida, oque propicia uma estrutura com um teor deumidade mais estvel.

    Foi desenvolvida nos EUA (Pereira, 1979), nadcada de 60, uma tcnica de recobrimento dosolo argiloso compactado com geomembranapolimrica fina. Esta tcnica garante amanuteno do teor de umidade do solocompactado (e, conseqentemente, de suascaractersticas mecnicas), mesmo nos casosonde pode ocorrer saturao da base (Figura2.2). Todavia, as membranas finas (sem reforonem proteo) apresentaram problemas deperfurao ou ruptura por puncionamento. Aconcluso tirada foi a de que a membranasuperior deve conter, no mnimo, um reforo,ou ser moldada in situ como nas tcnicasdescritas anteriormente.

    tratamento superficialimprimao

    geotxtil ou geomembrana imprimao solo compactado geomembrana

    Figura 2.2 - Esquema de solo envelopado para manuteno da umidade do solo compactado

    As principais recomendaes apontadas emdiversos trabalhos so:

    Compactar-se o solo de base com umidadeabaixo da umidade tima (0,5 a 1,0%);

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  • Cobrir imediatamente o solo compactadopara evitar a formao de fissuras de retrao; O geotxtil no deve ser muito espesso(foram utilizados geotxteis de 110 a 150g/m2); Deve-se garantir que no haja infiltrao degua pelas laterais, seja por meio detratamentos com cal ou cimento das parteslaterais do solo compactado, como nos trechosbrasileiros, ou por um aumento da largura daparte impermeabilizada.A aplicao de geotxteis como elemento dereforo de um sistema impermeabilizador dascamadas inferiores uma tcnica que vemsendo testada h vrios anos e que vemdemonstrando sua eficcia, conforme mostramos trabalhos publicados. Sua relaocusto/benefcio uma das melhores,comparada com outras medidas de restauraode pavimentos, sobretudo porque no necessitade qualquer equipamento especial, razo pelaqual se deve o sucesso de sua utilizao.Nos pavimentos de baixo custo, a soluo economicamente mais interessante quando noh material granular grado na regio da obra.Nestas obras, o emprego de geotxteis mostrouuma capacidade de diminuir os efeitos dasheterogeneidades inerentes a uma estrada decho batido, sem contar com as vantagens deuma superfcie anti-derrapante. O conforto aorolamento melhorado e as velocidadesoperacionais da via so aumentadas.Uma outra aplicao que vem sendo feita nosEUA envolve a proteo de estruturas depavimento contra os efeitos de solosexpansivos, bastante freqentes naquele pas. Amovimentao diferencial causada nopavimento sobrejacente quando o solo desubleito sofre variaes de umidade pode levara irregularidade longitudinal da via, formaode trincas longitudinais ou a deformaesplsticas localizadas acentuadas, quandoocorrem concentraes de umidade.Quando um pavimento construdo, o padrode fluxo da umidade no subleito alterado. Aumidade no centro do pavimento permanecervirtualmente inalterada, enquanto que nosbordos haver flutuaes de umidade emdecorrncia das chuvas e da evapotranspirao.O pavimento sofrer, portanto, movimentaolateral diferencial em decorrncia. O controledesses danos pode ser feito alterando-se as

    propriedades do solo expansivo por meiosmecnicos ou qumicos, ou atravs do controledas condies de umidade do subleito. Nesteltimo caso, pode-se fazer um pr-umedecimento do solo ou introduzir-se umbloqueio fsico que impea o seuumedecimento posteriormente construo.Este bloqueio pode ser constitudo por umamembrana asfltica aplicada sobre o subleito eextendendo-se at as valetas laterais dedrenagem e os taludes, ou por barreiras lateraislongitudinais feitas por meio de membranasimpermeveis (Figura 2.3).Em solos trincados as barreiras verticais noso eficazes em reduzir a irregularidade dopavimento. A profundidade das barreiras deveser maior ou igual profundidade alcanadapelas razes das rvores prximas.

    2,4 m

    Acostamentoexterno Faixas de trfego

    Acostamentointerno

    3,3 m 3,6 m 3,6 m 1,2 m

    Barreirasde

    umidadeverticais

    Figura 2.3 - Barreiras verticais para umidade.

    2.2. Pavimentos Semi-Rgidos

    Uma outra utilizao dos geotxteis empavimentos novos no caso de pavimentossemi-rgidos. Neste caso, deve-se considerar ofuncionamento do sistema Geotxtil-Asfaltocomo uma SAMI (Stress Absorbing MembraneInterlayer), na medida em que ele atuardecisivamente na reduo da reflexo detrincas de retrao devido aos movimentostrmicos da base cimentada.O espaamento entre as trincas transversais deretrao determinado pela resistncia traodo material da camada de base, do seucoeficiente de expanso trmica e da queda detemperatura na primeira ou segunda noite apsa compactao.Quanto melhor for a dosagem da misturacimentada, maior ser a tendncia a se utilizarum teor de cimento mais elevado. A resistncia

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  • trao da mistura aumentar, distanciando astrincas de retrao entre si, o que levar a queos seus movimentos cclicos de abertura efechamento sejam de maior amplitude, devidoao maior comprimento de cada bloco que sedilata e se contrai. Alm disso, a prpriatendncia para a retrao aumenta com oaumento do teor de cimento. Assim, quantomaior for o teor de cimento, mais grave ser oproblema da reflexo de trincas transversais deretrao atravs do revestimento asfltico.O papel do sistema Geotxtil-Asfalto o deacompanhar os movimentos trmicos lentos,propiciando uma reduo nas tenses de traoque so transmitidas para a camada derevestimento.O sistema Geotxtil-Asfalto eficaz em reduzira reflexo de trincas por retrao de basescimentadas, uma vez que reduz a deformaode trao imediatamente acima da trinca nacamada asfltica. A espessura da camadaasfltica influi pouco nessa deformao.Um outro efeito que deve ser levado em contano projeto a impermeabilizao propiciadapelo geotxtil aps o trincamento. Estudosexperimentais na frica do Sul mostraram queo desempenho de um pavimento que tenhacamadas de base ou de sub-base cimentadas bastante afetado pela entrada de gua pelastrincas, tanto devido ao enfraquecimento dossolos subjacentes camada cimentada comodevido perda de coeso (desagregao) daprpria mistura cimentada. Assim, alm deatrasar a reflexo das trincas transversais deretrao e a reflexo das trincas de fadiga dabase cimentada, o geotxtil levar a que opavimento tenha uma sobrevida funcionalmaior durante a fase ps-trincamento. Estebenefcio pode ser muito mais importante parao desempenho global do pavimento quequalquer atraso no trincamento por reflexo.De fato, uma tcnica que tem mostrado grandepotencial para melhorar o desempenho depavimentos semi-rgidos aplicar umamembrana de geotxtil saturada com asfaltosobre a base aps o desenvolvimento dastrincas transversais de retrao. A experinciademonstra que no haver bombeamento definos atravs das trincas que se refletiro norevestimento asfltico construdo sobre ogeotxtil. A impermeabilizao que produzida pelo geotxtil neste caso evita que as

