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Univ AVALIAÇÃO FUNCION ESTUDO DE CASO P versidade Estadual de Feira de Santana Departamento de Tecnologia Graduação em Engenharia Civil Marcos Greyson Alves Coelho NAL E ESTRUTURAL DE PAVIMENTO F - RODOVIA BA 160 – NO SUB-TRECHO POVOADO DE VOLTA DAS PEDRAS Feira de Santana 2009 FLEXÍVEL - O: IBOTIRAMA /

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Universidade Estadual de Feira de Santana

AVALIAÇÃO FUNCIONAL E ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL

ESTUDO DE CASO

POVOADO DE VOLTA DAS PEDRAS

Universidade Estadual de Feira de Santana

Departamento de Tecnologia

Graduação em Engenharia Civil

Marcos Greyson Alves Coelho

FUNCIONAL E ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL

ESTUDO DE CASO - RODOVIA BA 160 – NO SUB-TRECHO: IBOTIRAMA /

POVOADO DE VOLTA DAS PEDRAS

Feira de Santana

2009

FUNCIONAL E ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL -

TRECHO: IBOTIRAMA /

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Marcos Greyson Alves Coelho

AVALIAÇÃO FUNCIONAL E ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL -

ESTUDO DE CASO - RODOVIA BA 160 – NO SUB-TRECHO: IBOTIRAMA /

POVOADO DE VOLTA DAS PEDRAS

Trabalho de Conclusão do Curso de Graduação submetido ao corpo docente do Departamento de Tecnologia da Universidade Estadual de Feira de Santana, como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil.

Orientador: Prof. Areobaldo Oliveira Aflitos, M.Sc.

Feira de Santana

2009

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Marcos Greyson Alves Coelho

AVALIAÇÃO FUNCIONAL E ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL -

ESTUDO DE CASO - RODOVIA BA 160 – NO SUB-TRECHO: IBOTIRAMA /

POVOADO DE VOLTA DAS PEDRAS

Trabalho de Conclusão do Curso de Graduação submetido ao corpo docente do Departamento de Tecnologia da Universidade Estadual de Feira de Santana, como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Bacharel em Engenharia Civil.

Feira de Santana, Bahia, 31 de agosto de 2009.

Aprovada por:

________________________________________________

Eng. Mário Sérgio de Souza Almeida, M. Sc. Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes

________________________________________________

Prof.ª Rosângela Leal Santos, D. Sc. Universidade Estadual de Feira de Santana

________________________________________________

Orientador: Prof. Areobaldo de Oliveira Aflitos, M.Sc. Universidade Estadual de Feira de Santana

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Dedico este trabalho aos meus pais, Maria Alves

Coelho (Dona Mariquinha) e Cosme Alves Coelho,

que foram meu porto seguro durante esta árdua

caminhada.

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AGRADECIMENTOS

A sabedoria popular me ensinou que uma “Andorinha “só não faz verão. Por isso,

neste momento paro para agradecer a todos que me impulsionaram nesta

realização, principalmente:

Aos meus pais, pelo amor, carinho, dedicação, por acreditarem e fortalecerem o

meu potencial;

As minhas irmãs, pelo amor, respeito e carinho que sempre tiveram por mim, sou

orgulhoso por ter irmãs como vocês;

A minha sobrinha Tainá, por fazer o seu padrinho tão feliz com seu sorriso;

A minha namorada, minha companheira, sempre me ajudando com seu carinho,

amor e amizade. Amo-te Fifi;

A meu amigo Izidoro, por ter acreditado em mim desde o começo, obrigado pela

oportunidade;

Ao meu primeiro orientador na UEFS, professor Uchôa, sempre amigo e grande

conselheiro. Levou-me para conhecer o mundo;

Ao mestre Areobaldo, que me ensinou o que é ser engenheiro. Grande profissional e

principalmente um grande coração. Quando crescer quero ser igual a você;

A república dos 7 (sete) engenheiros, amigos que vou levar por toda vida, grandes

momentos passamos juntos;

Aos amigos da UEFS e os que estão distantes agora, que mesmo de longe torceram

pela minha vitória;

A professora Laura Maria Goretti da Motta da COPPE - UFRJ, que forneceu boa

parte do material para a revisão bibliográfica;

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A empresa ENGEPROL, pela oportunidade de desenvolver este trabalho;

Ao Consultor do projeto, Engenheiro Cláudio Ângelo Valadão Albernaz por sua

grande contribuição;

Ao mestrando e amigo Gerson Bastos pela ajuda na correção dos textos;

Ao Engenheiro do DNIT, Eng. Mário Sérgio de Souza Almeida pela participação na

banca e pelas sugestões no enriquecimento do trabalho;

A professora Rosângela por ter participado da banca e contribuído para a melhora

do trabalho;

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RESUMO

AVALIAÇÃO FUNCIONAL E ESTRUTURAL DE PAVIMENTO FLEXÍVEL

- ESTUDO DE CASO - RODOVIA BA 160 – NO SUB-TRECHO: IBOTIRAMA /

POVOADO DE VOLTA DAS PEDRAS

Marcos Greyson Alves Coelho

Agosto/2009

Orientador: Prof. Areobaldo Oliveira Aflitos

Programa: Engenharia Civil

Tendo o Brasil adotado o modal rodoviário a partir da década de 50 houve um

incremento na construção de rodovias possibilitando a formação de um extensa

malha rodoviária. Como o passar do anos, os investimentos foram cessando e os

últimos relatórios da Confederação Nacional dos Transportes mostram que boa

parte da malha rodoviária nacional apresenta deficiência para o tráfego. Para

permitir o fluxo de cargas e passageiros, tem sido canalizados investimentos para

atividades de restauração da malha existente e, com isso, a análise da condição

estrutural e funcional atual das rodovias se torna impresindível para o projeto

visando a sua reabilitação. Este trabalho realizou o levantamento da condição

funcional e estrutural do pavimento, utilizando a viga Benkelman. Foram levantadas

as deflexões máximas recuperáveis e as bacias de deformação para realizar a

retroanálise, da rodovia Ba 160, no trecho entre as cidade de Ibotirama e Bom Jesus

da Lapa e o sub-trecho Ibotirama e o povoado de Volta das Pedras. Os resultados

mostram que o pavimento está em sua maior parte, com uma condição funcional

péssima ou ruim e um condição estrutural BOA, já os módulos de resiliência,

calculados pelo Retran5-L, apresentam na sua maior parte bons valores para base.

Conclui-se que a rodovia necessita de uma restauração, caracterizada por remendos

superficiais e profundos e em geral um novo revestimento, alguns segmentos

deverão ser recontruidos.

Palvras-chave: Pavimentos flexíveis; deflexões; viga Benkelman; retroanálise;

módulo de resiliência; defeitos.

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ABSTRACT

STRUCTURAL AND FUNCTIONAL EVALUATION OF FLEXIBLE PAVEMENT

- CASE STUDY - HIGHWAY BA 160 – IN THE SUB-EXCERPT: IBOTIRAMA /

POVOADO DE VOLTA DAS PEDRAS

Marcos Greyson Alves Coelho

August/2009

Advisor: Prof. Areobaldo Oliveira Aflitos, M.Sc.

Program: Civil Engineering

Since the 1950's decade, when Brazil has adopted a new road system, there was an

increment in road construction allowing the formation of an extensive highways

network . As passing of the years, the investments went ceasing and the last reports

of the National Confederation of the Transports show that good part of the national

highways network presents deficiency for the traffic. To allow the flow of loads and

passengers, the investments have been conducted for activities of restoration of the

existent mesh and thus, the analysis of structural and functional condition of current

roads become indispensable for the project and for highways rehabilitation. This work

accomplished the rising of the functional and structural condition of the pavement,

using the beam Benkelman. Maximum deflections and maximum recoverable

deformation of the basins were measured to perform reverse engineering of the BA

160 highway, between Ibotirama and Bom Jesus da Lapa cities, specifically in a sub-

section between Ibotirama and the village of Volta das Pedras. The results show that

the pavement presents mostly functional condition with a poor or bad state and a

good structural condition, as the modules of resilience, calculated by Retran5-L, have

generally good values for the base. It is concluded that the highway needs a

restoration, characterized by deep and superficial mendings and in general a new

coating, some segments should be reconstructed.

Keywords: flexible pavements; deflections, Benkelman beam, reverse engineering,

resilient modules; defects.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Valor de Serventia x Tráfego ou tempo e Deflexões x Fadiga (Bernucci et

al. 2007). ................................................................................................................... 16

Figura 2 - Classificação dos pavimentos extensão total (CNT, 2007). ...................... 17

Figura 3 - Sistema de camadas e um pavimento e tensões solicitantes (Albernaz,

1997 apud Bernucci et al. 2007). ............................................................................... 19

Figura 4 - Esquema dos dados necessários para se fazer uma retroanálise de

pavimento (Nóbrega, 2003 apud Bernucci et al., 2008). ........................................... 20

Figura 5 - Conceito de Serventia – Desempenho (CAVALCANTE, 2005). ............... 27

Figura 6 - Treliça para medição das flechas nas trilhas de roda. (DNIT, 2003b)....... 31

Figura 7 - Exemplo de estação em pista simples. (Bernucci et al., 2007) ................. 32

Figura 8 – Ilustração dos perfis transversal e longitudinal do pavimento (fonte:

www.cibermetrica.com.br) ......................................................................................... 41

Figura 9 – Esquema do simulador de quarto de carro (DNIT, 2006). ........................ 43

Figura 10 – Ensaio do Pêndulo Britânico (BERNUCCI et al., 2007) .......................... 45

Figura 11 – Ensaio da Mancha de Areia (BERNUCCI et al., 2007) ........................... 45

Figura 12 - Esquema de diferentes bacias deflectométricas para uma mesma

deflexão máxima (CAVALCANTE, 2005). ................................................................. 47

Figura 13 - Equipamento para ensaio triaxial dinâmico da COPPE - UFRJ .............. 50

Figura 14 - Equipamento de Ensaio de Compressão Diametral (BERNUCCI, 2007).

.................................................................................................................................. 52

Figura 15 – Compressão diametral – distribuição das tensões de tração e

compressão nos planos diametrais: (a) – horizontal; (b) – vertical (MEDINA, 1997). 53

Figura 16 - Esquema do ensaio de placa (NÓBREGA, 2003). .................................. 61

Figura 17 - Esquema da viga Benkelman (DNER, 1994d). ....................................... 62

Figura 18 - Esquema do posicionamento da viga Benkelman (DNER, 1994d). ........ 62

Figura 19 - Ilustração do ensaio realizado com a viga Benkelman (BERNUCCI et al.,

2007). ........................................................................................................................ 63

Figura 20 - Ilustração do Deflectôgrafo Digital (www.solostest.com.br, 2004 apud

CAVALCANTE, 2005). .............................................................................................. 64

Figura 21 - Ilustração do Dynaflect (CAVALCANTE, 2005). ..................................... 65

Figura 22 - Princípio de funcionamento do FWD (BERNUCCI et at, 2007). .............. 67

Figura 23 – Representação esquemática do equipamento FWD (DNIT, 2006). ....... 67

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Figura 24 - Ilustração do FWD Dynatest 8000E ........................................................ 69

Figura 25 - Esquema do posicionamento da carga e dos geofones do FWD Dynatest

8000E (WSDOT, 1995a) ........................................................................................... 69

Figura 26 - Ilustração do FWD KUAB (http://www.dot.ca.gov/ apud CAVALCANTE,

2005). ........................................................................................................................ 70

Figura 27 – Efeito da Temperatura nas Deflexões dos Pavimentos Flexíveis (ROCHA

FILHO, 1996) ............................................................................................................. 74

Figura 28 - Fases da vida de um pavimento (DNER, 1998). ..................................... 78

Figura 29 - Determinação dos módulos Ep e Esg ....................................................... 89

Figura 30 – Imagem de satélite 3D, em visada oblíqua baixa da região estudada

(Fonte: Google Earth). ............................................................................................... 98

Figura 31 - Mapa de Localização (Fonte: Google Earth e DNIT). ........................... 100

Figura 32 - Planilha para levantamento de condição superficial do pavimento

(Adaptada da norma DNIT 006/2003-PRO). ........................................................... 104

Figura 33 - Levantamento das flechas e também a presença das trincas tipo couro

de jacaré.................................................................................................................. 105

Figura 34 - Planilha para cálculo do IGG ................................................................ 105

Figura 35 - Planilha aferição da Viga Benkelman. ................................................... 107

Figura 36 - Fotos do ensaio com a viga Benkelman. .............................................. 108

Figura 37 - Esquema para obtenção das deflexões e bacias de deformação. ........ 109

Figura 38 - Planilha utilizada no levantamento das deflexões e bacias de deformação

................................................................................................................................ 110

Figura 39 - Segmentos de Comportamento Homogêneo. ....................................... 113

Figura 40 - Distribuição linear dos Defeitos do Pavimento. ..................................... 114

Figura 41 - Gráfico com as Deflexões, Flechas e Módulos de Resiliência da Base,

Sub-Base e Subleito – Faixa Direita. ....................................................................... 123

Figura 42 - Gráfico com as Deflexões, Flechas e Módulos de Resiliência da Base,

Sub-Base e Subleito – Faixa Direita. ....................................................................... 124

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Classificação do pavimento - Extensão Total. (CNT, 2007) ..................... 17

Tabela 2 - Conceitos do Valor de Serventia Atual. (DNIT, 2003a) ............................ 28

Tabela 3 - Tipos de serviços em função do ICPF (DNIT, 2003a). ............................. 28

Tabela 4 - Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG (DNIT,

2003b). ...................................................................................................................... 32

Tabela 5 - Principais defeitos, causas prováveis e correções. (Adaptado de

PREUSSLER e PINTO, 2002) ................................................................................... 35

Tabela 6 - Valores médios de módulos de resiliência para diversos tipos de solos .. 50

Tabela 7 – Critérios de fadiga (PINTO e PREUSSLER, 2002).................................. 55

Tabela 8 – Fatores que afetam a vida de fadiga das misturas asfálticas

(CAVALCANTE, 2005). ............................................................................................. 55

Tabela 9 – Limite legal de carga por eixo (CAVALCANTE, 2005). ............................ 76

Tabela 10 - Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto. (DNIT, 2006) 78

Tabela 11 - Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (DNIT, 2006). 80

Tabela 12 - Resultado do IGG por Segmento Homogêneo – DNIT 006/2003 - PRO.

................................................................................................................................ 120

Tabela 13 - Resultado da Avaliação Estrutural - DNER-PRO 011/79 – Método B. . 125

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SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO.......................................................................................... 14

1.2 Justificativa.............................. ............................................................... 20

1.3 Objetivo................................... ................................................................ 21

1.3.1 Objetivo geral.............................. ............................................................ 21

1.3.2 Objetivos específicos....................... ..................................................... 22

1.4 Metodologia................................ ............................................................ 22

1.5 Estrutura do trabalho de Conclusão de Curso .................................... 23

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA..................... ................................................ 24

2.1 Avaliação de Pavimentos Flexíveis.......... ............................................ 24

2.2 Avaliação Funcional de Pavimentos Flexíveis .................................... 25

2.2.1 Avaliação subjetiva......................... ....................................................... 26

2.2.2 Avaliação objetiva.......................... ........................................................ 29

2.2.3 Causas prováveis dos defeitos............... ............................................. 33

2.2.4 Avaliação de irregularidades de pavimentos.. .................................... 39

2.2.5 Avaliação da aderência...................... ................................................... 43

2.3 Avaliação Estrutural de Pavimentos Flexívei s.................................... 46

2.3.1 Avaliação estrutural por ensaios destrutivos ..................................... 47

2.3.2 Avaliação estrutural por ensaios não-destrut ivos............................. 56

2.3.3 Comparação entre diferentes equipamentos de ensaios

não-destrutivos.................................... ............................................................. 70

2.3.4 Fatores que influenciam nos levantamentos de flectométricos........ 72

2.4 Avaliação do Tráfego....................... ..................................................... 75

2.5 Reforço de Pavimentos Asfálticos........... ........................................... 76

3 RETROANÁLISE DE BACIAS DE DEFLEXÃO DE PAVIM ENTOS........... 81

3.1 Introdução a Retroanálise................... .................................................. 81

3.2 Métodos Iterativos.......................... ....................................................... 83

3.3 Métodos Simplificados....................... ................................................... 85

3.4 Fatores que Influenciam nos Métodos de Retro análise.................... 92

3.5 RETRAN5-L – Programa Utilizado na Retroanáli se............................ 94

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4 DESCRIÇÃO DA RODOVIA ESTUDADA E METODOLOGIA UTILIZADA 98

4.1 Características da Região da Rodovia Estudad a................................ 98

4.2 Localização e Características da Rodovia Est udada.......................... 100

4.3 Estudos Realizados no Trecho Estudado....... ..................................... 101

4.3.1 Avaliação objetiva do pavimento.............. ............................................ 101

4.3.2 Avaliação estrutural do pavimento............ ........................................... 106

4.4 Definição de Segmentos de Comportamento Homo gêneo................. 111

5 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS.... .................... 112

5.1 Resultado da Avaliação Funcional............ ........................................... 112

5.2 Resultado da Avaliação Estrutural........... ............................................. 121

6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTUR AS............ 127

6.1 Conclusões.................................. ............................................................ 127

5.2 Sugestões Para Pesquisas Futuras............ ........................................... 129

REFERÊNCIAS................................................................................................... 130

ANEXOS.............................................................................................................. 135

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14

1 INTRODUÇÃO

As obras de pavimentação rodoviária tiveram um grande incremento a partir das

décadas de 40 e 50 no Brasil, destacando-se um fato anterior: a criação em 1937,

pelo presidente Getúlio Vargas, do Departamento Nacional de Estradas de

Rodagem (DNER), subordinado ao Ministério de Viação e Obras Públicas. Depois

da criação do DNER, vários outros fatores contribuíram para que isso ocorresse,

entre os principais cita-se:

a) o intenso intercâmbio de técnicos do DNER, produziu-se uma grande

transferência de tecnologia oriunda dos Estados Unidos da América do

Norte, avanço esse que foi fruto da tecnologia desenvolvida durante a

2ª Guerra Mundial. Em 1942, onde na construção de estradas e

aeroportos iniciou o emprego do ensaio, recém-desenvolvido,

California Bearing Ratio (CBR). Neste mesmo ano, o Brasil possuía

apenas 1.300km de rodovias pavimentadas, uma das menores

extensões da América Latina (BERNUCCI et al., 2007);

b) a criação da Petrobras em 1953;

c) a vinda das grandes montadoras mundiais para o Brasil;

d) e o intenso financiamento do modal rodoviário pelo Fundo Rodoviário

Nacional (FRN), que gerou um patrimônio representado por cerca de

68.000 km de rodovias federais, dos quais 51.000 Km pavimentadas.

A partir dos anos 70, o panorama começou a mudar. Logo no início da década,

aconteceu o primeiro grande surto da crise do petróleo e em 1975 começou uma

transferência gradativa de parcelas do FRN para o Fundo Nacional do

Desenvolvimento (FND), chegando a 50% em 1979. Em 1982 esse processo foi

ampliado, com a transferência de 100% dos recursos do FRN para o FND.

