Avaliação Deflectométrica

Os levantamentos visando avaliar estruturalmente o pavimento de forma não destrutiva foram realizados mediante execução de ensaios com o Falling Weight

Deflectometer (FWD), posicionado nas trilhas de roda externa das pistas que

compõem os pavimentos avaliados.

Tanto nos trechos de Santa Maria/RS quanto nos trechos do Rio de Janeiro/RJ, os levantamentos deflectométricos foram realizados com o equipamento KUAB FWD, o que atende a todos os requisitos constantes nas especificações ASTM D 4695/03 (ASTM, 2003) e D4694/09 (ASTM, 2009b).

Na Figura 3.24, pode-se visualizar o equipamento FWD, da Pavesys

Engenharia, com o qual foram coletadas as bacias deflectométricas completas nas

trilhas de roda externas das faixas da esquerda e direita dos trechos monitorados pela UFSM, conforme recomendações da normativa DNER PRO273/1996 (DNER,1996), com aplicação de carregamento de 40kN, transferidos à superfície do pavimento por uma placa de aplicação de carga com raio de 150mm.

Figura 3.24 - FWD utilizado na realização dos ensaios nos Trechos Monitorados de Santa Maria/RS

Fonte: Autor

A Tabela 3.11 exibe as distâncias de leitura nas quais foram coletadas as deflexões, tomado como referência o ponto de aplicação do prato de carga do equipamento FWD (D0 ouDMÁX). Salienta-se que a COPPE/UFRJ também utiliza as mesmas distâncias de leitura para quantificação das bacias deflectométricas em seus trechos monitorados.

Tabela 3.11 - Distâncias de leitura para formação das bacias deflectométricas

D0 (mm) D1 (mm) D2 (mm) D3 (mm) D4 (mm) D5 (mm) D6 (mm)

0 200 300 450 600 900 1200

Fonte: Autor

Ressalta-se que, mesmo não sendo considerados para fins deste estudo, os dados deflectométricos coletados com a viga Benkelman (VB) eletrônica nos trechos monitorados do Rio de Janeiro/RJ foram importantes para seleção dos segmentos homogêneos presentes na Cidade Universitária da UFRJ. Nos trechos de Santa Maria/RS, até janeiro de 2016, os levantamentos com a viga Benkelman convencional (DNIT, 2010a) foram efetuados juntamente com os ensaios de FWD. Estes resultados podem ser encontrados em Bueno (2016). Desde então, optou-se por manter os levantamentos com a viga apenas ao longo da fase de implantação de novos trechos monitorados, na verificação e controle de compactação das camadas.

Adicionalmente, os dados provenientes das bacias deflectométricas coletadas com o FWD foram submetidos ao processo de retroanálise para determinação dos módulos de resiliência característicos dos materiais que constituem a estrutura dos respectivos pavimentos. O processo iterativo de retroanálise foi efetuado com o

software BAKFAA, versão 2.0.0.0, desenvolvido pela Federal Aviation Administration

(FAA – EUA), cuja interface está exposta na Figura 3.25.

Os coeficientes de Poisson adotados no decorrer do processo iterativo, para cada uma das camadas que constituem os pavimentos avaliados, seguem as recomendações de Balbo (2007) e Bernucci et al (2010), conforme expostos na Tabela 3.12.

Tabela 3.12 – Coeficientes de Poisson adotados na retroanálise

Material Coef. de Poisson

Concreto Asfáltico 0,30

Base Granular 0,35

Sub-base Granular 0,40

Subleito 0,45

Figura 3.25 - Ajuste de uma bacia deflectométrica no software BAKFAA

Fonte: Autor

Visando padronizar o procedimento de retroanálise, a rigidez das camadas asfálticas mais próximas à superfície foram assumidas com o valor de módulo dinâmico |E*| proveniente da curva mestra do ensaio de módulo complexo da mistura em análise, com a frequência de 10Hz e temperatura de 25°C. Estes ensaios foram efetuados no CENPES, com exceção da mistura que constitui os trechos monitorados na ERS-509, cujos resultados foram gerados por Faccin (2018) e Schuster (2018), no GEPPASV/UFSM.

Para as demais camadas, a rigidez foi obtida com as iterações do processo de retroanálise efetuada pelo programa, seguindo o critério de parada sugerido por Fernandes (2000), que propõe a análise de confiabilidade dos valores obtidos por

retroanálise com uso do erro relativo calculado para cada ponto da bacia de deflexão, definido pela Equação (3.1).

( ) *( )

+ (3.1)

Em que:

ε(%) = erros aceitáveis para o ajuste entre as bacias medidas e calculadas; = deflexão medida no ponto i da bacia medida em campo (i = 1, 2,..., n, sendo n o número de pontos analisados da bacia de deformação);

= deflexão calculada no ponto i da j-ésima bacia teórica (i = 1, 2,..., n, j = 1, 2,..., k, sendo k, o número iterações até ser atingido o erro máximo permitido);

Em sua dissertação de mestrado, a autora trabalhou com o critério de ajuste determinado pelos erros admissíveis em cada um dos sensores avaliados, conforme Tabela 3.13. Bueno (2016) considera que o critério definido pela autora é adequado aos processos de retroanálise, permitindo que o operador trabalhe também com a sua sensibilidade prática de engenharia, evitando a obtenção de módulos resilientes irracionais para determinados materiais, visando apenas o alcance de ajustes percentuais rigorosos.

Tabela 3.13 - Critério de confiabilidade para retroanálise

Distância do ponto de aplicação de carga (mm) Erro Admissível (%)

0 10 200 10 300 10 450 10 600 20 900 20 1200 50

Fonte: Adaptado de Fernandes (2000)

Durante este processo, as interfaces entre as camadas foram consideradas de duas formas. Na primeira delas, todas as camadas foram arbitradas como

perfeitamente aderidas entre si, visando adequar o procedimento de retroanálise as condições de interface assumidas pelo programa LVECD. Em um segundo momento, considerou-se as camadas aglutinadas aderidas entre si, com as demais interfaces sem qualquer tipo de aderência. Esta proposta visou adequar os módulos resilientes a filosofia adotada pelo programa MeDiNa.

Salienta-se que os valores de rigidez com todas as interfaces aderidas, referentes aos trechos do Rio de Janeiro/RJ, foram obtidos ao longo do estudo de Nascimento (2015) – também utilizando o BAKFAA – e fornecidos ao autor dessa pesquisa. Os demais procedimentos iterativos foram realizados ao longo deste estudo.

De qualquer forma, mesmo as retroanálises realizadas no decorrer do trabalho de Nascimento (2015) foram submetidas à verificação conforme os critérios expostos na Tabela 3.13 e, na maioria dos casos, atenderam os limites admissíveis.