    guas pluviais possam desagregar a misturacimentada sob a ao das presses neutrasdecorrentes das cargas dinmicas aplicadaspelos veculos em movimento. J as geogrelhasno tm mostrado eficcia neste tipo deconstruo, nem para o atraso do trincamentopor reflexo nem no bloqueio do bombeamentode finos.

    2.3. Reforo em Estradas no Pavimentadas

    O desempenho de um "pavimento" comrevestimento primrio, utilizado nas estradas decascalho, pode ser descrito pelo modeloexperimental do USACE, que prev a evoluodos afundamentos em trilha de roda:

    ( )RDPK t R

    t CBR CBRp

    = 0 17410 4707 0 5695 0 2476

    2 00210 9335

    20 2848

    ,log

    , , ,

    , , ,

    onde:RD = afundamento em trilha de roda (in);PK = carga de roda simples equivalenteatuante (kips);tp = presso dos pneus (psi);t = espessura da camada granular (in);R = nmero de operaes da carga PK;CBR1 = ndice de suporte Califrnia domaterial granular do revestimento primrio;CBR2 = ndice de suporte Califrnia do solode subleito.

    Esta frmula quantifica a importncia daresistncia dos materiais das camadas para odesempenho do pavimento, notando-se aelevada relevncia da resistncia do materialgranular e de sua espessura.Os geotxteis vm sendo bastante utilizados nainterface entre a camada granular e o subleito, afim de executar as funes de separao,filtragem, drenagem ou reforo.Verificou-se que o desempenho do pavimento melhorado pelo uso deste sistema, o quepermite redues na espessura da camadagranular.O mtodo de Giroud & Noiray (1981) permiteque se faa o dimensionamento da espessurarequerida para a camada granular, quando seinclui um geotxtil, considerando o seguintecaso particular: A camada granular tem a capacidade desuporte que requerida usualmente para vias

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  • sujeitas a trfego pesado (ou seja, CBR1 80),de modo que sua estabilidade mecnica estassegurada; O solo de subleito se encontra saturado etem baixa permeabilidade (siltoso, argiloso), demodo a que, sob o carregamento rpido dosveculos em movimento, comporte-se de formano drenada. Assim, o solo de subleito incompressvel (deforma-se a volumeconstante) e o seu ngulo de atrito nulo,sendo sua resistncia ao cisalhamento dadapela coeso no drenada (Su); O ngulo de atrito do contato geotxtil -camada granular sob as cargas de roda elevado o suficiente para se evitar oescorregamento da camada granular sobre ogeotxtil; Os afundamentos em trilha de roda quesero produzidos no pavimento pela repetiodas cargas do trfego so elevados o suficientepara que o geotxtil apresente o efeito demembrana, ou seja, se torne ondulado obastante sob as trilhas de roda para que sejammobilizadas nele deformaes de traosignificativas. A conseqncia deste efeito areduo das tenses verticais que as cargas deroda aplicam no topo do subleito; O nmero de repeties de carga de projeto pequeno; Considera-se o efeito do geotxtil apenascomo de reforo, no se levando em conta osdemais efeitos benficos (separao, filtrao edrenagem).Este mtodo avalia, portanto, os riscos deruptura no solo de subleito e no geotxtil, paraas condies particulares acima. A frmulapara dimensionamento foi deduzida sem aconsiderao de um certo nvel admissvel paraos afundamentos em trilha de roda, tendo-sebaseado na hiptese de que pode ser admitida amobilizao da resistncia ltima (capacidadede carga) do solo de subleito, tendo em vistaque no ocorrero as grandes deformaesassociadas a esta condio de ruptura, uma vezque o geotxtil tem um efeito de confinar acamada de solo fora da regio dos bulbos depresso gerados pelas cargas de roda. Omtodo diz respeito, portanto, a casos onde osolo de subleito fraco o bastante para queocorram as grandes deformaes necessriaspara mobilizar o efeito de membrana dogeotxtil.

    Observando-se, por outro lado, a frmula doUSACE para estradas no pavimentadas, a qualno pressupe as grandes deformaes domtodo de Giroud & Noiray (1981), ficaevidente que benefcios em termos dedesempenho sero obtidos sempre que forpossvel compactar melhor a camada granular aponto de obter aumento significativo de CBR1.Isto poderia ser obtido atravs da instalao deuma geogrelha de reforo na interface entre acamada granular e o subleito, na medida emque quanto melhor for a plataforma construtivasob a camada a ser compactada, mais eficazser a compactao. Ao mesmo tempo, apresena de um geossinttico na interface entrea camada granular e o subleito pode ter o efeitode incrementar o valor efetivo de CBR2, devidoao atrito mobilizado na interface. As condiesde ancoragem do geossinttico devero seradequadas o bastante para permitir este efeito.

