Avaliação funcional e estrutural do pavimento

A condição funcional do pavimento está associada ao conforto ao rolamento, às condições favoráveis da superfície, à boa interação pneu pavimento, aos defeitos e à irregularidade. Já a condição estrutural do pavimento está associada à capacidade de carga, projeto e dimensionamento da estrutura.

Segundo Bernucci et al. (2008), as deformações elásticas são avaliadas por equipamentos chamados defletômetros. Essas deformações são as principais causadoras das trincas nas camadas de revestimento. As deformações plásticas provocam as trilhas de rodas, e são medidas pela treliça ou perfilógrafo.

2.1.2.1 Avaliação das condições estruturais

Destrutivas

Entre as principais formas de avaliação das condições estruturais do pavimento de forma destrutiva, apresentam-se as sondagens a trado (manual), sondagem mecanizada com brocas e a abertura de valas e trincheiras para se ter acesso a todas as camadas.

Para a avaliação das condições estruturais do subleito, Fontes (2001) cita o DCP (Cone de Penetração Dinâmico) como um bom equipamento para esse fim, correlacionando seu índice com o CBR

(California Bearing Ratio). Sendo utilizado e normatizado pelo DEINFRA/SC.

Não destrutivas

Neste tipo de investigação não há a modificação ou intervenção na estrutura do pavimento.

Os ensaios mais comuns aplicados a investigações não destrutivas são (BERNUCCI et al., 2008):

 Carregamento quase-estático: ensaio de placa e viga Benkelman, por exemplo;

 carregamento vibratório: dynaflect, por exemplo;

 carregamento por impacto: falling weight deflectometer (FWD).

2.1.2.2 Medida da Deflexão

Os levantamentos deflectométricos têm por objetivo auxiliar na análise do comportamento dos pavimentos por meio da avaliação de sua condição estrutural, sendo a deflexão da superfície uma das respostas do pavimento quando sujeito a aplicação de cargas temporárias (SIMM JUNIOR, 2007).

A deflexão do pavimento varia em função do tempo decorrente desde a execução das camadas e a intensidade que o tráfego vai sendo aplicado. A Figura 4 apresenta as 3 fases ao qual a estrutura do pavimento passa.

Figura 4: Fases da vida estrutural do pavimento

Fonte: DNER PRO 10 (DNER, 1979).

Inicia-se pela fase de consolidação, onde ocorre um decréscimo acentuado da deflexão em função da acomodação dos materiais nas camadas, decorrente da imposição do tráfego.

Posteriormente, a fase elástica, onde a deflexão não se altera. Basicamente define-se a vida útil do pavimento pela duração dessa fase.

A última fase, de fadiga, há um acréscimo acelerado da deflexão, oriundas do acúmulo de deformações permanentes e acelerada degradação das camadas do pavimento (DNER PRO 10, DNER 1979).

Nos levantamentos deflectométricos determinam-se as deflexões máximas, bacias de deflexão e temperatura do revestimento.

O Raio de curvatura indica a capacidade do pavimento em distribuir as tensões das cargas do tráfego. Valores baixos de raios de curvatura indicam que a estrutura de pavimento apresenta baixa capacidade de distribuição de tensões, ou seja, que a mesma está sujeita a deformações elevadas. Valores elevados indicam estruturas de pavimento com deformações reduzidas. O Departamento Nacional de Infraestrutura de Transporte através da metodologia PRO 11 (1979) considera raios maiores que 100 m como sendo estruturas com boa capacidade estrutural (SIMM JUNIOR, 2007).

As bacias de deflexão representam as deflexões obtidas ao longo de uma distância em relação ao ponto de aplicação da carga. Uma forma de avaliar essas deflexões é através da retroanálise, que possibilita estimar os módulos resilientes dos materiais constituintes de cada camada (Figura 5).

Figura 5: Características da bacia de deflexão durante a aplicação da carga

Fonte: LUIS (2009)

A forma de apresentação das bacias depende de como é imposto o carregamento, das condições geométricas e elásticas das camadas.

Alguns trabalhos pioneiros no Brasil com a utilização da viga Benkelman, foram realizados por Aratangy (1962), Aratangy e Andreatini (1969), Carneiro (1965), Oliveira e Fabrício (1968) e Andreatini (1967, 1970), entre outros. Porto, em 1978, foi o pioneiro a utilizar e divulgar os resultados obtidos em campo com a viga Benkelman durante o controle executivo de rodovias (LUIS, 2009).

Segundo Simm Junior (2007), os principais fatores que influenciam na medida de deflexão são:

 Tipo de solo do subleito;

 teor de umidade e grau de compactação;

 temperatura e grau de compactação;

 incidência do tráfego;

 forma de aplicação do carregamento;

 modelo utilizado.

2.1.2.3 Retroanálise de pavimento

Segundo Nóbrega (2003), a retroanálise pode ser definida como um procedimento analítico que permite a estimativa dos módulos resilientes das camadas do pavimento através de medidas de bacias de deflexão em campo. Os valores modulares obtidos podem ser utilizados para projeto de dimensionamento, controle construtivo e conserva de rodovias.

Os procedimentos de retroanálise mais utilizados baseiam-se em conceitos gerais da Teoria da Elasticidade aplicada aos sistemas estratificados (SIMM JUNIOR, 2007).

Segundo Aranha (2013) a retroanálise das bacias de deflexão medidas na superfície da estrutura, associada ao módulo e as espessuras das camadas é feita através de uma análise mecanicista, onde se pressupõe que as camadas sejam homogêneas, elásticas e isotrópicas.

Segundo Macêdo (2003), os métodos iterativos buscam determinar os módulos de todas as camadas que compõem a estrutura do pavimento. Conhecendo-se o número de camadas, suas espessuras e as cargas impostas é possível calcular as tensões, deformações e deslocamentos em qualquer ponto da estrutura.

Os dados principais de entrada nos programas que efetuam os cálculos de retroanálise são:

 As coordenadas das medidas em campo;

 a quantidade de camadas, espessuras, módulos e coeficiente de Poisson;

 o carregamento solicitante na estrutura;

 dependendo do programa, dados ambientais.

Os programas mais utilizados são aqueles que calculam os parâmetros, cujas bacias de deflexão são comparadas com as bacias medidas no campo. Essa análise mecanicista pode ser feita com os programas CHEVRON-N-X, BISAR, ELSYM5, FEPAVE2, ECOROUTE, NOEL8, ELIZE4, entre outros. Essa comparação é feita

por tentativa e erro, até que as duas curvas apresentem semelhança aceitáveis (MACÊDO, 2003).