Juntando-se a esses acontecimentos a falta de gerência das rodovias nacionais e os

investimentos insuficientes destinados ao setor, tornaram o sistema rodoviário

nacional extremamente vulnerável.

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15

Nos dias atuais, segundo dados da Confederação Nacional de Transportes (CNT),

mais de 90% do transporte de passageiros e 61% do transporte de cargas são

realizados via setor rodoviário, onde os custos operacionais estão diretamente

ligados aos gastos com combustíveis, pneumáticos e demais itens mecânicos. Aos

custos que envolvem todos os usuários de rodovias podem-se acrescentar os

atrasos de viagens, os congestionamentos e os acidentes de trânsito. Pode-se

perceber que a qualidade e a capacidade das rodovias está diretamente ligada aos

custos de movimentação destas.

Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos – DNIT (2006), a idade

dos pavimentos e a solicitação intensa do tráfego compõem o problema

especialmente nas rodovias federais, onde grande parte da malha já superou a vida

útil dos projetos originais.

As rodovias sustentam as demandas do nosso potencial de crescimento econômico

e integram regiões, pessoas e o próprio país no cenário mundial, e com isso, devem

ser entendidas prioritariamente como um patrimônio nacional. E, como para todo

patrimônio, é necessário que haja um planejamento que considere sua manutenção

e, neste caso específico, também sua expansão, já que a demanda por este tipo de

infraestrutura de transportes é sempre crescente.

Segundo Pereira (2007), as atividades necessárias para fornecer e manter

pavimentos em um nível adequado de serviço compreende o processo de gerência

de pavimentos. Dentro de um sistema de gerência de pavimentos é de relevante

importância a reabilitação das vias, que podem ser orientadas com a avaliação

estrutural e funcional do pavimento. Para a tomada de decisões sobre intervenções

a serem executadas em pavimentos flexíveis deve-se considerar a caracterização da

condição estrutural e funcional, que por sua vez, pode ser acessada por processos

de medidas de deflexões e levantamento de irregularidades superficiais, ver Figura

01.

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16

Figura 1 - Valor de Serventia x Tráfego ou tempo e Deflexões x Fadiga (Bernucci et al. 2007).

No último levantamento a CNT apontou problemas nas rodovias nacionais. Verificou-

se que a deficiência de planejamento provoca efeitos estruturais maléficos às

rodovias, tais como: longos trechos rodoviários em estado crítico, 54,5% (47.777 km)

da extensão pesquisada encontram-se com o pavimento em estado regular, ruim ou

péssimo, 65,4% apresentam (57.253 km) sinalização com problemas, 42,5% (37.259

km) não possuem acostamento, 39,0% (31.880 km) possuem placas com a

legibilidade deteriorada, ver Figura 02 e Tabela 01. Deste percentual, 16.393 km da

malha (equivalente a 18,7%) apresentam predominância de defeitos, como

afundamentos, ondulações e buracos ou encontram-se totalmente destruídos. A

grande extensão da malha com pavimento deficiente é preocupante, pois, em função

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17

do tráfego e das intempéries pode evoluir para situações críticas de segurança,

custo de recuperação e desempenho operacional.

Figura 2 - Classificação dos pavimentos extensão total (CNT, 2007).

Tabela 1 - Classificação do pavimento - Extensão Total. (CNT, 2007)

Segundo o último estudo da CNT em 2007, para a reversão deste cenário, é

imprescindível a regularidade do fluxo de investimentos. E, para que isso ocorra, faz-

se necessária a aplicação integral dos recursos destinados às rodovias, sejam eles

orçamentários ou suplementares, como é o caso da Contribuição de Intervenção no

Domínio Econômico (CIDE). De imediato, para que o sistema rodoviário atinja

padrões satisfatórios de segurança e de desempenho, estima-se um volume da

ordem de R$ 23,6 bilhões e, para a correta manutenção da malha, investimentos de

R$ 1,34 bilhão por ano, valores superiores aos historicamente aplicados.

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18

Procurando evitar os custos mais altos para construção de novas rodovias, tem sido

dada a ênfase gradualmente para atividades de restauração e com isso a análise da

condição estrutural e funcional atual das rodovias se torna imprescindível para o

dimensionamento destas.

A forma mais comum de avaliação estrutural no Brasil é a medida das deflexões

com o uso da viga Benkelman, que é um ensaio não-destrutivo, empregado junto

com a avaliação funcional, realizando a quantificação dos defeitos superficiais

através de uma avaliação objetiva. Este conjunto de atividades configura-se na

maneira mais adequada para determinar o dimensionamento do reforço do

pavimento.

Segundo Albernaz (1997), as metodologias de dimensionamento de pavimentos

rodoviários (novos ou recapeados) mais utilizados pelos projetistas foram

desenvolvidas de maneira empírica, ou seja, com base em estudos e dados obtidos

em laboratórios e em pistas experimentais. Uma das desvantagens deste tipo de

metodologia é que as suas conclusões só devem ser aplicadas nos casos similares

àqueles que foram considerados no seu desenvolvimento. Por exemplo,

metodologias desenvolvidas a partir de estudos empíricos com solos de clima

temperado podem não se aplicar muito bem em regiões de clima tropical, e vice-

versa.

O surgimento do computador permitiu que metodologias de dimensionamento de

pavimentos analíticas ou “racionais” (não empíricas), baseadas na Teoria da

Elasticidade, tivessem um grande desenvolvimento nos últimos anos. Cálculos que

levam dias param serem feitos manualmente, são hoje processados em segundos.

As principais características físicas dos materiais considerados nestas metodologias

são o módulo de resiliência e o coeficiente de Poisson, embora não se possa, ainda,

abrir mãos de alguns parâmetros geotécnicos tradicionais nos quais está baseada

toda a nossa experiência (ALBERNAZ,1997). Ver Figura 03.

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Figura 3 - Sistema de camadas e um pavimento e tensões solicitantes (Albernaz, 1997 apud Bernucci et al. 2007).

Conforme Bernucci et al. (2007), para se aplicar o cálculo de tensões e deformações

para um dimensionamento apropriado do reforço do pavimento, é necessário se

conhecer a rigidez de todas as camadas do pavimento e do subleito. Como a

maioria dos pavimentos, em uso, foi dimensionada pelo método do CBR (ou ISC),

não se conhece a princípio essa característica dos materiais em cada trecho. Uma

forma de resolver esse problema seria por meio da avaliação destrutiva por abertura

de poços, que permitam coletar amostras para determinação destes parâmetros em

laboratório. Mas isto é um serviço lento e causa transtornos adicionais ao pavimento.

A busca por métodos que trouxessem menos interrupções e destruição das vias e

que permitisse inferir os módulos de elasticidade das camadas do pavimento e do

subleito fez surgir uma nova técnica, que é baseada na interpretação das bacias de

deformação – a retroanálise. A Figura 4 indica os elementos necessários para

entender o conceito do método de retroanálise de pavimentos. Conhecendo-se a

carga externa aplicada, as características básicas dos tipos de materiais presentes

em cada camada e suas espessuras, para a qual foi obtida a bacia deflectométrica,

é possível calcular os módulos de elasticidade a partir das deflexões obtidas.

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Figura 4 - Esquema dos dados necessários para se fazer uma retroanálise de

pavimento (Nóbrega, 2003 apud Bernucci et al., 2008). Diante deste contexto, o presente trabalho tratará da avaliação funcional e estrutural

de um trecho da Rodovia BA-160, entre a cidade de Ibotirama e o povoado de Volta

das Pedras (Pedrinhas), na região oeste do Estado da Bahia, com extensão de

32,00 km.

1.2 Justificativa

Como a escolha do Brasil a partir da década de 50 em adotar o modo rodoviário

como sua principal forma de transporte de passsageiros e cargas, acabou afastando

os investimentos em outros modos de transporte e isso fez com que a concentração

aumentasse a cada dia nas rodovias, juntando se a isso o descaso dos governantes,

os resultados podem ser observados nos últimos relatórios da Confederação

Nacional dos Transportes, onde os estudos mostram que boa parte da malha

rodoviária nacional apresenta problemas.

Nas últimas décadas, o investimento em infra-estrutura rodoviária se encontra bem

aquém das necessidades do país, havendo uma crescente insatisfação do setor

produtivo com esse nível de investimento. Observa-se que os bens produzidos no

país podem ser mais competitivos na fase de produção, mas perdem

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competitividade, notadamente, no quesito infra-estrutura de transportes, devido a

uma matriz modal deficiente, onde as estradas (principal meio de escoamento da

produção nacional) encontram-se em estado tal que não são capazes de atender as

necessidades de transporte de carga nacionais. Essa realidade nos torna pouco

competitivos no mercado exterior e cria uma situação econômica nacional

insustentável. Procurando evitar os custos mais altos na construção de novas

rodovias, a ênfase vem sendo gradualmente transferida para atividades de

restauração e com isso a análise da condição estrutural e funcional atual das

rodovias se torna fundamental para o redimensionameto destas.

É a partir das análises estrutural e funcional desses pavimentos que podemos

conhecer suas reais condições e os resultados desses estudos fornecem

informações valiosas ao projetista para que este possa escolher a alternativa

adequada para o dimensionamento da restauração do pavimento danificado. A

forma mais comum de avaliação estrutural no Brasil é a medida das deflexões

utilizando a viga Benkelman, a utlização de ensaios não-destrutivos, como no caso

da viga Benkelman, utilizados juntos com inventário de defeitos da avaliação

funcional, configura-se na maneira mais adequada para determinar o

dimensionamento do reforço do pavimento e com isso implantar condições seguras

e compatíveis ao trânsito das rodovias brasileiras.

1.3 Objetivo

1.3.1 Objetivo geral

O estudo tem como objetivo avaliar funcional e estruturalmente o pavimento flexível

de um sub-trecho da rodovia BA 160, que liga a cidade de Ibotirama até o povoado

de Volta das Pedras (Pedrinhas), utilizando as normas do Departamento Nacional de

Infra-Estrutura de Transportes (DNIT) . Evoluindo para a quantificação dos módulos

de deformabilidade efetivamente mobilizados em campo, usando o programa de

retroanálise RETRAN 5L.

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1.3.2 Objetivos específicos

Os objetivos específicos consistem em:

• Identificar e detalhar os defeitos do pavimento de um trecho da rodovia BA

160 que liga as cidades de Ibotirama a Bom Jesus da Lapa , sub- trecho entre

a cidades de Ibotirama e o povoado de Volta das Pedras (32 Km);

• Avaliar a condição funcional utilizando a metodologia do DNIT, com a norma

DNIT 006/2003 - PRO;

• Avaliar a condição estrutural utilizando a viga Benkelman, inclusive

levatantando as bacias de deformação;

• Utilizando os dados do levantamento deflectométrico e do estudo geotécnico

estimar os módulos de resiliência do pavimento utilizando o programa

Retran5-L;

• Aplicar a norma DNER 011/79 – Método B, na proposição de solução de

engenharia para reabilitação desse sub-trecho rodoviário;

• Indicar soluções plaúsiveis para intervenções corretivas.

1.4 Metodologia

1) Revisão Bibliográfica: Livros, artigos científicos, teses, dissertações e

periódicos (revistas, jornais, etc.);

2) Levantamento da condição atual da superfície do pavimento utilizando o PRO

006/2003 do DNIT;

3) Levantamento do comportamento estrutural existente no pavimento através

estudo deflectométrico utilizando a viga Benkelman, com a obtenção das

bacias de deformação, utilizando a DNER ME - 024/94, para avaliar a

condição estrutural;

4) Retroanálise dos dados coletados, utilizando o programa Retran5L;

5) Análise e discussão dos resultados dos dados gerados pela avaliação

funcional e estrutural (elaboração de gráficos, quadros comparativos);

6) Conclusões e sugestões para pesquisas futuras;

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1.5 Estrutura do trabalho de Conclusão de Curso

Este trabalho de conclusão de curso é constituído de seis capítulos.

No Capítulo 1, apresenta-se a introdução ao assunto e a sua relevância no contexto

atual de reabilitação das rodovias;

No Capítulo 2, é feita uma sucinta revisão bibliográfica versando sobre os métodos

atuais de avaliação funcional e estrutural de pavimentos flexíveis;

No Capítulo 3, aborda-se a retroanálise em pavimentação e descreve-se o programa

utilizado neste trabalho, bem como, os principais programas utilizados no Brasil para

a análise de tensões e deformações;

No Capítulo 4, estão explicitadas as características da rodovia estudada e a

descrição da metodologia utilizada nesta avaliação;

No Capítulo 5, são apresentados e discutidos os resultados da avaliação funcional e

estrutural não-destrutiva do sub-trecho;

No Capítulo 6, é realizada a sumarização das conclusões e sugestões para

pesquisas futuras.

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2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capítulo é apresentada a revisão bibliográfica sobre avaliação funcional e

avaliação estrutural de pavimentos flexíveis.

2.1 Avaliação de Pavimentos Flexíveis

Segundo o manual de restauração de pavimentos asfálticos do DNIT (2006), a

condição de um pavimento representa o nível de degradação resultante dos

processos associados ao meio ambiente e ao seu uso continuado pelo tráfego. A

avaliação desta condição é possível por meio do conhecimento de diversos

parâmetros de referência, já normalizados, que permitem a determinação das:

a) Condições de superfície;

b) Condições estruturais;

c) Condições de rugosidade longitudinais;

d) Avaliação das solicitações do tráfego;

e) Condições de aderência pneu/pavimento;

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 (avaliação funcional e avaliação estrutural), as

solicitações do tráfego, capacidade de carga e a estrutura do pavimento e os fatores

climáticos ou ambientais ocorrentes.

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

ao conforto ao rolamento, dispêndio do usuário, influência do meio ambiente,

segurança e aspectos estéticos. A condição estrutural, abrange as características de

resistência e deformabilidade das camadas do pavimento e do subleito, face às

forças destrutivas atuantes. Está diretamente ligada à estrutura do pavimento

conjuminadas com as características dos materiais utilizados e as espessuras das

camadas que compõem o pavimento e também as características da fundação do

sistema que é o subleito.

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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.

Segundo Fernandes et.al. (1994) apud Cavalcante (2005), 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;

• 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.

Deste modo, para se analisar um pavimento, necessita-se incontestavelmente de

uma grande quantidade de atividades que venham fornecer informações que

demonstrem o seu estado funcional e estrutural, através de parâmetros como: as

deformações permanentes, os defeitos de superfície, a irregularidade longitudinal, a

deflexão recuperável, a solicitação do tráfego, a capacidade estrutural do pavimento,

a aderência entre pneu/pavimento e os agentes do intemperismo. Estes elementos

servem para planejar medidas corretas de intervenções que venham a restaurar as

características estruturais e de funcionalidade do pavimento estudado.

2.2 Avaliação Funcional de Pavimentos Flexíveis

Do ponto de vista do usuário, o estado da superfície do pavimento é o mais

importante, pois os defeitos ou irregularidades nessa superfície são percebidos uma

vez que afetam seu conforto (BERNUCCI et al., 2007).

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Segundo o Manual de Restauração do DNIT (2006), o desempenho funcional refere-

se à capacidade do pavimento satisfazer sua função principal, que é de fornecer

uma superfície com serventia adequada em termos de qualidade de rolamento.

Conforme o Manual de restauração de pavimentos asfálticos do DNIT, para a

avaliação das características funcionais de um pavimento, ou a serventia por ele

externada, torna-se imprescindível 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 Avaliação subjetiva

Segundo Bernucci et al (2007) o primeiro método estabelecido de forma sistemática

para a avaliação funcional foi o da serventia de um dado trecho de pavimento,

concebida por Carey e Irick (1960) para as pistas experimentais da AASHO

(American Association of State Highway Officials, hoje AASHTO, American

Association of State Highway and Transportation Officials).

De acordo com Cavalcante (2005), 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 (figura 5). Onde sua principal preocupação é

avaliar o conforto dos usuários.

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A determinação de conforto de rolamento através de uma avaliação subjetiva define

o modelo de serventia que o pavimento proporciona em um determinado momento

de sua vida, e este padrão é designado de Valor de Serventia Atual (VSA),

conhecido internacionalmente como Present Serviceability Ratio (PSR). O

Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transporte – DNIT, apresenta uma

metodologia que permite a avaliação das condições de um pavimento existente, com

bases subjetivas. As avaliações subjetivas são efetuadas por grupos de indivíduos

devidamente treinados que, trafegando um trecho de pavimento tido como

homogêneo e obedecendo a instruções especiais, conferem notas ao trecho em

uma escala variável de zero a cinco, onde a nota cinco representa o pavimento em

condições muito boas e zero em situação precária.

No Brasil, a avaliação subjetiva foi oficializada no procedimento DNIT 009/2003-

PRO, que foi elaborada com base nos estudos da ASSHO Road Test, 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 uma equipe de pelo menos 5

avaliadores que percorrem o trecho sob análise, a uma velocidade próxima e abaixo

da velocidade permitida, em segmentos homogêneos de no máximo 2 Km, anotando

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.

Figura 5 - Conceito de Serventia – Desempenho (CAVALCANTE, 2005).

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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 - Conceitos do Valor de Serventia Atual. (DNIT, 2003a)

A Norma DNIT 008/2003 – PRO (DNIT, 2003b) normaliza outro processo de

levantamento que tem por objetivo avaliar a condição da superfície de modo

contínuo, ela fixa as condições exigíveis na avaliação da superfície de pavimentos

flexíveis e semi-rígidos pelo processo de Levantamento Visual Contínuo

determinando-se o ICPF – Índice de Condição de Pavimentos Flexíveis, em que o

técnico atribui uma nota de 0 a 5 ao trecho, semelhante ao PSI, procedimento esse

relativo ao conforto e à segurança do usuário ao mesmo tempo em que proporciona

também os elementos necessários para o cálculo do IGGE – Índice de Gravidade

Global Expedito e do IES – Índice do Estado de Superfície do Pavimento. É

executado a uma velocidade média de 30 a 40 km/h, onde os técnicos no interior do

veículo registram as ocorrências dos defeitos na faixa de rolamento. Os segmentos

são estabelecidos pelos avaliadores com 1 km de extensão, de maneira a anotar as

ocorrências preponderantes que ocorrem na superfície do pavimento. Ver Tabela 3.

Tabela 3 - Tipos de serviços em função do ICPF (DNIT, 2003a).

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2.2.2 Avaliação objetiva

A avaliação objetiva fornece o estado do pavimento detalhadamente, com várias

informações que não são diretamente obtidas na avaliação subjetiva, podendo ela

ser compreendida como o processo que busca definir o nível de serventia através do

inventário das degradações superficiais e geométricas existentes.

A condição da superfície de um pavimento asfáltico deve ser levantada, analisando-

se seus defeitos e prováveis causas, e atribuindo indicadores numéricos

ponderadores que classifiquem seu estado geral. O DNIT 006/2003 – PRO (DNIT,

2003c) estabelece um método de levantamento sistemático de defeitos e atribuição

do Índice de Gravidade Global (IGG), esta metodologia baseou-se no “Severity

Index” utilizado no Canadá pelo “Saskatchewn Department of Highways and

Transportion”, e contribui para auxiliar nos projetos de reforço. Para sistemas de

gerência de manutenção emprega-se geralmente o DNIT 007/2003 – PRO (DNIT,

2003d). Muitas vezes o levantamento dos defeitos e o cálculo do IGG precedem o

levantamento estrutural para poder melhor embasá-lo.