    2.4. Reforo de Revestimentos Asflticos

    O aumento do trfego atuante em uma rodoviacom o tempo pode levar necessidade deacrescentar faixas de trfego ao lado dasexistentes. A junta longitudinal formada entre opavimento antigo e o pavimento novo tende arepresentar um problema, na medida em que acompactao do novo revestimento asflticono poder ser feita contando-se com orevestimento asfltico antigo apresentando umtalude, sobre o qual a nova camada asflticaseria espalhada e compactada ("junta fria"). Aface do revestimento antigo ser vertical,portanto, o que levar a problemas de adernciaentre as camadas asflticas nova e antiga. Sehouver diferenas significativas de rigidezentre as estruturas nova e antiga, ser formadauma trinca longitudinal ao longo dessa junta,com todos os problemas associados entradade gua. A insero de uma geogrelha dereforo, ancorada em ambas as camadasasflticas, levar a um funcionamento conjuntodessas camadas, impedindo a formao dessatrinca longitudinal. Ao mesmo tempo, mesmoque uma trinca venha a se formar, a presenade uma geogrelha de alta rigidez manter essatrinca fechada o bastante para que ela no sejafonte de deteriorao para o pavimento.

  • 2.5. Melhoria das Condies deCompactao de Camadas Granulares

    Quando se aplica um programa de computadorpela teoria de camadas elsticas a umpavimento flexvel comum observar-setenses horizontais de trao na fibra inferiorda camada de base granular. Como os materiaisgranulares tm resistncia traoextremamente baixa (apenas decorrente dasuco e do entrosamento de agregados), esta claramente uma condio de ruptura, que violao critrio de Mohr-Coulomb. Este fato est emcontradio, contudo, com o desempenhoobservado no campo, onde no se registraacmulos de deformao plstica excessivosdevido contribuio da camada granular debase. A explicao para este aparente paradoxoest nas tenses horizontais residuais decompresso que ficam armazenadas na camadagranular, desde os primeiros ciclos de carga aque a camada submetida. Assim, mesmo queo acrscimo de tenses provocado pelaaplicao das cargas cclicas seja de trao, oestado de tenses resultante sempre decompresso, no violando, portanto, o critriode Mohr-Coulomb. Nada h de errado,portanto, com as tenses horizontais de traoque a teoria de camadas elsticas calcula empavimentos flexveis.O acmulo de tenses horizontais residuaisdurante a compactao de camadas granulares anlogo ao processo de sobreadensamento deargilas, quando se obtm valores de K0 > 1.Medies em laboratrio mostram que acompactao de uma camada de BritaGraduada pode levar a valores de K0 da ordemde 11, sendo provveis valores em torno de 6no campo (Stewart et al., 1985).A considerao das tenses horizontaisresiduais deixadas pela compactao emcamadas granulares fundamental quando seaplica programas de computador pela teoria decamadas elsticas ou pelo mtodo doselementos finitos em anlises em que levadaem conta a sensitividade ao estado de tensesdo mdulo de resilincia. Caso contrrio,chegar-se- concluso errnea de que, com oaumento da espessura de uma base granular, oseu mdulo de elasticidade efetivo cair deforma acentuada. Quando se considera acorrelao obtida, a partir de ensaios

    dinmicos, por Dormon & Metcalf entre omdulo efetivo (E2) de uma camada granularde base ou sub-base e o mdulo efetivo (E3) dosubleito subjacente, a qual varia com aespessura da camada de base (h2, em mm):

    ( ) 345,022 Eh2,0E =nota-se que uma tendncia contrria: o mduloefetivo da camada granular aumenta com a suaespessura. Em que pese a simplificaoassociada correlao acima, ela retrataresultados experimentais que indicam que astenses residuais da compactao no podemser desconsideradas, quando do uso de modelosde resilincia no lineares na anlise estruturalde pavimentos.A importncia desse efeito est no caso do usode geogrelhas de reforo sob uma camadagranular. Sua presena pode equivaler a umaumento da rigidez do subleito (aumento deE3), o que levar, de acordo com a frmulaacima, ao aumento de E2. Uma camada de basede maior mdulo de elasticidade propiciarmenores deformaes de trao aplicadas pelascargas do trfego ao revestimento asfltico,estendendo sua vida de fadiga.

    3. APLICAES NA RESTAURAO DEPAVIMENTOS

    3.1. A Manuteno dos Pavimentos

    Todas as estruturas sofrem um processogradual de deteriorao de seus componentesfsicos, resultando em reduo de sua serventia(perda de funcionalidade) ao longo do tempo.Este processo acionado pela ao repetida dascargas de servio, das intempries e pelasalteraes fsicas e qumicas naturais dosmateriais, sendo controlado pela especificaodos materiais, pelo dimensionamentoestrutural e pela prpria concepo daestrutura.Nos pavimentos, as velocidades dedeteriorao tendem a ser maiores que nasdemais estruturas, em vista de sua grandeexposio aos agentes climticos e ao seumodo de utilizao pelas cargas do trfego.Sendo assim, no suficiente construir-se umpavimento de forma adequada e ignorar-se as

  • conseqncias econmicas e funcionais de seudesempenho a mdio (5-10 anos) e longoprazos (15-20 anos). Alm disso, a melhor oupior condio em que um pavimento seencontre afeta no apenas os custosdiretamente envolvidos com a pavimentao,mas tambm todas as parcelas do custo total dotransporte (custos operacionais dos veculos,acidentes, atrasos, deteriorao dos veculos,interrupes do trfego provocadas porintervenes no pavimento). fundamental,dessa forma, que a manuteno do pavimentoseja feita no momento certo e utilizandotcnicas adequadas. Se a degradaoultrapassar um determinado nvel crtico deextenso e severidade, h uma perdaeconmica, na medida em que a reconstruose torna a nica medida factvel. A prpriaeficcia de uma certa tcnica de manutenodepende do grau de deteriorao da estrutura.Alm disso, a economia envolvida no processoser beneficiada se a manuteno for executadade forma planejada, dentro de um sistemagerencial.A restaurao de um pavimento o processo dese trazer a sua condio funcional a nveisaceitveis por meio de intervenes que sejamtcnica e economicamente adequadas eeficazes, o que implica em que a durabilidade eo desempenho da soluo implementada devamatender a requisitos mnimos, alm de levarema um retorno mximo do investimentorealizado, dentro das restries tcnicas eoperacionais existentes. Os objetivosespecficos a serem atingidos quando se projetaa restaurao de um pavimento so osseguintes: Trazer a condio funcional (conforto aorolamento e segurana) a nveis compatveiscom a de um pavimento novo; Garantir uma vida de servio mnima para opavimento restaurado, de modo a que umanova interveno desse mesmo porte sejarequerida apenas aps este perodo; Utilizar tcnicas disponveis e aplicveis, eque atendam a requisitos operacionais e srestries oramentrias; Controlar os mecanismos pelos quais adeteriorao das estruturas de pavimento vemse processando ao longo do tempo (trincamentopor fadiga das camadas asflticas e cimentadas,afundamentos plsticos por acmulo de

