A principal função dos pavimentos rodoviários flexíveis é garantir uma superfície na qual os veículos possam circular com comodidade e segurança, durante um determinado período de tempo, sob a presença das ações de tráfego e climatéricas que possam vir a ocorrer (Branco, Pereira, & Santos, 2011).
Os pavimentos rodoviários flexíveis são uma estrutura de camadas horizontais sobrepostas ligadas, que têm como principal função resistir às ações impostas pelos veículos, transmitindo-as de forma compatível, inferiormente, à base, sub-base e fundação e disponibilizando, superiormente, uma superfície confortável, regular e segura para a circulação rodoviária.
Na conceção deste tipo de pavimento rodoviário, devem ser acauteladas duas qualidades: a qualidade funcional, dependente da textura e acabamento das camadas superiores do pavimento para que proporcione conforto e segurança à circulação rodoviária e, também, a qualidade estrutural decorrente dos materiais e espessuras empregues na construção das camadas, para poder resistir às ações dos veículos sem se deformar excessivamente nem perder capacidade de recuperação.
Os pavimentos são, grosso modo, formados por duas grandes camadas ilustradas na Figura 1 tendo, na parte superior, as camadas ligadas, estratos estabilizados com ligantes hidrocarbonatos, e, na parte inferior, as camadas granulares (Branco, Pereira, & Santos, 2011).
Qualquer pavimento é solicitado por uma infinidade de combinação de ações, muito especialmente devidas ao tráfego pesado, traduzido pelas cargas dos rodados, e às ações climáticas, traduzidas pelas variações de temperatura e água, como ilustra a Figura 1. As camadas de um pavimento rodoviário no que concerne à qualidade, resistência e preço, decrescem no sentido da superfície para a fundação, em correspondência com a diminuição de esforços em profundidade. Essas camadas são: camada de desgaste, camada de ligação, camada de base, camada de sub-base e a fundação.
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Figura 1 - Constituição e ações de um pavimento rodoviário flexível (Branco, Pereira, & Santos, 2011) A camada de desgaste tem como principal função assegurar o conforto e segurança da circulação, defendendo também o pavimento, em primeira linha, das águas precipitadas sobre o mesmo. Já, a camada de ligação (de regularização e a de base betuminosa) tem um papel funcional e estrutural, suportando a camada de desgaste. A camada de base granular tem um papel estrutural de distribuição e redução das tensões sobre a sub-base que, depois, as retransmite à fundação. A camada de sub-base não só assegura o apoio da base e das restantes camadas suprajacentes, como desempenha funções drenantes/anti-contaminantes. A camada de sub-base protege também a fundação do tráfego da obra durante a construção podendo, nas soluções menos exigentes, ser subtraída e substituída pelo tratamento “in situ” dos solos de fundação.
A forma como se podem associar camadas constituídas por distintos tipos de materiais, dá origem a vários tipos de pavimentos, que apresentam comportamentos desiguais, quando submetidos a veículos de diferentes cargas e diferentes condições climáticas.
Os pavimentos podem ser divididos em três tipos: pavimentos flexíveis, rígidos e os semirrígidos, dependendo dos materiais utilizados e da deformabilidade dos mesmos.
Na Tabela 1, indicam-se os materiais e o nível de deformabilidade para cada um dos três tipos de pavimentos.
Tabela 1 - Pavimentos em função dos materiais e da deformabilidade (Branco, Pereira, & Santos, 2011)
Tipo de Pavimento Materiais Deformabilidade
Flexível Hidrocarbonetos e granulares Elevada
Rígido Hidráulicos e granulares Muito reduzida
Semirrígido Hidrocarbonetos, hidráulicos e
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Os pavimentos flexíveis têm uma grande diversidade no que concerne à sua constituição, dependendo do tráfego, da resistência do solo de fundação e das características e comportamentos dos materiais disponíveis, os quais, por sua vez, dependem das condições climáticas.
As camadas superiores são constituídas por misturas betuminosas compactadas sob as quais se dispõem uma ou duas camadas de materiais granulares. A deformabilidade deste tipo de pavimento é mais elevada, apresentando valores de deformação entre 250 e 500 μm (Branco, Pereira, & Santos, 2011).
Nas figuras seguintes são apresentadas duas, de entre as muitas, estruturas de pavimento rodoviário propostas pelo Manual de Conceção de Pavimentos para a Rede Rodoviária Nacional, da Junta Autónoma de Estradas ((JAE), 1995).
Na Figura 2 são apresentadas duas estruturas de pavimento rodoviário flexível, das quais, à esquerda, destina-se a um tráfego reduzido e contém uma fundação de elevada capacidade de suporte. Já a estrutura de pavimento flexível, à direita, é destinada a um tráfego mais intenso e considerando uma fundação de reduzida capacidade de suporte.
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Figura 2 - Constituição e comportamento do pavimento flexível (Branco, Pereira, & Santos, 2011)
Na Figura 2, representam-se as tensões instaladas em todo o pavimento, tendo em consideração as camadas betuminosas “coladas” (traço contínuo) ou “descoladas” (traço descontínuo).
Pode-se verificar que, quando as camadas betuminosas se encontram “descoladas” entre si, estão sujeitas a um estado de tensão mais severo e degradante. Ocorrem tensões máximas de compressão na face superior e tensões de tração máximas na face inferior das duas camadas betuminosas.
No caso de as camadas funcionarem como uma só, procura-se obter camadas betuminosas “coladas” entre si, ou seja, estas, na transição, atuam em conjunto como se fossem uma única camada e as tensões evoluem de uma tensão de compressão, na face superior do pavimento, para uma tensão de tração, na face inferior da camada, em contacto com a base.
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As camadas superiores estão, frequentemente, sujeitas à flexão. Para proporcionar capacidade de suporte são colocadas camadas betuminosas, pois apresentam melhor resposta a todo o tipo de esforços (compressão, tração e corte).
As camadas granulares são concebidas para suportar esforços de compressão, sendo máximos à superfície e reduzindo-se em profundidade. É de ter em conta que tais camadas não têm capacidade para resistir a esforços de tração.