A compreensão dos conceitos próprios à terminologia dos defeitos é muito

importante para que estes 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 da

qualidade 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.

No Brasil, os defeitos levantados são aqueles apresentados pela Norma DNIT

005/2003-TER (DNIT, 2003e) esta norma define os termos empregados nos defeitos

que ocorrem nos pavimentos flexíveis e semi-rígidos.

Os tipos e classes dos defeitos de superfície em pavimentos com revestimentos

asfálticos estão listados no quadro 01.

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Quadro 01 - Resumo dos defeitos com sua codificação e classificação (DNIT, 2003e)

Para o levantamento dos defeitos são utilizadas planilhas para anotações das

ocorrências, material para demarcação de estacas e áreas da pesquisa, e treliça

metálica para determinação do afundamento nas trilhas de roda das áreas

analisadas. A Figura 6 mostra um exemplo de treliça, com haste móvel central,

capaz de medir os afundamentos com a precisão de 0,5mm.

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Figura 6 - Treliça para medição das flechas nas trilhas de roda. (DNIT, 2003b)

Para o cálculo do IGG faz-se a anotação numa planilha utilizando a terminologia e

codificação de defeitos apresentados no quadro 01, existentes na área demarcada.

Observe-se que não se dá importância neste método à área atingida pelo defeito,

mas à sua ocorrência ou não. Os afundamentos nas trilhas de roda externa e interna

devem ser mensurados com o auxílio da treliça metálica, figura 6, e anotados na

planilha na coluna referente à estação onde foi feita uma única medida em cada

trilha. A determinação da área da pista é de forma amostral, esta área e o

distanciamento entre elas são prefixados pela especificação do DNIT. Nas rodovias

de pista simples a cada 20m, alternados entre faixas, portanto, em cada faixa a cada

40m; nas rodovias de pista dupla, a cada 20m, na faixa mais solicitada pelo tráfego,

em cada uma das pistas. A superfície de avaliação corresponde a 3m antes e 3m

após cada uma das estacas demarcadas, totalizando em cada estação uma área

correspondente a 6m de extensão e largura igual a da faixa a ser avaliada. A Figura

7 mostra um exemplo das estações em pista simples. O procedimento da norma

DNIT 006/2003 – PRO, considera 15% da área total avaliada.

Para que os dados coletados no inventário sejam processados, deve-se inicialmente

separar os segmentos com as mesmas características (homogêneos), em seguida,

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determina-se as frequências absolutas e relativas das falhas anotadas, bem como a

média aritmética e a variância das flechas das trilhas de roda. Para os defeitos e

parâmetros estatísticos das flechas deve-se atribuir um fator ponderador que

exprime a sua importância em relação à serventia.

Os valores da frequência relativa de cada tipo de defeito, da média aritmética e

variância das flechas multiplicadas pelo seu fator ponderador correspondente

resultam num produto que é o IGI (indicie de gravidade individual). A soma de todos

os valores de IGI resulta no IGG (Indicie de Gravidade Global) do segmento

homogêneo.

Através do resultado do IGG pode-se classificar o estado geral do pavimento

referente ao segmento homogêneo.

Tabela 4 - Conceitos de degradação do pavimento em função do IGG (DNIT, 2003b).

Figura 7 - Exemplo de estação em pista simples. (Bernucci et al., 2007)

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2.2.3 Causas prováveis dos defeitos

De acordo com Preussler e Pinto (2002), como as estruturas dos pavimentos e as

condições ambientais são muito diversas, existem vários manuais ou catálogos de

identificação e causas de defeitos (nacionais e estrangeiras). Entretanto, existe um

bom nível de padronização e similaridade entre os manuais mais conhecidos. As

orientações que serão mostradas na Tabela 05 são em grande parte provenientes

dos Manuais de Identificação de Defeitos da AASHTO (American Association of

State Highway and Transportation Ofificials) e SHRP (Strategic Highway Research

Program) e são compatíveis com as classificações vigentes no país.

Segundo Bernucci et al. (2007), os defeitos de superfície podem aparecer

precocemente (devido a erros ou inadequações) ou a médio ou longo prazo (devido

à utilização pelo tráfego e efeitos das intempéries). Entre os erros ou inadequações

que levam à redução da vida de projeto, destacam-se os seguintes fatores, agindo

separada ou conjuntamente: erros de projeto; erros ou inadequações construtivas;

erros ou inadequações nas alternativas de conservação e manutenção.

Bernucci et. al. (2007), destaca alguns exemplos de problemas construtivos que

podem gerar os defeitos nos pavimentos asfálticos: espessuras menores que as

previstas em projeto; falta de compactação apropriada das camadas, causando

deformações e afundamentos excessivos ou rupturas localizadas; técnica de

compactação inadequada, com uso de equipamentos de baixa eficiência;

compactação de misturas asfálticas em temperaturas inadequadas ou variabilidade

de temperatura na massa asfáltica durante o processo de compactação; erros nas

taxas de imprimação ou pintura de ligação, entre outros.

Os principais defeitos de superfície dos pavimentos com revestimento asfáltico e os

mecanismos de ocorrência ajudam no diagnóstico da patologia e são úteis na

programação da reabilitação. Preussler e Pinto (2002) fazem a descrição dos

principais defeitos, as causas prováveis e possíveis correções, ver Tabela 5. As

fotos utilizadas nesta Tabela foram retiradas do Livro Pavimentação Asfáltica –

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Formação Básica para Engenheiros, Bernucci et al (2007) e do livro Pavimentação

Rodoviária – Conceitos fundamentais sobre pavimentos flexíveis de Preussler e

Pinto (2002).

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Tabela 5 - Principais defeitos, causas prováveis e correções. (Adaptado de PREUSSLER e PINTO, 2002)

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2.2.4 Avaliação de irregularidades de pavimentos

Conceitua-se irregularidade como o conjunto dos desvios da superfície viária em

relação a um plano de referência, desvios estes que afetam a qualidade do

rolamento, a dinâmica dos veículos e a ação dinâmica das cargas sobre a via.

(PREUSSLER e PINTO, 2002)

As distorções da superfície é um fenômeno que pode ter origem congênita, ou seja,

decorrer de imperfeições no processo executivo, assim como pode resultar de

problemas ocorridos após a construção, como o resultado da ação do tráfego, do

clima e outros fatores.

Segundo Cavalcante (2005), existe 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.

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 6.

A irregularidade longitudinal é medida ao longo de uma linha imaginária, paralela ao

eixo da estrada e, em geral, coincidente com as regiões de trilhas de roda, podendo

em alguns casos haver o interesse de melhor detalhar o perfil, levantando-o em

diversas linhas paralelas imaginárias. A linha de levantamento longitudinal possui

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uma largura variável de alguns milímetros a centímetros e depende do tipo de

equipamento empregado (BERNUCCI et al 2007).

Na figura 8, consta uma ilustração dos perfis transversal e longitudinal do pavimento.

Segundo o DNIT (2006), 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.

Figura 8 – 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 em:

• medidores do perfil da superfície do pavimento;

• medidores de “resposta” do veículo às distorções da superfície do

pavimento.

Existe uma grande variedade de equipamentos destinados a medida da

irregularidade dos pavimentos rodoviários, classificados em quatro grupos distintos a

seguir apresentados (DNIT, 2006):

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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 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 em 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 (CAVALCANTE, 2005).

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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 9). 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 9 – Esquema do simulador de quarto de carro (DNIT, 2006). Segundo DNIT (2006), 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 na prática, podem ser

correlacionados. Uma relação aproximada entre QI e IRI é dada por: QI = 13 IRI.

No Brasil, têm sido aplicados 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,

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não sendo nem as mesmas para veículos diferentes. Desta forma, faz-se importante

a calibração de tal equipamento segundo as normas:

a) DNER PRO-164/94 (DNER, 1994a) – A calibração e Controle de Sistemas

Medidores da Irregularidade de Superfície de Pavimentos.

b) DNER ES-173/94 (DNER, 1986) – Método de Nível e Mira para Calibração de

Sistemas Medidores de Irregularidades.

c) DNER PRO-182/87(DNER, 1994b) – Medição de Irregularidade de Superfície

de Rodovias com Medidores Tipo Resposta.

d) DNER PRO- 229/89(DNER, 1994c) – Restauração de sistemas medidores de

irregularidade de pavimentos (Sistemas Integradores IPR/USP Maysmeter)

2.2.5 Avaliação da aderência

Segundo DNIT (2006), 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.

Nas especificações atuais do DNIT sobre misturas betuminosas foram incluídos dois

Métodos simples para avaliação das condições de aderência Pneu/Pavimento, a

saber:

a) Association Française de Normalisation – AFNBR NF-P. 98-216-7 – Método

da Mancha de areia.

b) ASTM E.303 – Surface Fictional Properties Using the Britsh Pendulum Tester

– Método de Pêndulo Britânico.

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Os equipamentos portáteis dos métodos citados pelo DNIT em sua especificação

são bastante econômicos e, podem fornecer informações importantes sobre o

coeficiente de atrito e a macro-estrutura dos revestimentos.

O pêndulo britânico determina por uma medida escalar o grau de escorregamento

(ou derrapagem) presente na superfície de um pavimento. Esse dito escorregamento

pode ser tratado também como o grau de aderência entre o pneu e o pavimento, ou

também chamado como coeficiente de atrito cinemático, ver Figura 10.

O ensaio da mancha de areia avalia a macro-textura e caracteriza a superfície do

pavimento quanto a sua capacidade de drenar a água confinada entre o pneu e o

pavimento, e quantifica a densidade, ou seja, a distância média entre grânulos

individuais de agregados aflorados na superfície do pavimento, ver Figura 11.

Figura 10 – Ensaio do Pêndulo Britânico (BERNUCCI et al., 2007)

Figura 11 – Ensaio da Mancha de Areia (BERNUCCI et al., 2007)

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46

2.3 Avaliação Estrutural de Pavimentos Flexíveis

Segundo o Manual de Restauração de Pavimentos Asfálticos do DNIT, o

levantamento da condição estrutural do pavimento fornece informações valiosas ao

projetista quanto a sua condição estrutural, o grau de degradação e permite a

seleção e dimensionamento da mais adequada alternativa de restauração.

A avaliação estrutural de um pavimento está diretamente associada a sua

capacidade de resistir às cargas atuantes, o que pode ser vinculado diretamente ao

projeto do pavimento e ao seu dimensionamento.

Os defeitos estruturais resultam especialmente da repetição das cargas e vinculam-

se às deformações elásticas e plásticas. As deformações elásticas são mensuradas

por equipamentos chamados deflectômetros por medirem os deslocamentos

verticais dito recuperáveis, que são chamados de “deflexões” do pavimento. Tais

deformações verticais são responsáveis pela maioria das trincas que surgem

durante a vida do pavimento, e que pode levar à fadiga do revestimento. As

deformações plásticas se acumulam durante os anos de vida de um pavimento e os

seus resultados são os defeitos do tipo afundamento localizado ou das trilhas das

rodas, essas deformações são realizadas através da treliça normatiza pelo DNIT

(BERNUCCI et al., 2007).

Conforme Cavalcante (2005), o conhecimento da condição estrutural do pavimento e

do subleito possibilita o diagnóstico dos defeitos que tenham sido originados por um

problema estrutural. Sendo assim, 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 objetivando compatibilizar as diversas

características mecânicas dos materiais que compõem o pavimento reforçado frente

às solicitações futuras do tráfego e efeitos climáticos.

De acordo com Preussler e Pinto (2002), 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

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seu valor, mais resiliente é a estrutura e, consequentemente, maior será o seu

comprometimento estrutural. Porém, estruturas distintas podem apresentar a mesma

deflexão recuperável máxima (figura 12), por este fato, 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.

Figura 12 - Esquema de diferentes bacias deflectométricas para uma mesma deflexão máxima (CAVALCANTE, 2005).

A avaliação estrutural de pavimentos pode ser realizada por ensaios destrutivos e

ensaios não destrutivos.

A diferença entre os métodos destrutivos e os não destrutivos diz respeito à

ocorrência ou não da retirada do material do pavimento para ser analisado em

laboratório.

2.3.1 Avaliação estrutural por ensaios destrutivos

Ocasionalmente torna-se necessário a remoção de partes da estrutura do pavimento

para se determinar onde e porque os problemas estão ocorrendo através de ensaios

laboratoriais.

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Segundo Macêdo (1996), 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.

Os dois principais ensaios para avaliação estrutural destrutiva são: ensaio triaxial

dinâmico e ensaio de compressão diametral dinâmico.

2.3.1.1 Ensaio triaxial dinâmico

O ensaio triaxial dinâmico objetiva reproduzir em laboratório as condições de

carregamento impostas ao pavimento pela solicitação do tráfego, e, dessa forma,

simular o comportamento resiliente dos materiais utilizados. Nestes ensaios a força

aplicada atua sempre no mesmo sentido de compressão, de zero até um máximo e

depois diminui até anular-se, ou atingir um patamar inferior, para atuar novamente

após pequeno intervalo de repouso (fração de segundo), procurando reproduzir as

condições de carregamento de campo. A velocidade do veículo e o fluxo de tráfego

são simulados respectivamente pelo tempo de pulso e freqüência da carga aplicada.

O ensaio consiste basicamente em duas fases. A primeira, chamada fase de

condicionamento, objetiva reduzir a influência das grandes deformações plásticas e

reduzir o efeito da história de tensões no valor do módulo de resiliência. A obtenção

dos valores de MR é feita na segunda etapa do ensaio, onde para cada par de

tensões σ1 e σ3 é feita a medida da deformação resiliente εr. Calcula-se, então, para

cada par de tensões, o módulo resiliente pela seguinte equação:

(2.1)

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Sendo:

MR = módulo de resiliência;

σd = tensão desvio, que é a tensão aplicada vertical e repetidamente durante o

ensaio;

εr = deformação específica axial resiliente.

No Brasil, o ensaio é normatizado pelo método de ensaio DNER-ME 131/94. De

acordo com o método, o corpo-de-prova cilíndrico deve ter dimensões tais que o

diâmetro seja pelo menos 4 vezes maior que o diâmetro máximo das partículas. Em

geral, utilizam-se corpos de prova de 10 ou 15cm de diâmetro. Recomenda-se

também que a altura seja aproximadamente o dobro do diâmetro.

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.

Um estudo interessante foi o de Salí Franzoi (1990) apud Balbo (2007), buscando

conhecer o comportamento dos solos lateríticos em relação aos não lateríticos,

realizou ensaios triaxiais de carga repetida com diversos solos do estado de São

Paulo, na Tabela 6, encontram-se os valores médios dos módulos de resiliência para

valores constantes de σ3 = 0,02 Mpa e σd = 0,03 Mpa. O que se verifica é que os

solos lateríticos apresentam comportamento resiliente superior aos não lateríticos.

De acordo com a classificação MCT (Miniatura Compactada Tropical), classificação

dos solos tropicais criada por Nogami e Villibor em 1981 e melhorada em 1991, os

solos tipo LA´, são os solos arenosos finos lateríticos; os solos LG´, são as argilas

lateríticas e os solos NA´ e NS´ são os solos com comportamento não lateríticos.

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50

Procedência Textura MCT HRB hót (%) Mr (Mpa)

SP - 310 / Km 222 Areia Siltosa LA A - 2 - 4 10 150

SP - 425 / E280 Areia LA´ A - 6 11 250

SP - 255 / Km 63 Areia Argilosa LA´ A - 6 12 340

Jazida S.André (SP) Argila LG´ A - 7 - 5 27 200

SP - 333 / Km 320 Argila Siltosa LG´ A - 7 - 5 23 500

SP - 310 / Km 257 Argila Siltosa LG´ A - 7 - 5 24 300

SP - 55 / Km 94,9 Areia NA´ A - 1 - B 14 45

SP - 280 / Km 40 Silte Arenoso NS´ A - 6 21 32

SP - 280 Silte NS´ A -7 - 5 22 80

Tabela 6 - Valores médios de módulos de resiliência para diversos tipos de solos

Figura 13 - Equipamento para ensaio triaxial dinâmico da COPPE - UFRJ

2.3.1.2 Ensaio de compressão diametral dinâmico

O ensaio de compressão diametral é utilizado na determinação da resistência à

tração, o módulo resiliente e a resistência à fadiga das misturas asfálticas. Este

ensaio foi desenvolvido pelo professor Fernando Luiz Lobo Carneiro para a

determinação da resistência à tração de corpos-de-prova cilíndricos de concreto de

cimento Portland. Este ensaio é conhecido como ensaio brasileiro. Segundo

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MEDINA & MOTTA (2005), atribui-se a Schmidt, da CHEVRON, Califórnia, a

aplicação deste ensaio sob carregamento dinâmico a misturas asfálticas.

A ABNT 15087/2004 normatiza este ensaio, que 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:

(2.2)

Sendo:

σR – resistência à tração, kgf/cm2;

F – carga de ruptura dinâmico, 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. Na figura 14 pode-se observar um

exemplo de um equipamento utilizado no ensaio de compressão diametral de carga

repetida.

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Figura 14 - Equipamento de Ensaio de Compressão Diametral (BERNUCCI, 2007).

a) Módulo de resiliência de misturas betuminosas

No Brasil, tradicionalmente emprega-se o ensaio de tração indireta por compressão

diametral de cargas repetidas para determinação do módulo de resiliência de

misturas asfálticas, já que este 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 certa frequência 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.

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53

Figura 15 – Compressão diametral – distribuição das tensões de tração e compressão nos planos diametrais: (a) – horizontal; (b) – vertical (MEDINA, 1997).

b) Vida de fadiga de misturas betuminosas

A fadiga é definida pela ASTM (1979) apud Bernucci et al. (2007) como o processo

da mudança estrutural permanente, progressiva e localizada que ocorre em um

ponto do material sujeito a tensões de amplitudes variáveis que produzem fissuras

que conduzem para totalizar a falha após um determinado número de ciclos.

Conforme Preussler (1983), os materiais betuminosos utilizados em revestimentos

de pavimentos, sob ação do tráfego, são submetidos a carregamentos dinâmicos de

curta duração e tensões muito abaixo das que possam provocar plastificação

excessiva do material, têm um comportamento aproximadamente elástico. Estas

condições são compatíveis com aquelas que ocorrem nos pavimentos sob ação do

tráfego.

Segundo Preussler (1983) e Bernucci et al. (2007), a vida de fadiga de uma mistura

betuminosa é definida em termos de vida de fratura (Nf) ou vida de serviço (Ns). A

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vida de fratura refere-se ao número total de aplicações de 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.

Conforme Pinto e Preussler (2002), o comportamento à tensão ou deformação

controlada dependerá tanto da espessura e do módulo de rigidez do revestimento,

como do módulo da estrutura subjacente.

Segundo Medina (1997), o ensaio laboratorial de vida de fadiga tradicionalmente

realizado no país para definição do número de repetições de carga é feito por

compressão diametral à tensão controlada (TC), sendo a carga aplicada numa

freqüência de 1Hz através de equipamento pneumático. No decorrer do ensaio, a

deformação de tração aumenta até o rompimento completo do corpo-de-prova. Este

tipo de ensaio é compatível com a caracterização de materiais de revestimentos

asfálticos mais espessos em decorrência de absorção das tensões pelo

revestimento com relação às camadas subjacentes.