    deformaes permanentes em todas ascamadas, drenagem sub-superficial deficiente,consolidao de solos moles sob cargasestticas e repetidas, densificao sob cargasrepetidas de camadas com deficincia decompactao, materiais com problemasconstrutivos).Basicamente, a restaurao difere de umaConserva Pesada porque, nesta ltima, oscustos so bem menores, no h a preocupaode se obter uma vida de servio significativapr-estabelecida e nem a de se trazer acondio funcional de um pavimento novo,mas apenas a de se corrigir algumasdeficincias funcionais e/ou se proteger opavimento existente, extendendo sua vida deservio.A deciso de se restaurar um pavimento podeser tomada a partir de uma srie de parmetrosindicativos, tais como: custos de conservaoelevados, necessidade muito freqente deintervenes, irregularidade elevada edegradao de superfcie acentuada. Um dosbenefcios que vm sendo obtidos com aaplicao de Sistemas de Gerncia dePavimentos (SGP) em todo o mundo adeterminao do momento mais eficaz, emtermos econmicos, para se executar arestaurao dos pavimentos de uma rede viria.As necessidades futuras de manuteno de umcomponente ou estrutura deveriam, idealmente,ser estimadas da melhor forma possvel jdurante o projeto original, dentro do horizontede tempo definido pela vida de servio daestrutura a ser projetada, a fim de se procuraradotar a soluo de projeto que seja a maiseconmica a longo prazo. A praticidade deexecuo da manuteno futura deve sertambm levada em conta no projeto, na medidaem que um engenheiro responsvel pelamanuteno ou reparo de um pavimento temmuito menos liberdade de escolha de opes doque o engenheiro que fez o projeto original.Deve ele atuar sobre o pavimento como ele seapresenta e sujeito a restries operacionais eeconmicas. Alm disso, a escolha da medidacorreta depende de uma compreenso adequadado comportamento do pavimento, a fim dediagnosticar as causas para o desenvolvimentodos defeitos existentes.Como ilustrado na Figura 3.1, que mostra acurva de desempenho de um pavimento em

  • termos de reduo do PSI (PresentServiceability Index) com o tempo, pode-sedelinear seis fases da vida de servio em queum pavimento pode se encontrar, em funo dograu de deteriorao:

    - Fase I: O pavimento se encontra emcondio excelente (4 PSI 5) e pode serobjeto apenas de Conserva Rotineira;

    - Fase II: O pavimento se encontra em boacondio (3 PSI < 4) e deve receber apenasuma pequena alocao oramentria para efeitode eventuais reparos em reas localizadas(selagem de trincas, remendos);

    - Fase III: O pavimento se encontra emcondio regular, mas sem a presenasignificativa de defeitos de natureza estruturalque indiquem estar o pavimento entrando emuma fase de rpida deteriorao (2,5 < PSI 1 em todos oscasos, mesmo no dos Geotxteis, que no tmqualquer capacidade de transmitir esforosentre os lados carregado e no carregado datrinca na posio cisalhante, est associado aoefeito de reduo da severidade da trinca dereflexo, de modo que o entrosamento deagregados nas paredes da trinca refletida incrementado pela presena do Geossinttico.

    A sp ha lt c o n c re tela ye r

    P C C o r A C

    R u b be r ba se

    q = 0 .1 7 - 0 .3 5 M P a

    h 1

    h 2

    G e o te x t ile -a sp ha ltin te r la ye r

    c ra c k (a = 3 .2 m m )

    Tests with Geotextile-Asphalt Interlayer

    1

    10

    100

    1000

    0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014

    Ud (MPa)

    N (x 1000)

    T = 4.4oC

    T = 22.2oC

    Figura 3.4 - Ensaios de fadiga de laboratrio

    A estimativa de Nf e de Nc deve ser feita apartir de um modelo de previso dedesempenho mecanstico-emprico para o casode recapeamento simples (sem a presena doGeossinttico). Um modelo desta natureza foiaplicado s seguintes condies de projeto:

    - Concreto asfltico da camada derecapeamento:Volume de vazios de ar: VV = 4%Teor de asfalto em volume: VB = 12%Asfalto: CAP 20Dimetro mx. de agregados: mx=3/4"Teor de finos: %

  • foi aferida a partir de estudos especiais(AASHO Road Test, experimentos do USACEque levaram aos mtodos baseados no CBR,Pista Circular de Nantes, pesquisa SHRP-LTPP, dentre outros estudos) e que recebeucalibrao experimental baseada nodesempenho observado em pavimento emservio no Brasil.Deve-se ressaltar que os resultados das Tabelas3.2 e 3.3 referem-se exclusivamente scondies de projeto acima referidas, s quaisse deve acrescentar o fato de estar orevestimento asfltico existente, de espessurah1, severamente trincado, com mdulo deelasticidade efetivo igual a E1 = 10.000kgf/cm2, valor que corresponde ao que seobtm atravs de provas-de-carga com oFalling Weight Deflectometer quando a camadase encontra com sua integridade bastantecomprometida por trincas severas queatravessam toda a sua espessura. Para a camada

    de base granular, foi adotado um valor tpicopara o mdulo de elasticidade observado nocaso de Brita Graduada (E2 = 1700 kgf/cm2),enquanto que o solo de subleito foicaracterizado por E3 = 700 kgf/cm2.Os resultados mostrados na Tabela 3.2 referem-se ao nmero acumulado de repeties do eixopadro rodovirio de 80 kN (com equivalnciade cargas dada pelos fatores da AASHTO)requerido para que as primeiras trincas defadiga se tornem visveis na superfcie dopavimento, enquanto que a Tabela 3.3 se refereao momento em que a camada asfltica derecapeamento atinge uma percentagem de reatrincada igual a TR = 20%, situao que podeser considerada como descrevendo a condioem que o pavimento deve ser restaurado, porestarem as duas trilhas de roda praticamentetomadas pelo trincamento no padro couro-de-crocodilo.