No caso de ensaio de deformação controlada, a simulação corresponde a

revestimentos mais delgados uma vez que nestes há maior contribuição das

subcamadas na absorção das tensões solicitantes. 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

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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.

Os critérios de fadiga preconizados nos ensaios a tensão ou deformação controlada

apresentados na Tabela 7.

Tabela 7 – Critérios de fadiga (PINTO e PREUSSLER, 2002).

Segundo Preussler (1983) os fatores que afetam a vida de fadiga das misturas

asfálticas sejam a tensão controlada ou a deformação controlada, estão mostrados

na Tabela 8.

Tabela 8 – Fatores que afetam a vida de fadiga das misturas asfálticas

(CAVALCANTE, 2005).

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56

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 (BENEVIDES, 2000):

(2.3)

(2.4)

(2.5)

(2.6)

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;

∆σ – diferença entre as tensões horizontal e vertical;

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

ensaio.

σt - resistência à tração aos 28 dias de idade.

2.3.2 Avaliação estrutural por ensaios não-destruti vos

Os métodos não-destrutivos, na sua maioria, se baseiam na determinação da

deformação elástica, que é a resposta do pavimento sob efeito do carregamento

dinâmico do tráfego.

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57

As técnicas de medidas de deflexões em pavimentos com equipamentos

deflectométricos são amplamente utilizadas para avaliação estrutural e retroanálise.

O baixo custo, menor interrupção do tráfego e menores danos ao pavimento as

tornam preferenciais em relação às destrutivas, tal fato não minimiza a importância

dos métodos destrutivos, sendo em muitos casos completamente necessários.

Historicamente, o registro mais antigo de medida de deflexão em pavimentos deve-

se a Hveem, sensores foram instalados em rodovias do Estado da Califórnia (EUA)

por volta de 1938, porém, estudos mais complexos iniciaram-se nos princípios da

década de 50 (PEREIRA, 2007).

Segundo Mâcedo (1996), Witczak (1989) descreve o histórico dos ensaios

deflectométricos distinguindo três fases nesta evolução, estas fases, embora não

sejam excludentes, são úteis a diferentes níveis de exigência do projeto de

engenharia. O reconhecimento desta realidade, segundo o autor, é de suma

importância para o reconhecimento das limitações inerentes ao estado da arte de

cada fase evitando, dessa forma, interpretações errôneas sobre o comportamento

dos pavimentos em situações específicas onde se torna obrigatório o uso de

tecnologias limitadas. Estas fases de acordo com a referência citada são:

Fase 1 – Relação deflexão máxima x vida dos pavimen tos - Nesta fase,

media se apenas a deflexão máxima sob condições de cargas conhecidas e

através de um critério de ruptura empírico (usualmente deduzido a partir de

observações de comportamento de pavimentos flexíveis convencionais) se

estimava a vida restante do mesmo.

Fase 2 – Curvas múltiplas de deflexão x vida dos pa vimentos – Nesta

fase reconheceu-se que, embora a deflexão máxima sob a ação de uma

determinada carga representasse as condições estruturais de um pavimento,

em muitos casos esse parâmetro não conseguia explicar de “per si” o

comportamento estrutural global. Tornou-se, portanto necessário definir

outros parâmetros, que em conjunto com a deflexão máxima fornecessem

informações relacionadas ao estado do pavimento. Como característica desta

fase destacam-se:

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a) o reconhecimento de que os pavimentos rompem-se por mais de

um mecanismo de ruptura: a fadiga dos revestimentos asfálticos e

deformações plásticas do subleitos;

b) uso da deflexão máxima (do) e do raio de curvatura (Rc) como

indicadores da capacidade estrutural dos pavimentos.

Fase 3 – Análise da bacia de deflexões – Esta é a fase atual, que se

caracteriza não somente pela obtenção da bacia de deflexões de forma rápida

e acurada, mas também pela utilização de teorias apropriadas que permitem

a avaliação do comportamento mecânico dos materiais “in-situ”.

Durante a fase inicial do uso das deflexões como parâmetro para a avaliação da vida

útil de um pavimento, procurou-se associar a magnitude da deflexão máxima com a

vida de um pavimento, geralmente expressa em número de repetições permitidas e

expressa por meio de um critério empírico de falha/ruptura.

Conforme Simm Jr (2007), o Raio de curvatura (Rc) surgiu como elemento

complementar nas análises dos levantamentos com a viga Benkelman para indicar a

capacidade do pavimento em distribuir as tensões das cargas do tráfego. Trata-se

de um importante parâmetro de análise, pois diferentes estruturas de pavimento

podem apresentar a mesma deflexão máxima e possuírem condições estruturais

bem distintas. A forma da bacia indica a aptidão da estrutura em receber e distribuir

as tensões para as camadas subjacentes.

Quando um pavimento apresenta valores baixos de raio de curvatura é um indicativo

que a estrutura de pavimento apresenta baixa capacidade de distribuição de

tensões. Já valores de raio de curvatura elevados indicam boa capacidade de

distribuição de tensões. De maneira geral, considera-se que raios maiores que 100m

(DNIT, 2006) indicam boa capacidade estrutural, enquanto valores abaixo deste

indicam problemas estruturais no pavimento.

Uma bacia de deflexão consiste num conjunto de deflexões medidas a diferentes

distâncias do ponto de aplicação da carga. A bacia de deflexão pode ser utilizada,

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através de técnicas de retroanálise, para a estimativa dos módulos resilientes

médios dos materiais empregados na estrutura do pavimento.

Segundo MACEDO (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:

• 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 Macêdo (1996), três classes de equipamentos não destrutivos são

utilizados frequentemente para a obtenção 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. Exemplos: ensaio de placa, viga Benkelman, curvímetro,

deflectógrafo Lacroix e o deflectógrafo móvel da Califórnia “Califórnia

travelling deflectometer”.

• 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

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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 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).

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.

Conforme Bernucci et al (2007) há bastante diferença entre os valores numéricos de

avaliação estrutural realizados utilizando-se cada um desses tipos de equipamentos,

que podem ser usados para levantamentos da condição de pavimentos para sistema

de gerência em nível de rede, para análise de rotina ou para projeto de reabilitação.

Todos os equipamentos devem ser constantemente calibrados por processos

específicos e seguem rotinas de aplicação determinada pelo tipo de carregamento.

Os equipamentos de medição de deflexão do pavimento mais utilizados no país são

de duas gerações bastante distintas:

• A viga Benkelman, desenvolvido na década de 50 pelo engenheiro

A.C. Benkelman do Departamento de Transportes da Califórnia. Foi

introduzido no Brasil em 1962.

• FWD - (falling weight deflectometer), criados na década de 80. Foi

introduzido no Brasil em 1994.

Nos itens seguintes estão descritas as classes e os principais equipamentos

correspondentes a cada uma delas.

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2.3.2.1 Equipamentos de carregamento quase-estático

a) Ensaio de Placa

Também conhecido como “Prova de Carga”, é um procedimento para medida

estática de deflexão, sendo a carga aplicada por um macaco hidráulico em uma

placa rígida com 762 mm de diâmetro sobre a superfície do pavimento, ver figura 16.

É um procedimento pouco difundido na avaliação de pavimento devido ao longo

tempo que se gasta para ser executado e ser um procedimento trabalhoso.

Figura 16 - Esquema do ensaio de placa (NÓBREGA, 2003).

b) Viga Benkelman

A viga Benkelman foi desenvolvida por A. C. Benkelman junto com a WASHO Road

Test, com a finalidade de reduzir os custos e aumentar a velocidade das avaliações

de pavimentos, que vinham sendo feitas através do ensaio de placa.

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.

Conforme a norma DNER (1994d), a viga Benkelman, conforme ilustrada na figura

17, é composta de uma haste metálica articulada e apóia-se em um suporte também

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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 18 e 19. 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.

Figura 17 - Esquema da viga Benkelman (DNER, 1994d).

Figura 18 - Esquema do posicionamento da viga Benkelman (DNER, 1994d).

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Figura 19 - Ilustração do ensaio realizado com a viga Benkelman (BERNUCCI et al.,

2007). No Brasil este método de ensaio é normatizado através das normas DNER-ME

024/94 (DNER, 1994d) e pelo DNER-ME 061/94 (DNER, 1994g).

c) Viga Benkelman Automatizada

Segundo Preussler e Pinto (2002), as vigas de deflexão automatizadas, baseiam-se

no mesmo princípio da viga Benkelman, foram desenvolvidas para aperfeiçoar 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, ver figura 20.

A viga Benkelman foi automatiza com o objetivo de aumentar a velocidade na

medida das deflexões. Este equipamento foi desenvolvido na França e é bastante

utilizado na Europa, o deflectógrafo La Croix é a viga automatizada francesas

disponível no mercado e The British Pavement Deflection é o similar inglês. Durante

o procedimento o veículo com a viga se movimenta com uma velocidade constante

de 3 Km/h, com a operação toda automatizada. O Traveling Deflectometer

desenvolvido pelo Departamento de Transportes da Califórnia é também uma viga

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automatizada que faz o procedimento com uma velocidade inferior aos outros dois

equipamentos, no caso 0,8 Km/h.

Figura 20 - Ilustração do Deflectôgrafo Digital (www.solostest.com.br, 2004 apud CAVALCANTE, 2005).

2.3.2.2 – Equipamentos de carregamento dinâmico

a) Dynaflect

Conforme Rocha Filho (1996), o dynaflect consiste basicamente de um trailer

rebocado por veículo, onde estão instalados o sistema de carregamento e os

sensores de deflexão, ver figura 21. 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 1.000 lb (≈ 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).

Segundo Rocha Filho (1996), as principais limitações técnicas deste equipamento

são:

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• 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 da

aplicação da carga.

Figura 21 - Ilustração do Dynaflect (CAVALCANTE, 2005). 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

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polegadas (≈ 30,5 cm) a partir do centro de carga (entre as duas rodas de aço)

(ROCHA FILHO, 1996).

Estão comercialmente disponíveis em uma série de modelos, contemplando cargas

estáticas de 1088 a 2630 Kg e cargas dinâmicas de pico a pico de 226 a 3628 Kg. A

frequência utilizada pode ser varia de 5 a 70 hertz, utilizando-se quatro sensores

para obter a bacia de deflexão.

2.3.2.3 – Equipamentos de carregamento por impulso

São equipamentos que efetuam as medidas das deflexões através de um impacto

por queda de um peso suspenso a certa altura, sobre amortecedores que

comunicam o choque a uma placa metálica apoiada sobre o pavimento no ponto de

leitura da deflexão máxima. São conhecidos com Falling Weight Deflectometer

(FWD).

Para alguns estudiosos, a força transitória de impulso criada pelo FWD em

pavimentos se aproxima mais de situações reais de cargas móveis do que as

desenvolvidas pelos equipamentos estáticos e vibratórios.

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, ver esquema nas figuras 23 e 25. As deflexões provocadas pela

aplicação da carga são registradas por um conjunto de sensores dispostos

longitudinalmente a partir do ponto de aplicação da carga, figura 25, (ROCHA

FILHO, 1996).

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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).

Figura 22 - Princípio de funcionamento do FWD (BERNUCCI et at, 2007).

Figura 23 – Representação esquemática do equipamento FWD (DNIT, 2006).

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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 2.7:

(2.7)

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

O carregamento é transmitido ao pavimento através de uma placa de 30cm de

diâmetro e é medido 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.

No Brasil os ensaios com os equipamentos tipo Falling Weigth Deflectometer são

normatizados pelo procedimento DNER PRO-273/96.

a) FWD Dynatest Modelo 8000E

É um equipamento de origem Dinamarquesa e que foi aperfeiçoado nos Estados

Unidos, onde hoje é o mais utilizado. A força de impulso é gerada 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, ver figura 22. A força aplicada ao

pavimento pode variar entre 1.500 lb (7kN) a 2.500 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

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de 2,25 m de comprimento, os quais são dispostos longitudinalmente em relação ao

ponto de aplicação da carga, conforme ilustração na figura 25.

De acordo com Macêdo (1996), 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. É comum os seguintes

espaçamentos: 0, 20, 30, 45, 60, 90, e 150, conforme o manual de operações com

FWD do programa de pesquisas.

Figura 24 - Ilustração do FWD Dynatest 8000E Figura 25 - Esquema do posicionamento da carga e dos geofones do FWD Dynatest

8000E (WSDOT, 1995a)

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b) FWD KUAB

É um equipamento de origem sueca, a força de impulso é gerada por um sistema

duplo de carga, sendo ajustável na massa e altura de queda, a amplitude da força

criada pode varia de 1223 a 15875 kg. A carga é transferida por uma placa circular

segmentada, que possibilita melhor uniformização na distribuição do carregamento

aplicado pela placa de carga, de 30 cm de diâmetro e as medidas lidas por cinco

transdutores de deflexão (sismógrafos), este equipamento também possui

automatização integral.

Segundo PEREIRA (2007), o sistema duplo de cargas cria um pulso de carga mais

largo (maior tempo) do que os outros equipamentos FWD, representando melhor a

duração de tensões criadas pelos caminhões. A placa segmentada fornece contato

com o pavimento.

Figura 26 - Ilustração do FWD KUAB (http://www.dot.ca.gov/ apud CAVALCANTE, 2005).

2.3.3 Comparação entre diferentes equipamentos de e nsaios não- destrutivos

Conforme citado por MACÊDO (1996), em um estudo efetuado por HOFFMAN &

THOMPSON (1981) para o IDOT (Departamento de Transportes do Estado de

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Ilinois”) em cooperação com a Universidade de Illinois, buscou-se comparar e

correlacionar os resultados de ensaios deflectométricos realizados por diferentes

equipamentos. O estudo enfocou a utilização da Viga Benkelman (18 Kips, eixo

simples com rodas duplas), do Road Rater ( 8 Kips, 6 – Hz) e do FWD Dynatest (8

Kips), assim como de acelerômetros instalados no pavimento, objetivando o

monitoramento dos deslocamentos da superfície quando da passagem de

caminhões em movimento sobre pavimentos flexíveis e semi-rígidos.

As principais conclusões apontadas por esse estudo são as seguintes:

a) as deflexões no pavimento dependem do modo de carregamento e da

intensidade de carga aplicada;

b) em termos de resposta dos pavimentos às cargas, a resposta

produzida pelo FWD é a que mais se aproxima dos deslocamentos na

superfícies produzidos por um caminhão em movimento;

c) as deflexões medidas com a viga Benkelman, que ocorrem sob carga

quase estática, tendem a superestimar àquelas que ocorrem sob

cargas de roda em movimento. A explicação deste fato está

relacionada a mobilização de efeitos viscoelásticos que se fazem

presentes no ensaio com a Viga Benkelman, devido à velocidade

extremamente baixa do caminhão de prova durante a execução do

ensaio;

d) de modo geral, as deflexões obtidas com a Viga Benkelman não

podem ser previstas a partir daquelas obtidas com Road Rater;

e) embora bastante diferentes em todos os pavimentos testados, as

deflexões e as “áreas” de bacia referentes ao Road Rater (8 Kips 15

Hz) e ao FWD (8 Kips) foram altamente correlacionáveis;

f) as deflexões obtidas com o Road Rater são altamente dependentes da

carga e da freqüência utilizada no ensaio. Quando a carga é pequena,

os equipamentos vibratórios de freqüência fixa podem superestimar a

rigidez do pavimento em duas vezes ou mais;

g) devido ao carregamento harmônico sem período de repouso e à pré-

carga estática verificada no ensaio com o Road Rater, as deflexões

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obtidas com este equipamento são menores do que as obtidas com o

FWD e com as cargas reais de roda em movimento;

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 Benkelman:

• grande acurácia nas deflexões medidas;

• medidas pouco dispersas;

• possibilidade de variação dos níveis de carga aplicados sobre um

mesmo ponto;

• rapidez e facilidade de operação sob condições de tráfego;

• temperatura da superfície do pavimento e do ar medidas e registradas

automaticamente, além das distâncias percorridas entre os pontos de

ensaios;

• 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).

2.3.4 Fatores que influenciam nos levantamentos def lectométricos

a) Influência da Sazonalidade

Segundo ROCHA FILHO (1996), as rodovias brasileiras apesar de não sofrerem

com o fenômeno do “gelo e degelo”, no período chuvoso o teor de umidade do

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subleito pode aumentar, e com isso 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. Entretanto, a resistência estrutural e a magnitude das deflexões estão

intimamente ligadas ao comportamento do subleito, já que o subleito em geral

contribui com 60 a 80% da deflexão sob o ponto de aplicação da carga (D0).

b) Influência da Temperatura

Em estudo realizado por Mota e Medina (1986), concluiu-se que a temperatura afeta

diretamente o comportamento do concreto asfáltico pela variação da viscosidade do

ligante betuminoso. As misturas asfálticas têm um comportamento visco-

elásticoplástico, com sua rigidez sendo fortemente influenciada pela temperatura;

quando esta diminui, o ligante betuminoso torna-se mais viscoso e o revestimento,

mais rígido, aumentando, em conseqüência, a capacidade de distribuição de carga

na estrutura do pavimento, diminuindo a magnitude das 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.

Rocha Filho (1996) realizou levantamentos deflectométricos com o intuito de se

verificar a influência da temperatura nas medidas das deflexões, 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 27. 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 à maior rigidez da camada asfáltica em função do

decréscimo de temperatura.

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Figura 27 – Efeito da Temperatura nas Deflexões dos Pavimentos Flexíveis (ROCHA

FILHO, 1996)

c) Influência do Modo de Carregamento

Para 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.

Segundo Rocha Filho (1996), outro aspecto importante é que, em todas as análises

utilizando as deflexões, admiti-se que as cargas são uniformemente distribuídas sob

a placa. Entretanto, o autor cita SHANIN (1995),que 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.

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2.4 Avaliação do Tráfego

O estudo da solicitação do tráfego é um elemento muito importante tanto para novas

rodovias como para projeto de recuperação, pois as estruturas projetadas e

existentes estão intimamente ligadas às magnitudes das cargas que a solicitarão por

eixos de diversas configurações com cargas distintas.

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).

De acordo com Cavalcante (2005), 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.

De acordo com Cavalcante (2005), no Brasil, o Conselho Nacional de Trânsito

(CONTRAN), estabeleceu no ano de 1997 que 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 à falta de precisão das balanças.

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76

Os limites legais para a carga máxima por eixo vigente no Brasil são apresentados

na Tabela 9.

Tabela 9 – Limite legal de carga por eixo (CAVALCA NTE, 2005).

2.5 Reforço de Pavimentos Asfálticos Segundo Pinto e Preussler (2002) uma grande variedade de métodos e

procedimentos de dimensionamento de reforços de pavimentos asfálticos foram

desenvolvidos e são utilizados por vários órgãos rodoviários. Porém, ainda não

existe até o momento um consenso sobre a metodologia adequada. De maneira

geral, o procedimento para o projeto de um reforço é similar ao do projeto para um

pavimento novo, exceto que considera a condição atual ou a vida remanescente do

pavimento existente.

Seja qual for o método utilizado, é importante avaliar as condições do pavimento

existente e subdividí-lo em um ou mais segmentos homogêneos para análise,

baseada na idade, tráfego, condições do pavimento e sua estrutura.