    Tabela 3.2 - Vida de Reflexo de Trincas em Recapeamento Simples(106 repeties do eixo de 80 kN para incio do trincamento)

    HR (cm) N0 para h1 = 5 cm N0 para h1 = 10 cm N0 para h1 = 15 cm4 0,449 0,529 0,6656 0,666 0,866 1,1408 0,956 1,530 2,32010 2,010 3,080 4,420

    Tabela 3.3 - Vida de Reflexo de Trincas em Recapeamento Simples(106 repeties do eixo de 80 kN para TR = 20%)

    HR (cm) Nf para h1 = 5 cm Nf para h1 = 10 cm Nf para h1 = 15 cm4 0,910 0,989 1,1306 1,260 1,460 1,7508 1,670 2,260 3,05010 2,860 3,920 5,250

    A Tabela 3.4 mostra os fatores que deveriamser aplicados aos valores de Nf da Tabela 3.3caso a camada asfltica de recapeamento sejareforada por um Geossinttico que apresenteos fatores de incremento de vida de fadiga Ff eFc ali indicados e para h1 = 10 cm. As vidas dereflexo de trincas da Tabela 3.3 devem serencaradas apenas como uma indicao deordem de grandeza, na medida em que sebaseiam em condies estruturais e climticasespecficas. J os fatores de incremento dasTabelas 3.4 a 3.6 podem ser utilizados demaneira mais geral, de modo que a vida de

    reflexo de trincas do pavimento reforado porGeossinttico dada por:

    freff NFatorN =

    onde Nf se refere ao recapeamento simples.

    A progresso da rea trincada de um pavimentorestaurado atravs de recapeamento simplespode ser prevista por (Rodrigues, 2001):

  • ( )

    2a

    H10

    N

    3748,5a

    ttaTR

    1

    2923,1

    R

    5ano

    0

    a00

    1

    =

    =

    =

    para TR 50%, e:

    ( ) ( )200021

    00 ttatta

    50a4100TR

    +=

    para 50 < TR 100%, onde:

    t = idade da camada de recapeamento (anos);t0 = idade correspondente ao momento em que

    as primeiras trincas de reflexo se tornamvisveis na superfcie do pavimento, onde:t0 = N0 / Nano 5,4exp(0,103HR);Nano = trfego anual, expresso emrepeties do eixo padro de 80 kN(AASHTO);HR = espessura da camada asfltica derecapeamento em CBUQ (cm).

    Tabela 3.4 - Fatores de Aumento da Vida de Reflexo de Trincas para h1 = 10 cmHR (cm) Ff Fc Fator HR (cm) Ff Fc Fator HR (cm) Ff Fc Fator HR (cm) Ff Fc Fator

    1 1 1.00 1 1 1.00 1 1 1.00 1 1 1.002 1.02 2 1.02 2 1.01 2 1.035 1.02 5 1.03 5 1.03 5 1.05

    10 1.02 10 1.03 10 1.03 10 1.052 1 1.21 2 1 1.61 2 1 1.35 2 1 1.68

    2 1.24 2 1.68 2 1.38 2 1.795 1.27 8 5 1.73 5 1.42 10 5 1.85

    4 10 1.27 10 1.74 6 10 1.42 10 1.885 1 1.84 5 1 3.12 5 1 2.49 5 1 3.29

    2 1.95 2 3.47 2 2.71 2 3.785 2.04 5 3.72 5 2.86 5 4.13

    10 2.08 10 3.81 10 2.91 10 4.2910 1 2.80 10 1 4.87 10 1 3.93 10 1 5.08

    2 3.21 2 5.89 2 4.58 2 6.385 3.51 5 6.77 5 5.10 5 5.00

    10 3.63 10 7.12 10 5.30 10 8.06

    Esta anlise leva em conta o desempenhorelativo ao trincamento da camada asfltica.Outros aspectos que devem ser consideradosincluem a gerao de afundamentos em trilhade roda e a evoluo da irregularidadelongitudinal do pavimento. Diversos modelosesto disponveis, abrangendo desde osmecanstico-empricos at os modelosempricos mais simples. Desta ltimacategoria, sugere-se o uso dos modelos doHDM-III (Paterson, 1987). No caso da previsode afundamentos em trilha de roda, o modelo expresso por:

    CRXMMP00158,0RH009,0DEF0384,00902,0ERM

    NECOMPSNCAGER0,1RDM ERM430,2502,0166,0

    ++=

    =

    onde:

    RDM = afundamento em trilha de roda (mdiadas trilhas externa e interna), em mm;COMP = ndice de compacidade do pavimento,em relao a um padro;AGER = idade do pavimento, desde aconstruo ou ltimo recapeamento, em anos;NE4 = nmero equivalente acumulado depassagens do eixo padro de 80 kN(AASHTO);DEF = deflexo da viga Benkelman (mm), sobo eixo de 80 kN;RH = estado quanto restaurao (= 1 parapavimentos recapeados e = 0 para pavimentosoriginais);MMP = precipitao pluviomtrica mdiamensal (m/ms);CRX = percentagem de rea trincada.

  • Em mdia, cada camada asfltica derecapeamento que aplicada reduz osafundamentos em trilha de roda existentes em85%. O nmero estrutural corrigido dado por:

    ( ) 43.1CBRlog85.0CBRlog51,3SNSNC 21010 +=onde :SN = nmero estrutural do pavimento(AASHTO) = a1h1 + a2h2m2 + a3h3m3;ai = coeficiente de equivalncia estrutural dacamada i;hi = espessura da camada i, em polegadas;mi = coeficiente de drenagem da camada i;CBR = CBR do solo de sub-leito.