De acordo com Cavalcante (2005) 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 permanentes). A partir da década de 1960,

surgiram métodos baseados em ensaios deflectométricos (não destrutivos) que

tiveram aceitação generalizada e foram gradualmente difundidos.

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77

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:

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 e o DNER-PRO 269/94 – Método da resiliência (Tecnapav).

A seguir são descritos resumidamente os métodos DNER PRO-1079 – Método A e

DNER PRO-1079 - Método B:

a) DNER PRO-10/79 – Método A (DNER, 1979a) 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 acelerado crescimento no valor da deflexão e

a perda de capacidade estrutural das camadas do pavimento conforme Figura 28.

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Figura 28 - 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 10.

Tabela 10 - Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto. (DNIT, 2006)

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Os símbolos constantes na Tabela correspondem aos seguintes significados:

IGG = Índice de Gravidade Global (DNIT 06/2003 - PRO);

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;

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.

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 – 006/2003) 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 (DNIT, 2006).

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).

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A espessura de reforço pode ser obtida pela equação conhecida como equação de

Ruiz (engenheiro argentino):

(2.8)

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).

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 11.

A deflexão admissível é determinada pela seguinte equação:

(2.9)

Sendo:

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

Tabela 11 - Critério para o estabelecimento das diretrizes de projeto (DNIT, 2006).

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3 RETROANÁLISE DE BACIAS DE DEFLEXÃO DE PAVIMENTOS

Neste capítulo serão apresentados os principais métodos de retroanálise e também

será descrito o programa utilizado neste trabalho para realizar a retroanálise do

trecho em estudo.

3.1 Introdução a Retroanálise

Segundo Albernaz (1997) a retroanálise, como é correntemente entendida em

Mecânica dos Pavimentos, é o procedimento analítico de obtenção dos módulos

elásticos “in situ” das camadas do pavimento e do subleito, a partir da interpretação

da forma e da magnitude da deformação da superfície do pavimento (bacia de

deformação) causada por um determinado carregamento externo.

De acordo com Fonseca (2002) os métodos de retroanálise para avaliação estrutural

de pavimentos através de ensaios deflectométricos, se baseiam na determinação do

módulo elástico das camadas do pavimento a partir de ensaios não destrutivos. Em

todo o mundo, técnicas de retroanálises com base em dados deflectométricos vêm

sendo desenvolvidos e empregadas em virtude da rapidez, eficiência, acurácia e

custo relativamente baixo na obtenção dos resultados.

Os equipamentos mais utilizados no país para obtenção das bacias de deflexão são:

a) Viga Benkelman – é o equipamento mais difundido no mundo.

b) FWD (Falling weight deflectometer ou deflectômetro de impacto) criado

nos anos 80, devido a sua versatilidade vem sendo usado em larga escala.

De acordo com Albernaz (1997) no aspecto relacionado á precisão dos resultados,

imprescindível se torna a obtenção dos módulos elásticos em laboratórios devido à

acurácia dos resultados (inerente aos ensaios e procedimentos laboratoriais), e à

possibilidade de se poderem variar os estados de tensões a que se pode submeter

às amostras dos materiais. A prática corrente da Engenharia Rodoviária mostrará o

ponto de equilíbrio entre estas duas formas de obtenção dos módulos elásticos.

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No aspecto analítico, os métodos de retroanálise utilizam os conceitos gerais da

Teoria da Elasticidade aplicada aos sistemas estratificados de solos, cuja

formulação está baseada na teoria original de BOUSSINESQ (1885) para meios

semi-infinitos, homogêneos, isotrópicos, e linearmente elásticos. Utilizam, também,

os conceitos complementares formulados por BARBER (1940), BURMISTER (1943),

ODEMARK (1949) e outros importantes pesquisadores (ALBERNAZ, 1997).

Albernaz (1997) apresenta as vantagens e desvantagens no desenvolvimento desta

sistemática:

Três motivos básicos que justificam a utilização da retroanálise:

• A necessidade de se obter os módulos elásticos dos materiais nas reais

condições campo, de difícil reprodução em laboratório;

• Eliminar ou, pelo menos, minimizar a necessidade de onerosas e

perigosas coletas de amostras na pista (avaliação destrutiva);

• Rapidez na caracterização elástica do pavimento.

As principais desvantagens da obtenção dos módulos por retroanálise são:

• Os levantamentos das bacias de deformação medidas no campo devem

apresentar um grau de exatidão o mais elevado possível;

• A confiabilidade dos instrumentos e dos procedimentos operacionais de

medição das deflexões deve ser continuamente verificada;

• Os módulos retroanalisados não apresentam, necessariamente, os

módulos reais dos materiais da camada, mas, sim, um módulo

“equivalente” que depende de diversos fatores “in situ” como qualidade

dos materiais, homogeneidade (isotropia), umidade, grau de compactação,

rigidez relativa entre as camadas, temperatura e outros.

Os métodos de retroanálise existentes atualmente podem ser classificados

genericamente, em dois grupos:

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• Iterativos;

• Simplificados.

3.2 Métodos Iterativos

Segundo FONSECA (2002), os métodos iterativos buscam obter os módulos de

todas as camadas do sistema existente, pavimento / subleito e através destes

módulos, das espessuras das camadas e das cargas atuantes, calcular as tensões,

deformações e deslocamentos em qualquer ponto do sistema analisado.

Para a retroanálise por método iterativo são necessários os seguintes dados de

entrada (PEREIRA, 2007):

a) Coordenadas dos pontos da bacia de deflexão medidas em campo;

b) A quantidade e as espessuras das camadas do sistema;

c) O intervalo provável da variação dos módulos das camadas do pavimento

e subleito;

d) A profundidade e o módulo da camada rígida no subleito;

e) Os valores dos módulos iniciais (seed moduli);

f) Valores padrões para o coeficiente de Poisson.

Segundo ALBERNAZ (1997), os métodos iterativos de retroanálise podem ser

classificados em três grupos:

Grupo 1 - Métodos que calculam, durante o processamento, os parâmetros elásticos

de estruturas teóricas, cujas bacias de deflexão são comparadas com a bacia

medida no campo. Nestes métodos, os parâmetros das estruturas teóricas são

calculados através de programas de análise mecanística. A comparação entre as

bacias medida e calculada é feita iterativamente, até que a semelhança entre as

duas esteja dentro de um critério de aceitação previamente estabelecido. Ocorrendo

isto, o conjunto de módulos da estrutura teórica que gerou a bacia calculada mais

próxima da bacia medida no campo é imediatamente associado ao pavimento real

analisado. Obtidos os módulos, pode-se calcular tensões, deformações e

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deslocamentos em qualquer ponto da estrutura. Exemplo de programas: ELSYM – 5

Winjulea e Kenlayer.

Grupo 2 - Métodos que utilizam banco de dados de parâmetros elásticos de

estruturas teóricas previamente calculados. Estes métodos são semelhantes aos

anteriores, exceto pelo fato de que comparam as bacias medidas no campo com

bacias teóricas previamente determinadas e armazenadas em bancos de dados,

juntamente com os parâmetros elásticos das estruturas que lhes são

correspondentes. Um dos programas desse método é o MODULUS.

Grupo 3 - Métodos que utilizam equações de regressão estatística. Estes métodos

são mais raros que os citados anteriormente e utilizam fórmulas obtidas por

regressão estatística para o cálculo das deflexões teóricas em pontos previamente

escolhidos da bacia de deflexão. Estas deflexões são calculadas em função do

carregamento aplicado, das espessuras e dos parâmetros elásticos das camadas

(incluindo o subleito). Os dados utilizados na regressão podem ser obtidos por

qualquer programa de análise mecanística. Como nos métodos anteriores, a solução

do problema é obtida quando a diferença entre as bacias teórica e medida atinge,

durante o processo de convergência, um valor igual ou menor previamente

estabelecido.

Segundo Fonseca (2002), os resultados dos métodos iterativos são sensíveis a

alguns parâmetros, embora já existam métodos que eliminam ou minimizam essa

deficiência. Por exemplo, os valores modulares finais da estrutura analisada são

fortemente dependentes dos valores modulares iniciais (seed moduli) ou da faixa de

valores adotada para os módulos das camadas. Essa deficiência é atribuída às

características das formulações matemáticas utilizadas nos métodos.

Conforme Albernaz (1997), algumas equações utilizadas para minimização do erro

entre as deflexões medidas e calculadas representam superfícies com vários pontos

de mínima e, como resultado, a mínima para a qual o processo numérico converge

depende dos valores modulares inicialmente adotados. Ou seja, o processo admite

várias soluções. Alguns programas já contêm artifícios matemáticos que localizam o

ponto de mínima das mínimas, aumentando a acurácia dos resultados.

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3.3 Métodos Simplificados

Nestes métodos os módulos do sistema pavimento / subleito são estimados a partir

de simplificações da teoria da elasticidade linear aplicada a meios homogêneos e

isotrópicos. Por sua formulação simplificada, perdem em acurácia adequada a uma

análise mais rigorosa, mas ganham em tempo de processamento, podendo ser

muito mais úteis em análises preliminares, anteprojetos e gerência de pavimentos a

nível de rede (ALBERNAZ et al., 1995).

No Brasil entre os programas baseados nas teorias simplificadas o RETRAN2CL tem

sido muito utilizado, desenvolvido por Albernaz (1997).

Conforme Fonseca (2002), no Brasil e no exterior tem-se desenvolvido diversos

estudos no sentido de se estabelecer métodos simplificados para retroanálise dos

pavimentos, dentre os quais podem-se destacar os seguintes:

- método da AASHTO (1993);

- método de NOURELDIN (1993);

- método de FABRÍCIO (1994); e

- método de ALBERNAZ (1997).

3.3.1 Método da AASHTO (1993)

Segundo FONSECA (2002), esse método foi desenvolvido pela AASHTO (1993), ele

apresenta um procedimento simplificado de retroanálise em que o pavimento real é

considerado uma estrutura de duas camadas, sendo uma delas o conjunto das

camadas do pavimento propriamente dito (revestimento, base, sub-base) e a outra o

subleito. O módulo do conjunto das camadas é chamado de módulo efetivo do

pavimento (Ep). O módulo do subleito é designado por (MR).

Os dados necessários à aplicação deste método são:

1 – As deflexões (dmi) e as respectivas distâncias radiais (ri) medidas em

campo (bacias de deformação);

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2 – O carregamento solicitante da estrutura, representado pela pressão ou

tensão (p) e pelo raio da área de contato;

3 – A espessura total do pavimento acima do subleito.

O módulo do subleito (MR) é calculado pela expressão:

(3.1)

onde:

P = carga aplicada sobre uma área circular;

ri = distância radial do ponto i; e

di = deflexão no ponto i.

Segundo Pereira (2007) as recomendações da AASHTO indicam que o produto

presente no denominador da equação 3.1, seja aproximadamente igual a 70% do

valor do raio do bulbo de tensões (ac), determinado por:

(3.2)

O módulo equivalente é obtido pela equação (3.3) em um processo iterativo, até que

o membro direito da equação seja igual à deflexão obtida sobre o ponto de aplicação

de carga (do) (PEREIRA, 2007).

(3.3)

As variáveis envolvidas no processo são:

D – espessura total das camadas sobre o subleito;

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P – carga aplicada sobre a área circular;

a – raio da área circular de distribuição de carga;

p – pressão de contato.

3.3.2 Método de Fabrício (1994 )

O método desenvolvido por FABRÍCIO et al., (1994), baseia-se no conceito de

pavimento equivalente e no modelo elástico de Hogg.

De acordo com Albernaz (1997) o modelo de Hogg é constituído por uma placa

elástica de espessura (t), largura e comprimento infinitos, com módulo de

deformação (Ep), assente sobre um subleito também elástico, de espessura (h >> t),

largura e comprimento infinitos, com módulo de deformações (ESL). O subleito, por

sua vez, está apoiado em uma camada rígida situada a uma profundidade (h). Essa

profundidade é fixada no método como sendo igual a 10 l0, sendo (l0) um parâmetro

denominado comprimento característico.

Os principais parâmetros do modelo são:

rigidez da placa (R):

(3.4)

comprimento característico (ℓ0):

(3.5)

µP e µSL são os coeficientes de Poisson da placa e do subleito que, no método, são

considerados iguais a 0,40.

O valor do comprimento característico (ℓ0) define a escala gráfica da carta de

influência, onde a configuração geométrica do carregamento deve ser desenhada

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para aplicação dos critérios do método de Hogg. A deflexão no centro da carta de

influência é calculada pela expressão:

(3.6)

onde:

D0 - deflexão no centro da carga de influência;

P - carga aplicada;

N - número de “ladrilhos” abrangidos pela área de carregamento;

ℓ0 - comprimento característico; e

ESL - módulo elástico do subleito.

3.3.3 Método de Noureldin (1993 )

Esta metodologia foi proposta por NOURELDIN (1993) e é uma importante

contribuição ao método da AASHTO (1993). O método foi desenvolvido e verificado

experimentalmente a partir de deflexões obtidas com equipamentos FWD em

pavimentos antigos e em construção (FONSECA, 2002).

Segundo Pereira (2007) o conceito característico deste método consiste na

existência de uma posição única na superfície do pavimento, distanciada rx do ponto

de aplicação da carga, cuja deflexão Dx é exatamente a mesma deflexão de um

ponto na superfície do subleito localizado no eixo vertical de aplicação da carga.

O procedimento para pavimentos com espessuras conhecidas é descrito pelos

passos 1,2 e 3 abaixo (PEREIRA, 2007).

1) Determinar o módulo resiliente do subleito (Esg) pela expressão:

(3.7)

Para,

rx – distância do geofone mais externo em polegadas;

Dx – deflexão do geofone mais externo em polegadas;

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Esg – módulo de resiliência do subleito (psi).

2) O módulo equivalente do pavimento (Ep) é obtido por:

(3.8)

Para Do representando a deflexão (em polegadas) sob o eixo de aplicação de

carga.

3) Determina-se a espessura total efetiva (Tx) pela equação:

(3.9)

Repetir os passos de 1 a 3 com o intervalo das deflexões de D1 a D5 e com o raio

variando de r1 a r5 para a elaboração dos gráficos da Figura 29.

Figura 29 - Determinação dos módulos Ep e Esg

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3.3.4 Método de Albernaz (1997)

O Método de ALBERNAZ (1997) foi desenvolvido a partir da adaptação ao método

de NOURELDIM (1993), realizada por ALBERNAZ (1994), para uso de deflexões

medidas com a viga Benkelman, com o objetivo de utilizar o extenso banco de dados

deflectométricos obtidos com a viga Benkelman no Brasil.

O método considera a transformação do carregamento característico dos

levantamentos com a viga Benkelman no carregamento equivalente característico

dos ensaios de placa, através da analise paramétrica com o programa ELSYM5,

adotando-se como critério de equivalência a igualdade do perfil longitudinal das

bacias de deformação obtido pelos dois procedimentos (PEREIRA, 2007).

As bacias de deflexão de campo são ajustadas através da equação:

(3.10)

onde:

Dx - deflexão no ponto correspondente à distância radial (rx);

rx - distância radial;

D0 - deflexão máxima sob o centro da área carregada ( rx = 0 cm);

B - coeficiente da equação (B = 1/D0); e

M, Ex - coeficiente da equação obtidos no ajuste da bacia.

O critério de erro adotado nos ajustes das bacias é o do menor valor da Raiz Média

Quadrática (RMS), calculada durante o processo iterativo de comparação das bacias

teóricas com as bacias medidas na pista. Expressa a ordem de grandeza da média

das diferenças observadas entre as deflexões medidas e as cálculadas em cada

bacia (PEREIRA, 2007).

(3.11)

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onde:

RMS - raiz média quadrática;

Dci - deflexão medida no campo na posição rx = i;

Dpi - deflexão calculada relativa à posição rx = i; e

N - quantidade de valores Dci (ou Dpi) considerados no ajuste.

Nos itens 1,2 e 3 apresenta-se as equações gerais deduzidas por Albernaz (1997):

1) Módulo resiliente do subleito (Esg) :

(3.12)

Para,

rx – distância radial a partir do ponto de aplicação da carga até o ponto

considerado (cm);

Dx – deflexão correspondente ao ponto situado à distância rx (cm);

Esg – módulo de resiliência do subleito (kgf/cm2).

2) Módulo equivalente do pavimento (Ep):

(3.13)

Para Do representa a deflexão (em centímetros) sob eixo de aplicação de

carga.

3) Espessura total efetiva (Tx):

(3.14)

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A rotina de cálculo é análoga ao Método original, compreendendo as situações de

espessuras do pavimento conhecidas e não conhecidas.

3.4 Fatores que Influenciam nos Métodos de Retroaná lise

De acordo com a DYNATEST (1995) apud Simm Jr (2007), alguns dos principais

problemas encontrados nos procedimentos de retroanálise são os seguintes:

a) Dados de entrada;

b) Efeitos da não-linearidade e compensação dos valores modulares;

c) Camada rígida no subleito;

d) Variações nas espessuras das camadas do pavimento; e,

e) Rigidez relativa das camadas.

3.4.1 Dados de entrada

Conforme Simm Jr (2007) devido às diferentes soluções que podem ser adotadas

para uma mesma bacia deflectométrica, é possível obter diferentes combinações

modulares para uma determinada bacia deflectométrica, dependendo dos módulos-

semente e dos limites adotados. Os dados de entrada Incluem: o módulo semente

(seed moduli) adotado para o início da retroanálise, os valores modulares limites

especificados para cada camada e espessura das camadas, bem como o número de

iterações e os critérios de convergência adotados pelo programa computacional

utilizado.

3.4.2 Efeitos da não-linearidade e compensação dos valores modulares

Segundo Simm Jr (2007) este problema decorre basicamente da modelagem

incorreta da resposta do pavimento e da natureza sequencial que é adotada nos

procedimentos iterativos de retroanálise. Normalmente, o procedimento de

retroanálise começa pelo ajuste das medidas nos pontos mais distantes do

carregamento, locais onde as deflexões dependem exclusivamente do módulo do

subleito. O valor do modulo encontrado é então fixado e, como a maioria dos

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programas de retroanálise considera o comportamento do pavimento como sendo

elástico-linear, esse valor modular é adotado para todo o restante da estrutura,

quando na verdade ele é menor quanto mais próximo do carregamento.

3.4.3 Camada rígida de subleito

De acordo com Pereira (2007), por definição, camada rígida é aquela em que abaixo

da mesma há pouca ou nenhuma contribuição aparente para as deflexões de

superfície medidas. Camadas rígidas podem ser reais ou aparentes, e

provavelmente constituem no principal problema encontrado na análise de bacias

deflectométricas.

Segundo Simm Jr (2007) a camada rígida pode consistir de rocha ou outros

materiais de elevada rigidez (camada rígida real). No entanto, tem-se notado o

mesmo efeito em locais onde o nível da água encontra-se próximo da superfície

(camada rígida aparente). Outra causa para o fenômeno das camadas rígidas é a

não-linearidade dos materiais, como exposto anteriormente.

3.4.4 Variações nas espessuras das camadas do pavim ento

A espessura das camadas do pavimento é assumida constante nos procedimentos

de retroanálise. Sendo quase impossível isso ocorrer na prática, devido a inúmeras

razões construtivas e de manutenção.

Essas variações de espessuras geram variações dos valores modulares das

camadas. Menores espessuras que aquelas adotadas no programa traduzem-se em

valores modulares mais elevados para a camada, enquanto que espessuras maiores

que as adotadas são compensadas por valores modulares menores que os reais. O

ideal, portanto, é a utilização das espessuras realmente executadas nas camadas.

Essas informações podem ser obtidas por meio de nivelamentos topográficos, furos

de sondagem, GPR (ground penetrating radar) e outras técnicas.

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3.4.5 Rigidez relativa das camadas

Conforme Pereira (2007) a retroanálise pode descrever a rigidez da camada de um

pavimento de acordo com o seu grau de influência nas deflexões. Camadas

delgadas contribuem apenas com uma reduzida parcela das deflexões totais,

resultando baixa precisão em valores retroanalisados obtidos.

Segundo Simm Jr (2007) para que uma camada de pavimento possa ser

corretamente analisada, é importante que a rigidez da mesma (combinação da

espessura e do módulo de elasticidade) tenha uma influência significativa nas

deflexões medidas na superfície. Caso contrário, torna-se difícil a estimativa do

módulo na retroanálise.

3.5 RETRAN5-L – Programa Utilizado na Retroanálise

O programa Retran5-L foi criado pelo eng. Claudio Angelo Valadão Albernaz em

1998, a partir de seus estudos de pós-graduação na COPPE/UFRJ, e de sua

experiência profissional como engenheiro do DER/MG (Departamento de Estradas

de Rodagem de Minas Gerais). O programa efetua a retroanálise dos módulos

elásticos dos materiais de sistemas estratificados de até 5 (cinco) camadas,

considerando que todos os materiais são homogêneos, isotrópicos e linearmente

elásticos.

As informações a seguir foram cedidas pelo autor do programa, eng. Claudio Angelo

Valadão Albernaz, onde ele faz uma descrição do programa Retan5-L e mostra o

que o programa é capaz de realizar.

No programa Retran5-L, a retroanálise é feita bacia por bacia, e não por meio de

bacias médias representativas de segmentos homogêneos, que é um procedimento

menos preciso. O processamento do programa é baseado em banco de dados

contendo milhares de estruturas teóricas similares, em termos de espessuras, tipos

de materiais e de quantidade de camadas, à estrutura real em análise. Se as

espessuras e os tipos de materiais do pavimento existente forem muito

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heterogêneos, de modo a não possibilitar a subdivisão do trecho em segmentos com

estruturas de pavimento representativas, poderá ser adotado o critério de estrutura

equivalente, com duas, três, quatro ou até cinco camadas, incluindo o subleito.

Quando a estrutura existente é composta por mais de cinco camadas, duas ou mais

camadas de materiais semelhantes podem ser associadas e consideradas como

uma única camada, para fins de retroanálise. Vários conjuntos de camadas

associadas podem ser adotados, dependendo das características do pavimento

existente.

Nos casos extremos de estruturas heterogêneas, as espessuras e os tipos de

materiais do subleito e do pavimento existente não são levados em consideração na

formação do banco de dados, sendo a retroanálise efetuada para um sistema

equivalente de apenas duas camadas - base e subleito - a exemplo do procedimento

inserido no programa Retran-2CL, concebido para efetuar retroanálise simplificada

de pavimentos.

A formação do banco de dados é feita considerando-se faixas de valores modulares

compatíveis com os materiais das camadas do pavimento e do subleito existentes, e

são definidas pelo projetista ou analista. As variações dos módulos das camadas

das estruturas do banco de dados são baseadas em faixas de valores normalmente

admitidas para os tipos de materiais que constituem o pavimento e o subleito, e

procuram levar em conta as variações das condições “in situ” de compactação,

espessura, teor de umidade e temperatura no comportamento elástico dos materiais.

Opcionalmente, o programa Retran5-L faz a correção automática da bacia de

deformação, considerando uma possível localização do pé dianteiro da viga no

interior da bacia durante as medições de campo. Essa correção baseia-se no antigo

procedimento adotado pelo ex-DNER na norma DNER-ME 24/63.

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96

O programa Retran5-L emite relatórios com o logotipo de empresas, órgãos

públicos, universidades etc, e apresenta informações completas relativas às bacias

medidas, ajustadas e teóricas (em forma gráfica e analítica), e os seus respectivos

erros percentuais de ajustamento (RMS%). Apresenta, ainda, os módulos de

resiliência retroanalisados, os coeficientes de Poisson, as espessuras e a

contribuição de cada camada do pavimento e do subleito no valor da deflexão

máxima D1 medida no ponto de aplicação da carga, fornecendo valiosas

informações sobre a camada ou camadas críticas do sistema pavimento-subleito.

Além dos dados normais da retroanálise, o programa Retran5-L emite um relatório

com as até 10 melhores bacias ajustadas em cada estaca, com erro RMS% inferior

ao erro máximo admitido pelo projetista. Esse procedimento tem por objetivo reduzir

o grau de incerteza do dimensionamento mecanístico do reforço do pavimento,

considerando-se que existem inúmeras estruturas teóricas com diferentes conjuntos

de módulos e espessuras que geram praticamente a mesma bacia de deformação,

sob o mesmo carregamento.

Para a elaboração da retroanálise com o programa Retran5-L, são necessários os

seguintes dados:

• Listagem do levantamento das bacias de deformação (distâncias radiais e

deflexões). No caso de levantamento com equipamento tipo FWD ou viga

eletrônica, poderão ser utilizados os arquivos eletrônicos do levantamento de

campo;

• Configuração do carregamento utilizado na medição das bacias de deformação.

No caso da viga Benkelman, viga eletrônica e viga-treliça, utiliza-se um caminhão

2C com um eixo traseiro simples de rodas duplas carregado com 8,2 tf (eixo

padrão). Outros valores de carga podem ser utilizados a critério do projetista. No

caso do FWD, necessita-se do valor da carga nominal aplicada e do raio da placa

de contato;

• Dimensões gerais da viga Benkelman utilizada no levantamento, para possíveis

correções das bacias de deformação;

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• Temperatura do revestimento durante o levantamento deflectométrico quando se

tratar de massa asfáltica usinada;

• Listagem dos segmentos homogêneos quanto à estrutura do pavimento

(espessuras das camadas e tipos de materiais utilizados), a qual pode ser obtida

a partir dos estudos das camadas do pavimento e do subleito, ou de relatórios de

execução de obra (“as built”); e

• Se possível, estudos de caracterização do revestimento existente (granulometria,

densidade e teor de ligante). Em casos especiais, deverão ser determinadas as

características do ligante “in situ” através da sua recuperação pelo método de

Abson (penetração, ponto de amolecimento, viscosidade e outros).

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98

4 DESCRIÇÃO DA RODOVIA ESTUDADA E METODOLOGIA UTILI ZADA

Neste capítulo apresentar-se-á a descrição da rodovia estudada, bem como, toda a

metodologia aplicada na caracterização funcional e estrutural realizada na pista da

Rodovia BA-160, no Estado da Bahia, com 32,00 km de extensão, entre Ibotirama e

o Povoado de Volta das Pedras (Paratinga).

4.1 Características da Região da Rodovia Estudada

A rodovia estadual BA 160, interliga as cidades baianas de Ibotirama, Bom Jesus da

Lapa, Carinhanha e o entroncamento entre as cidades de Malhada e Iuiu, no sentido

N-S e constitui uma importante via de ligações do sudoeste baiano, com o médio

São Francisco, por onde acontece o escoamento de boa parte da safra de grãos e

frutas produzidos nesta região. Em Ibotirama, esta rodovia se encontra com a BR

242, que liga Brasília a Salvador sendo um dos mais movimentados corredores de

transporte do Brasil. A BR 242 faz a ligação do Centro-Oeste brasileiro com o litoral,

principalmente os portos de Ilhéus e de Salvador, de onde são enviados os

principais produtos de exportação do Brasil para várias partes do mundo. Ver a

Figura 30.

Figura 30 – Imagem de satélite 3D, em visada oblíqua baixa da região estudada

(Fonte: Google Earth).

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99

A cidade de lbotirama está situada as margens do Rio São Francisco, esta área

compreende uma depressão, com ligeiras elevações laterais que recebem

denominações regionais tais como: morro pelado, prolongamento da Serra do

Espinhaço, da Chapada Diamantina, Serra da Conceição e Serra do Gato.

A formação geológica da área estudada é em sua maioria constituído por coberturas

detrito-laterítica: areia com níveis de argila e cascalho e crosta lateríticas, em menor

quantidade, encontra-se uma pequena porção de depósitos aluvionares antigos

composto de areia com intercalações de argila e cascalho e restos de matéria

orgânica. No mapa geológico também se identifica o quartizito puro e feldspático,

com níveis de filito e raro metadolomito da unidade Garapa, mas que não foi

identificado em campo porque não estão aflorantes.

A litologia da região apresenta predominância de latossolo vermelho-amarelo

distrófico e em menor quantidade também se observa os neossolos flúvicos Tb

eutróficos. O solo em sua maior parte é arenoso siltoso argiloso, variando em

algumas regiões do município onde se encontra o solo argiloso ou o “barro

vermelho”.

Quanto à vegetação, prevalece a caatinga com suas árvores retorcidas, cheias de

espinhos, entrelaçadas de cipós, com raízes profundas e cascas grossas. Este tipo

de vegetação está adaptada às características de regiões secas com baixo índicie

de pluviosidade, conseguindo resistir a longos períodos de estiagem. Há também o

cerrado, cuja vegetação é rasteira, formada por arbustos como umbuzeiro, aroeira,

xique-xique, jurema preta, umburana de cheiro e a simples, são as mais comuns.

O clima da região de Ibotirama é quente semi-árido com ventos secos durante o

tempo da estiagem, acentuando-se durante os meses de agosto a setembro. O

período das chuvas vai de novembro até o mês de março, neste período o clima é

úmido e quente é consequentemente um clima mais pesado. A temperatura média e

de 35º, podendo chegar até a 45º em dias mais quentes.

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100

4.2 Localização e Características da Rodovia Estuda da

Localização da rodovia:

Rodovia: BA-160

Trecho: Ibotirama – Bom Jesus da lapa

Lote: I

Sub-trecho do projeto: Entrada de Ibotirama – Povoado de Volta das Pedras.

Segmento: km 0,00 – km 32,00

Extensão: 32,00 km

O trecho de estudo da rodovia foi inaugurado em 15 de setembro de 1990 pelo

então governador Nilo Coelho. Hoje a estrada se encontra no período final de

projeto, completando 19 anos da sua construção, seu estado atual apresenta

grandes trechos degradados, o que já era esperado devido à idade de sua

construção. Na Figura 31 pode-se observar o mapa de localização da rodovia.

Figura 31 - Mapa de Localização (Fonte: Google Earth e DNIT).

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101

Para a construção da rodovia foram empregados materiais da própria região. Ainda

hoje podem ser verificados os locais de extração de materiais próximos a rodovia,

onde se observa um grande passivo ambiental.

A estrutura do pavimento é formada por sub-base, base e revestimento, onde a sub-

base é formada por uma areia siltosa argilosa de cor vermelho amarelada, retirada

das áreas que margeiam a rodovia. Já a base é formada por cascalhos de seixo

variegado encontrados as margens do Rio São Francisco. Para o revestimento foi

utilizado o tratamento superficial duplo (TSD), o mesmo que foi utilizado na maioria

das estradas do sertão baiano com grande sucesso.

4.3 Estudos Realizados no Trecho Estudado

A metodologia utilizada para a realização das avaliações funcionais e estruturais foi

baseada nas normas do DNIT (Departamento Nacional de Infra-Estrutura de

Transportes). Os levantamentos das condições atuais do pavimento em estudo

basearam-se nos seguintes procedimentos:

• Avaliação objetiva da superfície do pavimento pelo procedimento DNIT

006/2003 – PRO e cálculo do IGG;

• Aferição da viga Benkelman pelo procedimento DNER PRO - 175/94;

• Determinação das deflexões do pavimento pela viga Benkelman pelo método

de ensaio DNER ME-024;

• Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis – Procedimento B pela norma

DNER PRO – 10/79.

4.3.1 Avaliação objetiva do pavimento

Foram realizadas avaliações superficiais do pavimento entre os dias 15 e 21 de

janeiro de 2009. O estudo foi baseado no 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, através da norma DNIT 006/2003-PRO e

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102

também foi utilizada a norma DNIT 005/2003-TER e os livros: Pavimentação

Asfáltica – Materiais, Projeto e Restauração de Balbo (2007) e Pavimentos Asfálticos

– Patologias e Manutenção também de Balbo (1997), Pavimentação Asfáltica –

Formação Básica para engenheiros de Bernucci et al. (2007), Pavimentação

Rodoviária – Conceitos Fundamentais de Pinto e Preussler (2002) e Avaliação

Funcional e Estrutural de Pavimento do DER – SP (2006), todo este material

bibliográfico ajudou a esclarecer as dúvidas referentes a interpretação de defeitos

ocorridos na pista.

A amostragem é efetuada em cada uma das estações de ensaio, considerando-se

uma superfície de avaliação delimitada por uma seção transversal situada 3 m a ré

da estação, por outra situada 3 m avante, e pelo eixo da pista de rolamento. Desta

forma, cada estação de ensaio corresponde uma área de cerca de 6 m por 3,5 m,

totalizando 21 m2.

Junto com os defeitos foram mensuradas as deformações permanentes, avaliadas a

partir das medidas das flechas nas trilhas de roda com treliça de base igual a 1,20m,

mostrada na Figura 06 e também na Figura 33.

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. A

esquematização adotada foi a mesma para obtenção das deflexões e bacias de

deformação, onde as estacas de número par eram avaliadas a direita da pista e as

estacas de número impar eram avaliadas a esquerda. O esquema para obtenção

das deflexões e a bacia de deformação é apresentado e também foi adotado para a

avaliação superficial. Ver a Figura 35.

Na Figura 32 é apresentada a planilha utilizada para efetuar o levantamento da

condição da superfície do pavimento. Devido à intenção de se obter dados mais

consistentes, com a obtenção da porcentagem de área trincada (soma das

porcentagens das trincas FC-2 e FC-3) e a severidade das panelas e desgaste, foi

feita uma adaptação da planilha da norma DNIT 006/2003-PRO com a planilha

utilizada pelo Departamento de Estradas de Rodagem do Estado de São Paulo

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103

(DER – SP), já que a planilha para o levantamento dos defeitos da superfície do

pavimento da norma DNIT 006/2003-PRO solicita apenas a marcação da existência

do defeito. Na nova planilha, nos campos das trincas, panelas e desgaste foram

levantados não só a existência dos defeitos, mas também, a porcentagem de área

afetada por cada defeito. Para a obtenção das áreas das trincas (tipo FC-1) foram

mensuradas seguindo o procedimento indicados em Pinto e Preussler (2002), onde

o comprimento da trinca deve ser multiplicado por 15 cm, área de influência da

trinca, e para os outros defeitos buscou-se fazer uma estimativa da área, adotando

um retângulo aproximado.

Junto com o levantamento das condições superficiais também foram feitos os

levantamentos fotográficos de várias estações, onde se buscou mostrar a condição

atual da rodovia com fotografias panorâmicas e também mostrar os diversos defeitos

encontrados em todo o trecho. Esse levantamento vai gerar um relatório fotográfico

que será anexado ao trabalho, ajudando na visualização do estado da superfície do

pavimento.

Depois que foram levantados todos os dados no campo procedeu-se o lançamento

desses valores em planilhas eletrônicas, que geraram os gráficos que vão servir de

ferramenta para se delimitar os segmentos de comportamento homogêneo.

Após a definição dos segmentos de comportamento homogêneo foi feito o cálculo do

IGG de cada segmento homogêneo usando a planilha da Figura 34. Efetua-se ao

final a comparação dos resultados dos IGG’s de cada segmento com os limites

explicitados na Tabela 04, página 26, da norma DNIT 006/2003-PRO.

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104

Figura 32 - Planilha para levantamento de condição superficial do pavimento (Adaptada da norma DNIT 006/2003-PRO).

R OD OV IA : B A 16 0 OPER A D OR : M arco s e A d i lso n D N IT 0 0 6 / 2 0 0 3 PR O

T R EC HO: IB OT IR A M A / B OM JESU S D A LA PA R EV EST IM EN T O T IPO: T SD ( T rat ament o Super f icial D up lo )

SU B TR EC HO:IB OT IR A M A / POV OA D O D A S PED R IN HA S D A T A : F A IX A :D IR EIT A ( PA R ) / ESQU ER D A ( IM PA R )

F I T T C T TL T LC T LL T R R Ond ul Panela Escor Exud D esg R em T R I T R E

J T B JE T B E

( t p 2 ) ( t p 2 ) ( t p 3 ) ( t p 3 ) ( t p 4 ) ( t p4 ) ( t p 4 ) ( t p 4 )

52 A N T 50 0,00 0,00

53 A N T X 20 0,00 0,00

54 A N T X 10 0,00 0,00

55 A N T X 60 0,00 0,00

56 A N T 4 5 X 20 X 0,00 0,00

57 A N T X 60 0,00 0,00

58 A N T 50 X 0,00 0,00

59 A N T 60 0,00 0,00

60 A N T X 30 0,00 0,00

( mm) ( mm)

0 9 / 0 1/ 2 0 0 9

EST A C A OU QU ILOM ET R O

( t p 5)Á rea( %) ( t p 5)

( t p 5) ( t p 6 )Á rea( %) ( t p 7)

( t p 8 )

A LP A T P A LC A T C

Á rea( %) ( t p 1)

Á rea( %) ( t p 1)

Á rea( %) ( t p 1)

Á rea( %) ( t p 1)

Á rea( %) ( t p 1)

Á rea( %) ( t p 1)

A FU N D A M EN T OS OU T R OS D EFEIT OS T R ILHA S R OD A S

ISOLA D A S ( Oco rrência t ipo 1) IN TER LIGA D A S PLÁ STIC O C O N SOLID

F C - 2 F C - 3 OK

T R IN C A S A R EA ( %)

IN V EN T Á R IO D O ESTA D O D A SU PER FÍ C IE D O PA V IM EN T O

F OLHA :

52 69

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Figura 33 - Levantamento das flechas e também a presença das trincas tipo couro de jacaré.

Figura 34 - Planilha para cálculo do IGG

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106

4.3.2 Avaliação estrutural do pavimento

O levantamento deflectométrico foi realizado entre os dias 28 de janeiro e 10 de

fevereiro de 2009, com o emprego da viga Benkelman convencional, a metodologia

de ensaio foi baseada no DNER ME-024.

Primeiramente foi realizada a aferição da viga Benkelman conforme o procedimento

DNER PRO-175/94. Ver Figura 35, planilha utilizada para lançar os valores

encontrados no momento da aferição da viga, onde esta indica se a viga aferida foi

ou não aceita. Esta planilha foi desenvolvida pelo engenheiro consultor Cláudio

Albernaz do DER - MG.

No levantamento de campo foi utilizado juntamente com a viga Benkelman, um

caminhão com 8,2 toneladas no eixo traseiro e uma régua com 1,5 metros, graduada

a cada 25 cm para obter as leituras da bacia de deformação. No caminhão foi fixado

uma haste de madeira na posição vertical do lado da roda traseira, com uma ponta

na parte inferior e bem próxima ao chão para que se pudessem efetuar as leituras

na régua com mais precisão.