    No que diz respeito evoluo dairregularidade longitudinal:

    ( ) ( ) ( )[ ] t0153,0499,40 etNESNC1725IRItIRI ++=onde:NE4 = trfego acumulado do eixo padro 8,2 tf,em milhes por faixat = idade do pavimento desde a construo ourestaurao, em anos

    O valor inicial da irregularidade (IRI0) deve serestimado a partir de (Coelho e Queiroz, 1985):

    1H602,019QI19QIR

    ad +

    +=

    onde:QIa = irregularidade do pavimento existente(cont/km);QId = irregularidade imediatamente apsaplicao da camada asfltica de recapeamento,de espessura HR (cm).

    Esta frmula pode ser aplicada tambm parapreviso da irregularidade do pavimento apsfresagem, bastando substituir-se o parmetroHR pela espessura de corte hc. A relao entre airregularidade expressa em contagens/km e emm/km :

    IRI13QI =

    O efeito da insero de um Geossinttico podeser avaliado nestes modelos considerandopossveis benefcios relativos manuteno daimpermeabilizao do revestimento e comrelao a uma maior integridade estrutural dacamada asfltica (devido menor severidadedas trincas de reflexo). No primeiro caso, oscoeficientes de drenagem mi das camadasgranulares e de solos podem ser definidosutilizando os critrios do Guia da AASHTO,aqui reproduzidos na Tabela 3.5. A Tabela 3.6mostra a definio utilizada no Guia daAASHTO para o parmetro Qualidade daDrenagem utilizado na Tabela 3.5.

    Tabela 3.5 - Coeficiente de Drenagem miQualidade

    da DrenagemPercentual do tempo em que a estrutura do pavimento exposta a

    nveis de umidade prximos da saturao< 1% 1 5% 5 25% > 25%

    Excelente 1,40 1,35 1,35 1,30 1,30 1,20 1,20Boa 1,35 1,25 1,25 1,15 1,15 1,00 1,00

    Regular 1,25 1,15 1,15 1,05 1,00 0,80 0,80Ruim 1,15 1,05 1,05 0,80 0,80 0,60 0,60

    Muito Ruim 1,05 0,95 0,95 0,75 0,75 0,40 0,40

    Tabela 3.6 - Definio de Qualidade da DrenagemQualidade da Drenagem A gua infiltrada removida da estrutura em:

    Excelente 2 horasBoa 1 dia

    Regular 1 semanaRuim 1 ms

    Muito Ruim No h drenagem

  • Assim, por exemplo, as camadas de base e sub-leito receberiam m2 = m3 = 1,30 paraconsiderar a impermeabilizao introduzidapelo Geossinttico, enquanto que ter-se-ia m2 =m3 = 1,00 para a estrutura sem o Geossinttico.O CBR do solo de sub-leito poderia refletircondies de umidade de equilbrio prximas umidade tima da compactao, no caso dopavimento com Geossinttico, enquanto queum CBR mais baixo seria razovel paradescrever o caso da estrutura sem Geossintticoque estaria sujeita a infiltrao de guaspluviais. Uma considerao deste tipo s noseria necessria caso o solo de sub-leito sejagranular e de alta permeabilidade, uma vez quea gua eventualmente infiltrada sofreriadrenagem rapidamente por gravidade, semafetar as condies de projeto de formasignificativa.Com relao ao segundo efeito, a manutenoda integridade estrutural da camada asfltica derecapeamento permitiria considerar-se a1 =0,44 (valor mximo permitido no Guia daAASHTO e associado a revestimentos emCBUQ de alta estabilidade), enquanto que ano utilizao do Geossinttico levaria avalores a1 = 0,30 a 0,40 a fim de considerar oefeito das trincas severas de reflexo. Nos doiscasos, ter-se-ia um valor de SNC maior para opavimento ao longo do perodo de projeto como uso do Geossinttico, propiciando geraomenos intensa de afundamentos em trilha deroda e de irregularidade longitudinal.Com relao restaurao de pavimentosrgidos, a experincia do CALTRANS temmostrado ser aplicvel a soluo esquematizadana Figura 3.5. Nesta soluo, os agregados doCBUQ devem levar a mistura a ser resistente ao da gua, em vista da impermeabilizaoefetuada pela manta com asfalto. As placas deC.C.P. devem receber um tratamento prviopor meio da tcnica da quebra e assentamento.A maior eficcia foi obtida quando seespecificou que as placas procurassem serquebradas em blocos de 1,8 m na direotransversal por 1,2 m na direo longitudinal.A espessura de 3 cm para a camada deregularizao foi indicada aps anlises peloMtodo dos Elementos Finitos.A tcnica de quebra e assentamento das placastem demonstrado ser bastante eficaz para seretardar ou reduzir a reflexo de trincas, j que:

    (1) O suporte das placas restabelecido;(2) As deflexes verticais diferenciais nastrincas e nas juntas so reduzidas a valoresaceitveis;(3) Os blocos de dimenses reduzidas fazemcom que os movimentos trmicos sejammnimos;(4) A magnitude e o efeito do empenamento daplaca so reduzidos.

    Este mtodo permite que se aproveite aindagrande parcela da resistncia de um pavimentorgido e a camada asfltica poder serfacilmente reciclada quando for atingido o finalde sua vida de servio. Ela se constitui aindaem um suporte excelente para um novopavimento rgido. Antes da restaurao, ospavimentos apresentavam irregularidadeelevada, com degraus nas juntas e trincamentono terceiro estgio (placas quebradas em trsou mais partes com trincas interconectadas) emmais de 10% da extenso das faixas maiscarregadas. Antes de se adotar esta tcnica,quando os recapeamentos asflticos eramaplicados diretamente sobre o pavimento rgidoexistente, a reflexo de trincas ocorria,rapidamente, como ilustrado na Figura 3.6.A manta no tecida impregnada com asfaltotem a funo principal de impermeabilizao.Alm disso, revelou-se capaz de atrasar areflexo de trincas em um ano, quando asdeflexes diferenciais se encontravam entre 7,6e 20,3 10-2 mm. A espessura requerida parase retardar a reflexo de trincas depende dosseguintes fatores:

    Tipo do pavimento existente (asfltico oude concreto); Tipo de deteriorao, dentre trincamentocouro-de-crocodilo, de bloco, transversal deorigem trmica, longitudinal ou trincas nasjuntas de pavimentos rgidos; Clima; Freqncias e pesos das cargas de eixoatuantes. A maior parcela das trincas de reflexo queocorrem em recapeamentos asflticos sobrepavimentos de C.C.P. resulta de deflexesverticais diferenciais nas juntas e trincas sob apassagem dos veculos de carga. A velocidade

  • de crescimento das trincas funo dafreqncia de passagem das cargas de roda e damagnitude das deflexes diferenciaisprovocadas por essas cargas. Sempre que asdeflexes diferenciais sob o eixo de 80 kNforem maiores que 5,1 10-2 mm a reflexoprematura das trincas em recapeamentossimples com espessura entre 9,1 e 15,2 cm uma possibilidade e, quando essas deflexesforem maiores que 20,3 10-2 mm, a reflexoprematura quase certa.

    A soluo da CALTRANS, de utilizar a quebrae assentamento prvios das placas, maiseconmica que se aumentar a espessura dorecapeamento em 4,6 cm ou mais para igualdesempenho, j que o custo das operaes dequebra e assentamento (Crack and Seat)varia de 0,6 a 0,9 US$/m2. Esta soluo temainda um menor custo no ciclo de vida que orecapeamento por uma placa de C.C.P. noaderida ou que a remoo e reconstruo oureciclagem das placas existentes e da sub-base.

    Figura 3.5 - Soluo da CALTRANS para vida de servio de 10 anos (com 5 a 7 anos sem trincas)

    Figura 3.6 - Recapeamento asfltico simples sobre pavimentos rgidos na Califrnia

    O FHWA define o trincamento e assentamentoda seguinte forma: O objetivo de se trincare assentar o pavimento o de se criar blocos deconcreto pequenos o suficiente para se reduziros movimentos horizontais das placas a umponto onde as tenses trmicas que contribuempara a reflexo de trincas sejam bastantereduzidas. Alm disso, os blocos devem ser

    grandes o suficiente e apresentarem algumentrosamento de agregados entre eles de modoa que a maior parcela da resistncia estruturaloriginal do pavimento de C.C.P. seja mantida.O assentamento das placas quebradas aps otrincamento tem o objetivo de restabelecer osuporte entre a placa e a sub-base, onde vaziospossam ter existido.

    H

    3 cm

    20 a23 cm

    Subleito

    CBUQ

    CBUQ (regularizao)

    CCP (JPCP)

    SUB-BASE (tratada com cimento)

    4,6 m

    Geotxtil no tecido,saturado com asfalto

    VS (anos)

    8,8

    7,7

    6,7

    5,5

    7,5 9,0 10,5 12,0 HR (cm) 0

    Disperso (2 anos)

  • Muitos consideram que os movimentoshorizontais sejam mais importantes que asdeflexes diferenciais para a reflexo detrincas. Esses movimentos horizontais soprovocados pela retrao e dilatao da placade concreto sob ciclos de temperatura sazonaise dirios, bem como devido s cargas dotrfego. Os movimentos verticais, causadospelas cargas do trfego, induzem tenses detrao e de cisalhamento excessivas norecapeamento asfltico, levando ao incio e propagao de trincas. Medies de campo, efetuadas em placas ondefoi executada a quebra e assentamento,indicaram a existncia de uma relao diretaentre a faixa definida pelas temperaturasmxima e mnima do ar e a amplitude demovimentao das juntas, detectada porsensores apropriados. Esta relao no linear.Espera-se que as maiores faixas de temperaturaocorram durante o vero. Contudo, sobtemperaturas elevadas, o concreto asflticopode suportar deformaes maiores, indicandoque deve haver outra poca do ano em que acondio seja mais crtica para a reflexotrmica. Diferencia-se quebra e assentamento detrincamento e assentamento pelo fato de, noprimeiro caso, obter-se blocos com tamanhotpico entre 15 e 45 cm, enquanto que, nosegundo caso, os blocos tm entre 45 e 120 cmde largura. Esta pesquisa teve por objetivoidentificar o mnimo esforo de quebranecessrio para se destruir a ao de placa,ao mesmo tempo em que se minimiza a perdade valor estrutural das placas do pavimentoexistente.

    3.5. Recomendaes de Instalao

    Algumas Geogrelhas polimricas sotermofixadas, por conterem impregnaobetuminosa que, ao se aquecer em contato coma camada asfltica de recapeamento recmaplicada, permite aderncia com a plataformasubjacente e com a prpria camada derecapeamento. As Geogrelhas metlicas, porsua vez, requerem fixao por meio de pinosapropriados cravados no pavimento subjacentea intervalos regulares.Ao ser aplicado superfcie do pavimento, oGeotxtil desenrolado sob tenso sobre uma

    pelcula de asfalto com cerca de 1 mm deespessura. Um percentual do asfalto dessapelcula pode ser absorvido pela superfcie dopavimento subjacente, ou escorrer para dentrode trincas. Deve-se aplicar sobre o Geotxtiluma demo de ligante asfltico que, somando-se primeira demo inferior, ir completar asua saturao, por ocasio do lanamento ecompactao da camada de recapeamento. Aspinturas inferior e superior tambm tm afuno de garantir a efetiva ligao pavimentoexistente / Geotxtil / recapeamento. Depoisque a camada asfltica de recapeamento aplicada a quente sobre o Geotxtil, o liganteque j havia sido espalhado reaquecido,levando saturao do Geotxtil e sua efetivaligao com o pavimento existente e com acamada de recapeamento.Com relao s restries de temperatura e scaractersticas fsicas e mecnicas necessriaspara o uso de fibras em pavimentos, pode-sedizer que um Geotxtil no tecido que serutilizado como camada intermediria devecontar com propriedades que contribuam paraas seguintes funes importantes: Absorver facilmente o ligante asfltico, demaneira a se tornar uma membrana resistente eimpermevel, que impea a penetrao de guanas camadas subjacentes; Deve ser durvel e resiliente sob a ao dascargas do trfego; Durante a instalao, o Geotxtil deve sercapaz de resistir temperatura de aplicao doconcreto asfltico (150oC) e as solicitaesmecnicas da instalao (sobrevivncia).O Swiss Geotextile Manual apresenta, emdetalhe, os aspectos construtivos a seremobservados na instalao do Geotxtil nocampo. Algumas observaes devem ser feitas:1. Uma aderncia deficiente entre o Geotxtil eo pavimento subjacente pode ser decorrente de:excesso de ligante, cura incompleta daemulso, falta de ligante (por se ter umasuperfcie muito porosa) ou umidade excessivada manta (em funo de condies climticasadversas);2. Uma superfcie muito irregular requer aaplicao prvia de uma camada deregularizao, antes da colocao do Geotxtil;3. Devem ser efetuados reparos em reaslocalizadas onde a deteriorao estrutural(trincamento por fadiga, deformaes plsticas)