Na Figura 36 são mostrados alguns momentos durante a realização do ensaio com a

viga Benkelman em campo. Na Figura 37, é mostrado de forma esquemática como

foram obtidas as deflexões máximas e as bacias de deformação. Na Figura 38

mostra-se a planilha utilizada para efetuar o levantamento das deflexões realizadas

com o uso da viga Benkelman no trecho em estudo.

Com o fim dos levantamentos de campo, os dados são lançados em planilhas de

eletrônicas, onde podem ser visualizadas as deflexões reversíveis máximas e os

raios de curvatura em gráficos “tipo colunas” estaca por estaca. Na avaliação

estrutural também acontece a separação dos segmentos de comportamento

homogêneo, mas como no caso em estudo a escolha dos segmentos homogêneo foi

feito em função do IGG por estaca, então a avaliação da condição estrutural utilizou

os mesmos segmentos da avaliação funcional. O procedimento adotado para se

obter o conceito da avaliação estrutural foi o da norma DNER-PRO 011/79.

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107

O fechamento da avaliação estrutural foi a utilização dos levantamentos

deflectométricos, com suas bacias de deformação e dos estudos geotécnicos

(ensaios para a caracterização dos materiais existentes e as espessuras das

camadas do pavimento) para o consultor do projeto o Eng. Cláudio Albernaz, onde

ele utilizou o programa Retran5-L de sua autoria, para realizar o processo da

retroanálise e com isso encontrar os valores dos módulos de resiliência das

respectivas camadas.

Figura 35 - Planilha aferição da Viga Benkelman.

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108

Figura 36 - Fotos do ensaio com a viga Benkelman.

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109

Figura 37 - Esquema para obtenção das deflexões e bacias de deformação.

1 - BACIAS A CADA 100 m ALTERNADOS EM RELAÇÃO AO EI XO DA RODOVIA (10 BACIAS POR KM) (Adotada pelo DER/ MG)

ACOST.

ACOST.

2 - BACIAS A CADA 60 m ALTERNADOS EM RELAÇÃO AO EIX O DA RODOVIA ( ≈≈≈≈ 16 BACIAS POR KM)

ACOST.

ACOST.

LEVANTAMENTO DAS DEFLEXÕES REVERSÍVEIS MÁXIMAS Do E BACIAS DE DEFORMAÇÃOTodas as medições na faixa DIREITA deverão ser feitas nas est acas PARES, e na faixa ESQUERDA nas estacas ÍMPARES.

DNER-ME 024/94 - Pavimento - determinação das deflexões pela Viga Benkelman.

DNER-ME 061/94 - Pavimento - delineamento da linha de influência longitudinal da bacia de deformação por intermédio da Viga Benkelman.

4) As deflexões máximas e as bacias de deformação também poderão ser levantadas com a Viga Treliça, Viga Eletrônica ou com equipamento FWD.

5) Deverá ser anexado ao relatório do levantamento deflectométrico o tíquete da balança com o valor da carga medida no eixo traseiro do caminhão (8,2 toneladas) e a data da pesagem.DNER-PRO 175/94 - Aferição de Viga Benkelman

2) Todas as leituras são importantes, mas a LEITURA FINAL (Lf) é a mais importante porque é ela que define todas as deflexões da bacia.

1) Espaçamento das deflexões da bacia de deformação, em cm: 0, 25, 50, 75, 100, 125 e 150. O caminhão deverá PARAR rapidamente em cada um destes pontos para que seja feita a leitura Li no extensômetro.

3) Antes do levantamento a viga Benkelman deverá ser AFERIDA em laboratório, de acordo com a norma DNER-PRO 175/94.

NORMAS

LEGENDA

Deflexão máxima Do

Bacia de deformação

OBS.:

Faixa Esquerda

TRE

ESTACA

Faixa Direita TRE

Faixa Esquerda

ESTACA

Faixa Direita TRE

TRE

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 110 12

1 2 3 6 7 8 9 10 110 124 5

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110

Figura 38 - Planilha utilizada no levantamento das deflexões e bacias de deformação

Deflexões medidas na camada de:

4

Rodovia:

Pista: Lado: Carga: 8,2 t Tião/PHMeijon

a = 240 b = 60 c = 25 d = 95

EST/KM FLECHA L0 L25 L50 L75 L100 L125 L150 Lf T. Ar T. Rev Hor. SeçãoRampa Bordo D0 D25 D50 D75 D100 D125 D150 Raio

478 0 300 295 A RD T 20

479 0 300 297 A RA T 12

480 0 300 299 298 297 296 296 296 295 A RD T 20 16 12 8 4 4 4 781

481 0 300 296 A RA T 16

482 0 300 293 C RD T 28

483 0 300 293 C RA T 28

484 0 300 294 C RD T 24

485 0 300 293 C RA EX 28

486 0 300 296 C RD I 16

487 0 300 299 298 297 296 295 295 295 C RA EX 20 16 12 8 4 0 0 781

488 0 300 297 C RD I 12

489 0 300 293 SMA RD T 28

490 0 300 299 299 298 298 298 297 297 SMA RA T 12 8 8 4 4 4 0 781

491 0 300 295 SMA RD T 20

492 0 300 298 SMA RA T 8

493 0 300 297 SMA RD T 12

494 0 300 298 SMA RA T 8

DEFLECTOMETRIADeflexões Máximas e Bacias de Deformação

Viga Benkelman - RELAÇÃO 1 : BASE IMPRIMADA

MG-456 Trecho: OURO VELHO - BREJO SECO Subtrecho: Estaca: 478 A 559

Simples DIR/ESQ Oper./Digit.: Data levantam.: 20/01/2007 Data digit.: 05/02/2007

LegendaSEÇÃ O : C - corte A - aterro SM C - seção mista lado de corte SM A - seção mista lado de aterro PP - ponto de passagem DIMENSÕES DA VIGA UTILIZADA (cm) N. PATRIMONIAL

B OR D O : I - interno de curva E - externo de curva T - tangente R A M P A : RA - ascendente RD - descendente N - nivelada 40.254

OBS.:

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111

4.4 Definição de Segmentos de Comportamento Homogên eo

A definição dos segmentos de comportamento homogêneos tarefa de fundamental

importância nos projetos de restauração rodoviária, é feita geralmente sem regras

rígidas, sendo requerida experiência e bom senso por parte do projetista. Para tal

são analisados gráficos lineares em que são lançados os valores obtidos para os

parâmetros definidores do comportamento funcional (avaliação objetiva) e de

capacidade de carga (deflexões reversíveis, raios de curvatura), além de outros

recursos como os áudios-visuais e daqueles que definem as características da

estrutura do pavimento (resultado de sondagens e ensaios).

No presente estudo a determinação dos segmentos de características homogêneas

foram determinados pelo método em que se calculam os valores de IGG por estaca

e depois é gerado um gráfico de colunas, e com esse gráfico foram separados os

segmentos de comportamento homogêneo.

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112

5 APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

Neste capítulo estão apresentados os resultados da avaliação funcional e da

avaliação estrutural e também serão discutidos os resultados encontrados.

5.1 Resultado da Avaliação Funcional

A avaliação funcional é apresentada através dos gráficos do IGG por estaca, que

definiu os segmentos considerados de comportamento homogêneos, porcentagem

de área de desgaste, trincamentos, buracos, valores das flechas, incidência de

afundamentos e no final uma tabela com os valores do IGG de cada segmento e

também as discussões sobre os respectivos resultados.

No presente estudo foram feitas três tentativas para a determinação dos segmentos

de características homogêneas. A primeira foi a partir do levantamento

deflectométrico, este procedimento é indicado pela AASHTO (1993). Nesta

metodologia faz-se o uso do método das diferenças acumuladas. A segunda foi

através da plotagem dos defeitos da avaliação superficial em uma tabela onde os

defeitos ficam na vertical e as estacas na horizontal, formando uma malha, onde o

quadrado de coordenada x, y (estaca, defeito) era todo pintado de preto se

acontecesse o defeito, caso contrário, este quadrado ficaria em branco, utilizando

desta Tabela e mais as fotos do levantamento fotográfico, são elaborados os

segmentos homogêneos. No terceiro método foram calculados os valores de IGG

por estaca e depois gerado um gráfico de colunas e com esse gráfico foi possível

separar os segmentos de comportamento homogêneo. O segundo e o terceiro

método como foram baseados na avaliação funcional, determinaram segmentos

homogêneos bem parecidos. Já o primeiro método não conseguiu apresentar um

resultado satisfatório, não apresentando coerência com os outros dois métodos. O

método do IGG foi o utilizado na avaliação. Ver Figura 39.

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113

Figura 39 - Segmentos de Comportamento Homogêneo.

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114

Figura 40 - Distribuição linear dos Defeitos do Pavimento.

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115

A avaliação utilizando a norma DNIT 006/2003-PRO apresentou algumas

dificuldades em relação à interpretação de alguns defeitos, mesmo utilizando para

consulta a norma DNIT 005/2003-TER. No caso das panelas “buracos”, por

exemplo, existem panelas pequenas que ainda não alcançaram a base e existem

outras que tomam quase toda a pista. Outro defeito difícil de mensurar é o desgaste,

a partir do momento que a rodovia entra em operação este defeito começa

acontecer. Com isto, fica claro que apenas a marcação de um “x” nos defeitos que

constam em uma planilha fria, que também não apresenta todos os defeitos

existentes, não demonstra a real situação da rodovia.

Nestes tempos que o tema restauração de pavimentos está sendo uma atividade

incentivada pelos órgãos estatais, quanto mais detalhes, mais informações sobre a

rodovia estudada o projetista tiver, mais se pode aproveitar da capacidade restante

da mesma. Em muitos casos as rodovias mesmo deterioradas superficialmente,

ainda se encontram em ótimas condições estruturais. Quando se conhece bem as

atuais condições do pavimento, consegue-se aproveitar todo o seu potencial, e as

intervenções mais drásticas como a reconstrução, só acontece em pontos onde essa

solução é estritamente necessária. Nos projetos atuais de recuperação de rodovias

notam-se dentro segmentos de características homogêneas sub-trechos de apenas

cinco estacas que será reconstruída, atitude drástica, que somente deve ser feita em

último caso.

Uma forma de se obter mais detalhes da condição funcional atual de uma rodovia é

a adoção de valores de porcentagem de área dos defeitos mais importantes, como

acontece com a planilha de avaliação de pavimentos flexíveis do DER-SP. A

utilização de recursos áudios-visuais também se tornou uma ferramenta importante

na avaliação da condição da rodovia em estudo.

A rodovia estudada apresentou um nível elevado de desgaste, ver Figura 40, com

muita perda de agregado da camada superior do tratamento superficial duplo (TSD),

o que se nota é que faltou por parte da empresa que executou a obra, cuidado com

a manutenção dos equipamentos responsáveis pela distribuição do ligante asfáltico

na pista. Observa-se na pista da estrada estudada a presença de grandes linhas

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116

longitudinais que seguem por várias estacas e com alguns centímetros de largura, a

perda acentuada de agregado, o que mostra que em vários momentos houveram

falhas nos bicos espargidores, que é gerado pela falta de conservação e cuidado do

operador com equipamento e a aplicação de emulsão pouco aquecida, que acaba

gerando o entupimento. A falta de ligante asfáltico provoca deficiência de cobertura

e o envolvimento dos agregados conseqüentemente facilita o desprendimento

destes pela ação do tráfego.

O trecho em estudo apresenta uma grande quantidade de trincas, o que pode ser

observado no gráfico da Figura 40, gráfico esse que é formado pela soma dos

percentuais de trincamento das trincas FC-2 e FC-3, os principais indicativos para

esta grande quantidade de trincas interligadas (FC-2 e FC-3), é o fim da vida de

fadiga do material, que ocorre devido à combinação de várias ações que o

pavimento sofre durante sua vida útil. Os principais agentes degradadores dos

ligantes asfálticos são: temperatura, intensidade de carregamento, tempo (exposição

às intempéries) e a velocidade de solicitação.

O efeito da temperatura também é um dos principais agentes que colaboram para

aceleração da perda das características elásticas dos ligantes asfálticos. Tanto o

gradiente térmico quanto a temperatura ambiente. O gradiente térmico (variação da

temperatura durante o dia) no caso da rodovia estudada estar em uma região de

clima semi-árido, onde durante o dia, nos meses de verão, o termômetro marca

temperaturas na pista de mais de 60oC e durante a noite a temperatura pode chegar

na casa dos 10oC. A influência da temperatura ambiente é grande agente

transformador da vida de fadiga dos revestimentos, por ele ser um material termo-

viscoelástico, que acaba se comportando de acordo a temperatura, por exemplo, em

horários muito quentes, com temperaturas elevadas, o asfalto perde viscosidade e

tende a ficar mais plástico, se deformando mais, já quando está muito frio, este pode

ficar muito rígido, em locais de clima temperado, que não é o caso, pode ocorrer

inclusive o trincamento e a quebra do revestimento.

Como relação ao excesso de solicitações, pode-se dizer que nós últimos anos a

rodovia recebeu um incremento considerável de tráfego de veículos pesados, que

provavelmente não havia sido considerado na época do seu projeto de construção,

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117

devido à expansão das fronteiras agrícolas brasileiras, que transformou o oeste

baiano em uma dos locais onde mais se produz grãos no país, tanto se aumentou a

quantidade de veículos como também a carga, hoje se encontra facilmente rodando

nas rodovias brasileiras, grandes carretas que tem capacidade de transportar quase

100 toneladas, os chamados tri-trens, mais que devido à ausência de balanças para

a fiscalização, acabam trafegando com quase 50% a mais de carga do que o

permitido, o que representa valores bem maiores por eixo do que os valores

considerados na maioria dos métodos de dimensionamentos empregados

atualmente.

Outro fator que contribui significativamente para o fim da vida de fadiga dos

revestimentos asfálticos é o tempo, a exposição ao ar e a água durante anos, no

caso da estrada em estudo 19 anos, que geram a oxidação do material, desde o

começo esse processo atua sem dar tréguas ao pavimento, já na usinagem, no caso

de revestimentos processados em usinas, ou na aplicação no caso dos tratamentos

superficiais, e ele nunca para de agir, quanto mais o tempo passa, mas o seu

resultado pode ser observado. Esses fatores citados são os preponderantes entre

outros fatores que contribuem para a perda da capacidade elástica dos

revestimentos betuminosos. Com a perda da sua capacidade elástica e a

continuidade dos carregamentos, o revestimento não tem outra alternativa a não ser

quebrar (trincar) cada vez mais, e em pedaços cada vez menores, para absorver os

impactos.

Na Figura 40 é exibida a porcentagem de panelas por estacas, pode-se observar

que boa parte da rodovia estudada já se encontra “esburacada”. Ao observar o

gráfico de trincamento imagina-se a causa da maioria destas panelas presentes hoje

na rodovia, pois, as panelas nada mais são do que a evolução das trincas FC-3,

onde o processo contínuo do tráfego agindo sobre as trincas faz com que elas se

quebrem cada vez mais e em pedaços menores, pedaços esses que de tão

pequenos começam a ser carreados pelo próprio movimento dos automóveis e

também pelo vento e pelas chuvas. Na época de muitas chuvas, observa-se uma

aceleração no processo de degradação das rodovias, principalmente aquelas que já

se encontram em um estágio avançado de degradação, que é o caso da rodovia

estudada, isso se explica pelo fato do pavimento estar todo trincado e com isso não

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consegue impedir a passagem da água, perda da impermeabilização do

revestimento. Com a passagem dá água pelo revestimento (a água é uma grande

inimiga do pavimento), ela começa a penetrar as camadas da base e da sub-base

do pavimento, gerando um amolecimento e perda de resistência destas, com isso há

a diminuição de sua capacidade de resistir aos esforços gerados pelo tráfego e

também uma evolução no estado de destruição.

No caso desta rodovia, outro fator que acelerou o processo de aparecimento das

panelas foi a falha do bico espargidor, que deixou a camada de rolamento mais

suscetível às solicitações do tráfego, que gerou uma perda acelerada dos agregados

e acabou expondo a base aos agentes “destruidores” dos pavimentos.

Os afundamentos são pouco freqüentes na rodovia estudada, mas também não se

verifica que eles afetem tanto o conforto da rodovia. No gráfico de afundamentos

pode-se observar que existem pelo menos três trechos que eles acontecem com

maior frequência, o que pode ser comparado visualmente com o gráfico das flechas

medidas e constatar que as flechas se relacionam diretamente com os

afundamentos, principalmente os plásticos da trilha da roda (A.T.P.) e o

afundamento de consolidação na trilha (A.T.C.). Os afundamentos são deformações

permanentes (ou plásticas), que se caracterizam por depressão longitudinal da

superfície do pavimento. O que gera esse defeito é a ação repetida da passagem

das cargas de roda de pneus e o fluxo canalizado dos veículos comerciais, formando

as trilhas da roda, causando as deformações por promover uma maior densificação

dos materiais nessa região.

Em relação às flechas do trecho em estudo, verificam-se em poucas estacas valores

superiores a 15 mm, que é o valor crítico de para o risco de aquaplanagem para um

veículo com uma velocidade de 80 Km/h. Mesmo para valores de flecha da ordem

de 12 mm, que é o valor crítico para uma velocidade de 120 Km/h, não se tem uma

grande quantidade que extrapolem esse valor.

Em relação ao resultado do IGG dos segmentos homogêneos pode-se observar na

Tabela 12, que os conceitos demonstram bem a situação atual da rodovia estudada.

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A maioria dos conceitos aponta para uma condição funcional péssima ou ruim e com

alguns poucos conceitos de situação regular.

Assim sendo tem-se a seguinte avaliação funcional da rodovia estudada:

• Conceito Regular – 19,06 % - 6.100 metros;

• Conceito Ruim – 50,31% - 16.100 metros;

• Conceito Péssimo – 30,63% - 9.800 metros.

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120

Tabela 12 - Resultado do IGG por Segmento Homogêneo – DNIT 006/2003 - PRO.