  • for muito acentuada, e devem ser preenchidasas panelas e as trincas com abertura superior a5 mm;4. As ondulaes na manta, j colocada, sopraticamente inevitveis e podem servir deorigem para trincas na camada asfltica derecapeamento. Todos os cuidados devem serdispensados, portanto, no sentido de se limitara formao dessas ondulaes, por meio daaplicao de uma tenso apropriada enquanto amanta estiver sendo desenrolada;5. A fim de que sejam obtidos os referidosefeitos de absoro de tenses e uma adernciaadequada da camada asfltica de recapeamentodeve-se conseguir uma taxa de impregnaosuficientemente elevada da manta;6. Muita precauo requerida quando seusam emulses asflticas para a pintura deligao, a fim de se assegurar a cura adequadaantes da colocao do Geotxtil, o que dependeda temperatura e da umidade do meioambiente. recomendvel a utilizao decaminho espargidor, provido de tacmetro emunido de barra distribuidora calibrada eaferida para garantir perfeita taxa da aplicaode emulso asfltica catinica RR-1C. Esteprimeiro banho sobre a superfcie promove acondio de semi-saturao e aderncia doGeotxtil. O banho recomendado para umGeotxtil de 200 g/m2, por exemplo, de 1,1l/m2 de RR-1C que aps ruptura e cura gera0,64 l/m2 de resduo asfltico, por se tratar deemulso com 63% de resduo betuminosoativo;7. A superfcie onde a manta ser aplicadadeve estar o mais limpa que for possvel, umavez que a poeira pode reduzir a aderncia. Alimpeza por meio de vassoura mecnicaseguida por jato de ar comprimido , portanto,recomendvel, sendo imprescindvel no caso desuperfcies fresadas ou com grau dedesagregao superficial elevado;8. No caso de recapeamento de pavimentosrgidos, a movimentao vertical excessiva dasjuntas deve ser eliminada por meio de umaestabilizao da sub-base;9. No caso de aplicao sobre superfciesfresadas, considerar que a emulso asflticaaplicada para ligao da manta com opavimento existente tender a se concentrar naparte mais baixa das corrugaes, reduzindo aaderncia da manta se no for aplicada uma

    taxa de emulso suficiente. A emulso deverestar curada antes que a manta seja aplicada;10. A colocao do Geotxtil, imediatamenteaps a primeira imprimao de ligao, podeser efetuada manualmente ou com ajuda de umpendural instalado em uma p carregadeiracom a concha levantada, desenrolando-se sobtenso, ento, a manta de Geotxtil sobre apista. Cuidado especial deve ser tomado paraevitar a formao de rugas, que podem servirde origem para trincas na camada asfltica derecapeamento. Todos os cuidados devem sertomados, portanto, no sentido de se limitar aformao dessas ondulaes, por meio daaplicao de uma tenso apropriada enquanto amanta estiver sendo desenrolada;11. A manta deve ser compactada por um rolopneumtico ( com presso de 50 psi ) antes dese aplicar a segunda imprimao, sendosuficiente 2 a 3 passadas, que servem paraprovocar a aderncia completa entre oGeotxtil e o pavimento subjacente;12. Sobre a manta realizada uma segundaimprimao. Esta pelcula betuminosa servepara impregnar o Geotxtil e provocar a sualigao com a camada de recapeamento. Aquantidade de material a ser aplicada maiorque a da primeira imprimao de ligao;13. Aps a cura ou ruptura da emulsoaplicada, espalha-se um pouco do prprioconcreto asfltico a ser utilizado na camada derecapeamento ao longo da trajetria das trilhasda vibro-acabadora e dos seus caminhes deabastecimento (operao de salgamento), afim de que o trnsito desses equipamentos nodanifique a manta;14. Espalhamento e compactao da camadaasfltica de recapeamento, executado da formausual.

    Para se garantir o perfeito funcionamento dosistema pavimentoexistente/geotxtil/recapeamento, a taxa deimprimao deve ser adequada capacidade deabsoro de asfalto pela membrana. Aexperincia americana (onde h mais de 20anos se utilizam Geossintticos, a uma razo de16.000 km/ano e envolvendo Geotxteis notecidos com gramaturas entre 120 e 135 g/m2)mostra que se deve aplicar uma taxa deimprimao da ordem de 1,08 l/m2 de asfaltoresidual a fim de que o Geotxtil absorva cerca

  • de 0,86 l/m2 e deixe 0,22 l/m2 para a ligaoentre o Geotxtil, o pavimento existente e acamada asfltica de recapeamento. De fato, oefeito de impermeabilizao no Geotxtil desprezvel at este absorva, pelo menos, 0,69l/m2 de asfalto residual. O calor da camadaasfltica de recapeamento e a presso aplicadadurante a sua compactao foram aimprimao para dentro do Geotxtil. Esta arazo pela qual no se deve usar Geotxtil comcamadas de recapeamento muito delgadas(espessuras inferiores a 2,5 cm), uma vez queessas camadas esfriam rapidamente,especialmente nos dias frios ou sem insolao.

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