SEGMENTO HOMOGÊNEO ESTACA/ESTACA IGG CONCEITO

1 0-93 61,40 REGULAR

2 93 - 270 148,70 RUIM

3 270-306 45,90 REGULAR

4 306-338 127,90 RUIM

5 338-365 96,60 RUIM

6 365-429 176,60 PÉSSIMO

7 429-517 89,00 RUIM

8 517-551 122,50 RUIM

9 551-574 63,30 REGULAR

10 575-682 129,00 RUIM

11 682-698 50,80 REGULAR

12 698-734 82,20 RUIM

13 734-864 161,30 PÉSSIMO

14 864-890 87,10 RUIM

15 890-952 103,90 RUIM

16 952-992 76,00 REGULAR

17 992-1047 64,10 REGULAR

18 1047-1061 184,20 PÉSSIMO

19 1061-1076 139,30 RUIM

20 1076-1092 231,00 PÉSSIMO

21 1092-1109 101,80 RUIM

22 1109-1147 219,00 PÉSSIMO

23 1147-1165 90,10 RUIM

24 1165-1186 181,20 PÉSSIMO

25 1186-1200 97,20 RUIM

26 1200-1224 144,70 RUIM

27 1224-1251 152,10 RUIM

28 1251-1267 219,90 PÉSSIMO

29 1267-1294 100,50 RUIM

30 1294-1451 202,90 PÉSSIMO

31 1451-1485 109,40 RUIM

32 1485-1519 208,40 PÉSSIMO

33 1519-1558 114,00 RUIM

34 1558-1600 50,40 REGULAR

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121

5.2 Resultado da Avaliação Estrutural

As deflexões reversíveis máximas encontradas na rodovia estudada apresentam

valores quase em sua totalidade abaixo de 80 centésimos de milímetro, ver gráficos

41 e 42, valores considerados excelentes, já que a rodovia foi construída há quase

20 anos. De acordo com a norma DNER-PRO 011/79 para um tráfego na ordem de

3,5 x 105, que foi o caso do estudo de tráfego realizado na rodovia estudada com

projeção para 2019, a deflexão admissível é da ordem de 108 centésimos de

milímetro, valor bem superior ao encontrado na estrada, chegando a tal ponto de

não ter sido encontrado nenhum valor acima desse valor limite. O que mostra que a

estrada se encontra em excelentes condições estruturais em relação à deflexão

admissível.

Outro parâmetro importante é o raio de curvatura, onde raios menores que 100 m

são considerados valores críticos, indicando pavimentos comprometidos

estruturalmente, nos caso da rodovia estudada, a grande maioria dos raios de

curvatura apresentam valores bem superiores ao limite crítico. Outro indicativo que a

condição estrutural da maior parte da rodovia está bem preservada.

De acordo com a norma DNER-PRO 011/79, quando se analisa os valores das

deflexões máximas junto com os raios de curvatura, para todos os segmentos

homogêneos da rodovia estudada, encontra-se o conceito de “BOA” condição

estrutural, ver resultado na Tabela 13. A norma já indica as possíveis correções,

neste caso, ela mostra que não são necessários estudos complementares e a

medida corretiva indicada é apenas correção de superfície.

O material empregado na construção da rodovia apresentou boa capacidade

estrutural. O interessante é que o material utilizado é da região próxima a estrada,

uma areia siltosa argilosa na sub-base e cascalho na base, o que barateia bem o

custo de execução.

A fim de se determinar com mais precisão a condição estrutural atual do pavimento,

os valores levantados em campo das bacias de deformação foram retroanalisados

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122

com o intuito de se conhecer os módulos de resiliências das camadas do pavimento,

no caso da referida rodovia estudada, da base, sub-base e sub-leito, já que o

revestimento é em tratamento superficial duplo (TSD). Este revestimento não

apresenta função estrutural, devido principalmente a sua pequena espessura e ao

processo de execução. Este procedimento de retroanálise foi executado pelo

programa do Retran5-L, de autoria do consultor do projeto, eng. Cláudio Albernaz,

do DER - MG. Os resultados gerados pelo programa mostram que em vários pontos

a base apresenta baixos valores de módulo de resiliência, que indicaria baixa

capacidade estrutural, o que intriga bastante é que em boa parte desses locais que

apresentam valores baixos de módulo, não se refletem em uma situação de

deterioração superficial do pavimento muito diferente dos locais com valores de

módulo esperados. Uma explicação para esse fenômeno pode ser o tráfego baixo

e/ou má execução do pavimento.

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Figura 41 - Gráfico com as Deflexões, Flechas e Módulos de Resiliência da Base, Sub-Base e Subleito – Faixa Direita.

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Figura 42 - Gráfico com as Deflexões, Flechas e Módulos de Resiliência da Base, Sub-Base e Subleito – Faixa Direita.

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125

Tabela 13 - Resultado da Avaliação Estrutural - DNER-PRO 011/79 – Método B.

SH01

D média 26 12,5 46 3,0 63,0 -11,9 0,5 38,1 47,6 298 108,2 Boa

SH02

D média 35 11,8 87 3,0 70,7 0,0 0,3 47,1 58,9 183 108,2 Boa

SH03

D média 36 11,8 18 2,5 65,2 6,4 0,3 47,5 59,4 159 108,2 Boa

SH04

D média 41 8,5 15 2,5 62,3 19,9 0,2 49,5 61,9 125 108,2 Boa

SH05

D média 44 13,6 13 2,5 78,3 10,3 0,3 57,9 72,4 141 108,2 Boa

SH06

D média 35 14,7 32 3,0 78,6 -9,4 0,4 49,3 61,6 174 108,2 Boa

SH07

D média 34 13,3 44 3,0 74,4 -5,5 0,4 47,8 59,7 283 108,2 Boa

SH08

D média 38 5,8 17 2,5 52,2 23,0 0,2 43,5 54,4 178 108,2 Boa

SH09

D média 33 10,1 17 2,5 58,7 8,0 0,3 43,5 54,3 141 108,2 Boa

SH10

D média 30 11,4 54 3,0 64,6 -3,7 0,4 41,8 52,3 132 108,2 Boa

SH11

D média 20 4,3 8 2,5 30,7 9,3 0,2 24,3 30,3 169 108,2 Boa

SH12

D média 16 4,9 17 2,5 28,2 3,8 0,3 20,9 26,1 180 108,2 Boa

SH13

D média 24 9,6 63 3,0 52,8 -4,9 0,4 33,6 42,0 250 108,2 Boa

SH14

D média 33 9,4 12 2,5 56,8 9,8 0,3 42,7 53,4 170 108,2 Boa

SH15

D média 37 17,0 31 3,0 88,3 -13,8 0,5 54,3 67,9 121 108,2 Boa

SH16

D média 41 10,8 20 3,0 73,3 8,3 0,3 51,6 64,5 173 108,2 Boa

SH17

D média 24 11,0 27 3,0 57,0 -8,7 0,5 35,1 43,9 183 108,2 Boa

SH18

D média 18 10,5 7 2,5 44,7 -8,1 0,6 28,8 36,0 169 108,2 Boa

SH19

D média 21 7,8 8 2,5 40,1 0,9 0,4 28,3 35,4 221 108,2 Boa

SH20

D média 21 10,8 8 2,5 48,1 -6,1 0,5 31,8 39,8 158 108,2 Boa

SH21

D média 28 7,5 9 2,5 46,7 9,3 0,3 35,5 44,4 169 108,2 Boa

SH22

D média 30 9,1 19 2,5 53,0 7,6 0,3 39,4 49,2 175 108,2 Boa

SH23

D média 28 19,0 9 2,5 75,1 -20,0 0,7 46,6 58,2 138 108,2 Boa

SH24

D média 24 12,0 10 2,5 54,4 -5,6 0,5 36,4 45,5 169 108,2 Boa

D - zσσσσQualidade EstruturalCV Dc Dp Rc D (adm)σσσσ n z D + z σσσσ

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126

Continuação da Tabela 13. Legenda:

Dmédia = Média aritmética das deflexões encontradas;

SHn = Sub-trecho;

σ = Desvio Padrão;

n = Número de valores individuais computados;

z = Fator de correção em relação ao número valores;

D + zσ = Valor superior do intervalo aceito;

D - zσ = Valor inferior do intervalo aceito;

Cv = Coeficiente de variação;

Dc = Deflexão característica;

Dp = Deflexão Característica corrigida;

Rc = Raio de Curvatura

Dadm = Deflexão admissível;

SH25

D média 26,29 5,1 7 2,5 39,0 13,6 0,2 31,4 39 193 108 Boa

SH26

D média 22,67 8,1 12 2,5 42,8 2,5 0,4 30,7 38 154 108 Boa

SH27

D média 35,08 15,8 13 2,5 74,5 -4,3 0,4 50,8 64 182 108 Boa

SH28

D média 27 6,0 8 2,5 41,9 12,1 0,2 33,0 41 154 108 Boa

SH29

D média 30,33 10,8 12 2,5 57,5 3,2 0,4 41,2 51 211 108 Boa

SH30

D média 34,33 12,3 79 3 71,4 -2,7 0,4 46,7 58 167 108 Boa

SH31

D média 32 14,7 17 2,5 68,7 -4,7 0,5 46,7 58 193 108 Boa

SH32

D média 35,53 12,2 17 2,5 66,1 4,9 0,3 47,8 60 153 108 Boa

SH33

D média 36 13,4 19 2,5 69,5 2,5 0,4 49,4 62 183 108 Boa

SH34

D média 36 12,4 22 3 73,2 -1,2 0,3 48,4 61 176 108 Boa

σσσσ n z D + σσσσ D - σσσσQualidade EstruturalCV Dc Dp Rc D (adm)

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127

6 CONCLUSÕES E SUGESTÕES PARA PESQUISAS FUTURAS

Neste capítulo são apresentadas as conclusões e as sugestões para futuras

pesquisas.

6.1 Conclusões

• Nos trabalhos de avaliação funcional e estrutural dos segmentos rodoviários é

difícil a tarefa de delimitação dos sub-trechos com comportamento

supostamente homogêneo. A utilização de diagramas lineares com

lançamento gráfico de poligonais representativas de deflexões reversíveis

máximas, módulos resilientes, flechas nas trilhas de roda, perfil de IGG estaca

a estaca, trincamento, vídeo tapes e método das diferenças acumuladas não

permitem isoladamente delimitar com precisão executiva segmentos

homogêneos. Um misto de todos esses eventos fornecem o esboço da

condição atual do pavimento e permite a adoção de soluções de engenharia

geral para os segmentos homogêneos e ainda sendo as vezes necessário

particionar tais segmentos, visando reduzir ao máximo as atividade de

reconstrução;

• Como base nos resultados obtidos para a avaliação funcional e estrutural

deste sub-trecho da BA 160 pode-se inferir: que o estado da superfície do

pavimento pode ser considerado 19,06 % (6.100m) regular; 50,31%

(16.100m) ruim e 30,63% (9.800 m) péssimo, enquanto na avaliação

estrutural o sub-trecho é considerado com condição estrutural “BOA”;

• Com fundamento no estado da superfície será necessária intervenção

funcional em todo o sub-trecho, indo desde remendos superficiais, profundos

até a reconstrução;

• O método DNER-PRO 011/79 apontou a simples operação de correção

superficial, remetendo para as intervenções superficiais. A opção mais

simples é a utilização de um TSD com polímero;

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128

• O resultado da DNER-PRO 011/79 tem grande coerência quando se observa

a data de construção da rodovia, setembro de 1990, acabou de completar 19

anos, e como no passado as rodovias eram projetadas para um período de 20

anos, então está chegando ao seu período de fim de projeto, vale-se ressaltar

que a mesma não sofreu importantes intervenções durante todo esse tempo e

que ainda recebeu um incremento de tráfego, que provavelmente não havia

sido previsto em projeto. Como a expansão das fronteiras agrícolas do Brasil

chegando ao oeste baiano, e como esta rodovia está ligada diretamente a BR

242, que liga Brasília a Salvador, acabou se transformando em uma rota

importante para o escoamento da safra em direção ao litoral, isso gerou uma

carga extra de tráfego, onde o trânsito de grandes carretas carregadas com

grãos e frutas é freqüente;

• A retroanálise dos módulos de resiliência mostrou que a camada da base,

constituída de cascalho natural com grãos silicosos, estabilizados por mistura,

apresentou módulos compatíveis com os encontrados na literatura para este

tipo de pavimento. Anormalmente alguns trechos exibiram valores muito

abaixo, por esse motivo, ao invés da adoção de correção superficial por lama

asfáltica ou micro-revestimento com polímero, é recomendável a aplicação de

um tratamento superficial duplo (TSD) com polímero, acrescentando assim

uma modesta contribuição à estrutura do pavimento;

• Os bordos da pista estão erodidos provocando o aparecimento de degraus,

em virtude da completa ausência de acostamento. Este fato gera o

estreitamento da faixa de rolamento;

• A existência de segmentos com exsudação no TSD ocorrido na época da

construção, hoje gerou um benefício, pois estes locais estão em ótimo estado

de conservação, demonstrando a necessidade da correta dosagem do teor de

ligante betuminoso nos trabalhos de pavimentação;

• O espaço adjacente as faixas de tráfego estão na quase totalidade do trecho

tomados por arbustos de médio porte, no caso uma planta chamada jurema,

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129

causando uma completa falta de segurança no trânsito, pois em muitos

pontos não existem áreas de escape. A desobstrução desta área e a

construção de acostamentos, mesmo que não sejam revestidos é

imprescindível para dar estabilidade ao leito estradal e segurança por prover

a via de espaço para escape;

• Uma intervenção deve ser feita o mais rápido possível, com as últimas

chuvas, já se observou uma piora na situação da superfície do pavimento.

Quanto mais rápido for feita mais se pode aproveitar das boas características

estruturais da rodovia e reconstruir o menor trecho possível.

6.2 Sugestões para Pesquisas Futuras

• Realizar pesquisa 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 pavimento para a realização de ensaio de módulo

de resiliência em laboratório;

• Realizar levantamento deflectométrico com o FWD considerando diferentes

níveis de carga, a fim de analisar a não linearidade das camadas de base,

sub-base e sub-leito;

• Retirar amostras do revestimento para obter o nível de envelhecimento

efetivamente existente no ligante betuminoso.

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Anexo A

Relatório Fotográfico da Rodovia BA - 160

Trecho: Ibotirama – Bom Jesus da lapa

Lote: I

Sub-trecho do projeto: Entrada de Ibotirama – Povoado de Volta das Pedras.

Segmento: km 0,00 – km 32,00

Extensão: 32,0 km – 1.600 estacas

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FOTO 01 – Estaca 15 – Próximo ao trevo.

FOTO 02 – Estaca 33 – Trecho em mão dupla dentro da cidade.

FOTO 03 – Estaca 51 – Fim da mão dupla.

FOTO 04 – Estaca 51 – Saída para Bom Jesus da Lapa.

FOTO 05 – Estaca 91 - Detalhe da leitura do trilho da roda.

FOTO 06 – Estaca 94 - Trincas Tipo Couro de Jacaré.

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FOTO 07 – Estaca 181 – Trincas longitudinais e transversais se encontrando e formando placas.

FOTO 08 – Estac a 181 – Trincas longitudinais longas e afundamento da trilha.

FOTO 09 – Estaca 181 – Panela.

FOTO 10 – Estaca 200 – Passagem de tubulação - panelas e remendos.

FOTO 11 – Estac a 204 – Borda erodida, remendo e degrau.

FOTO12 – Estaca 267 – Desgaste e remendo.

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FOTO 13 – Estaca 390 – Desgaste causado pela falha dos bicos espargidores e remendo.

FOTO 14 – Estaca 390 – Detalhe do desgaste causado pela falha do bico.

FOTO 15 – Estaca 403 – Remendos e panelas .

FOTO 16 – Estaca 403 – Longo trecho deteriorado.

FOTO 17 – Estaca 421 – Trecho com Trincas de jacaré.

FOTO 18 – Estaca 448 – Trecho com falha do bico espargidor .

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FOTO 19 – Estaca 480 – Trecho bem preservado .

FOTO 20 – Estaca 507 – Trecho bem preservado.

FOTO 21 – Estaca 594 – Trecho perigoso – Vários defeitos e a vegetação no acostamento.

FOTO 22 – Estaca 605 – Trecho precário.

FOTO 23 – Estaca 641 – Trecho com alto desgaste causado por falha do bico .

FOTO 24 – Estaca 678 – Trecho com alto desgaste causado por falha do bico.

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FOTO 25 – Estaca 717 – Trecho com desgaste, remendos e panelas.

FOTO 26 – Estaca 732 – Panela.

FOTO 27 – Estaca 758 – Trecho destruído.

FOTO 28 – Estaca 790 – Trecho todo remendado e desgastado.

FOTO 29 – Estaca 825 – Trecho com desgaste e panelas.

FOTO 30 – Estaca 843 – Trecho com remendo, panelas e desgaste.

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FOTO 31 – Estaca 861 – Trecho com remendo, panelas e desgaste.

FOTO 32 – Estaca 872 – Trecho em bom estado, apenas erosão das bordas e pouco desgaste.

FOTO 33 – Estaca 872 – Base exposta devido à erosão das bordas da pista, causando um degrau.

FOTO 34 – Estaca 894 – Trecho sobre ponte que sofreu rebaixamento.

FOTO 35 – Estaca 936 – Trecho com pouco desgaste, mas em bom estado.

FOTO 36 – Estaca 974 – Trecho com pouco desgaste, mas bom estado.

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FOTO 37 – Estaca 993 – Trecho bem preservado.

FOTO 38 – Estaca 1076 – Afundamento de trilho.

FOTO 39 – Estaca 1088 – Trecho em bom estado de conservação.

FOTO 40 – Estaca 1107 – Trecho bem conservado.

FOTO 41 – Estaca 1126 – Trecho todo danificado.

FOTO 42 – Estaca 1126 – Panela.

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FOTO 43 – Estaca 1145 – Trecho desgastado com panelas e remendos.

FOTO 44 – Estaca 1164 – Trecho bem preservado.

FOTO 45 – Estaca 1183 – Trecho com alguns remendos, mas bem preservado.

FOTO 46 – Estaca 1201 – Trecho com alguns remendos, mas bem preservado.

FOTO 47 – Estaca 1221 – Trecho com remendos e desgaste.

FOTO 48 – Estaca 1221 – Trecho com trincas couro de jacaré.

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FOTO 49 – Estaca 1240 – Trecho com muito remendo e desgaste.

FOTO 50 – Estaca 1240 – Remendo, trincas e desgaste.

FOTO 51 – Estaca 1259 – Trecho deteriorado com muito remendo, trincas e desgaste.

FOTO 52 – Estaca 1259 – Remendo, trincas e panelas.

FOTO 53 – Estaca 1278 – Remendo, trincas e panelas.

FOTO 54 – Estaca 1297 – Trecho todo remendado.

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FOTO 55 – Estaca 1299 – Escorregamento.

FOTO 56 – Estaca 1316 – Trecho com trincas longas se encontrando e formando placas.

FOTO 57 – Estaca 1335 – Trecho todo destruído.

FOTO 58 – Estaca 1335 – Panelas e desgaste.

FOTO 59 – Estaca 1335 – Trincas Interligadas.

FOTO 60 – Estaca 1374 – Trecho deteriorado.

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FOTO 61 – Estaca 1394 – Continuação do trecho deteriorado.

FOTO 62 – Estaca 1413 – Trecho apresentando muito desgaste, panelas e remendos.

FOTO 63 – Estaca 1433 – Trecho apresentando muitos remendos, desgaste e panelas.

FOTO 64 – Estaca 1452 – Trecho bem conservado.

FOTO 65 – Estaca 1472 – Continuação do trecho bem conservado.

FOTO 66 – Estaca 1492 – Trecho apresentando afundamento de trilho, remendos, desgaste e panelas.

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FOTO 67 – Estaca 1512 – Trecho apresentando remendos, desgaste, panelas e afundamentos .

FOTO 68 – Estaca 1520 – Trincas tipo couro de jacaré.

FOTO 69 – Estaca 1532 – Trecho apresentando desgaste por falha do bico.

FOTO 70 – Estaca 1552 – Trecho com trincas e desgaste, este causado pela falha do bico.

FOTO 71 – Estaca 1572 – Trecho bem conservado.

FOTO 72 – Estaca 1592 – Trecho bem conservado.