Ensaios não destrutivos

Segundo Francisco (2012), nos ensaios não destrutivos utilizam-se equipamentos de avaliação da capacidade de carga do pavimento, designados de defletómetros. Quando sobre o pavimento é aplicada uma carga pontual ou uma carga rolante num determinado ponto, os defletómetros permitem obter a bacia de deflexão. Os equipamentos que utilizam a carga pontual para a realização dos ensaios são defletómetros que medem a deflexão que resulta do impacto de uma massa, massa essa que cai de uma certa altura sobre um determinado ponto da superfície do pavimento. Por outro lado, os ensaios que são realizados por carregamentos de carga rolante utilizam equipamentos que permitem a obtenção de uma linha de influência de carga relativamente a um ponto fixo aquando a aplicação de uma carga pela passagem de um eixo de veículo pesado.

Algumas vantagens deste tipo de ensaios é que provocam menores interrupções no tráfego relativamente aos ensaios destrutivos, permitindo maior flexibilidade na avaliação estrutural do pavimento em qualquer altura do seu período de serviço. As medições podem ser consideradas verdadeiramente in situ, ou seja, é possível medir a resposta real do pavimento à carga aplicada sem a necessidade de submeter a restante estrutura às perturbações que a recolha de carotes pode causar. Para além disso, outra vantagem é que os dados recolhidos representam o comportamento médio da estrutura e dos materiais numa área algo considerável (Macedo, 1996). Por outro lado, como desvantagem, segundo Antunes (1999), surge o facto de as velocidades a que são efetuados os ensaios de carga rolante serem muito baixas, o que não respeita as velocidades de circulação do trafego.

Na Figura 3.1 pode observar os tipos de equipamentos mais utilizados em ensaios não destrutivos, em função do tipo de carga em que é realizado o ensaio, sendo ela uma carga pontual ou uma carga rolante.

17 Destes equipamentos, salienta-se o defletómetro de impacto por ser um equipamento largamente utilizado para a avaliação da capacidade de carga e que será abordado seguidamente. O defletómetro de impacto é um equipamento que tem como finalidade avaliar a capacidade estrutural de um pavimento através da medição da sua resposta a uma carga vertical de impacto. Este equipamento é instalado num reboque que é atrelado a um veículo ligeiro (Figura 3.2) que contém o equipamento informático para controlar os ensaios e para recolher os resultados. Os ensaios consistem na queda de uma carga com valores compreendidos entre 6,7 – 156 kN a uma determinada altura sobre um conjunto de amortecedores assentes na superfície do pavimento e na medição das deflexões que daí resultam. A carga é transmitida ao pavimento através de uma placa cuja forma é circular com diâmetro compreendido entre 30 a 45 centímetros simulando a passagem de um veículo a uma velocidade compreendida entre 60 e 80 km/h (Antunes, 1993). Segundo Branco et al. (2005), aplicando a carga com variação do valor da sua massa a quatro alturas diferentes, podem-se obter forças de impacto entre 30 e 240kN.

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Um parâmetro importante na avaliação de pavimentos flexíveis é a temperatura, pois quanto menor esta for, menor serão as deflexões registadas. Na análise do comportamento do pavimento, para se obter uma correta interpretação dos resultados é necessário saber o valor da temperatura de ensaio, visto que a força aplicada em cada ponto de ensaio não corresponde precisamente à força que se pretende. Posto isto, é preciso proceder-se a uma normalização dos valores de deflexões para a força desejada (Alves, 1996).

Na Figura 3.3 apresentam-se as zonas de tensão, evidenciando-se que conforme o sensor em que for recolhido o resultado da medição da deflexão, esta deflexão corresponde a uma camada de pavimento diferente.

Figura 3.2 - Esquematização do Defletómetro de Impacto

19 Na Figura 3.3 é possível verificar que consoante a camada, a distribuição de tensões é diferente, onde essa distribuição depende da rigidez ou módulo do material que lhe compete. Desta forma, a tensão dispersa-se por uma área maior com o aumento da rigidez (SHRP, 1993a). A cada sensor de deflexão (acelerómetro) corresponde um valor do assentamento da superfície do pavimento o qual reflete a contribuição específica de um conjunto de camadas.

O sensor 1 mede a deformação reversível máxima do conjunto pavimento – solo de fundação, o sensor 4, por exemplo mede a deformação relativa a uma camada granular, enquanto o sensor 7 mede somente a deformação reversível relativa ao solo de fundação.

A deflexão máxima é influenciada por vários fatores, nomeadamente a temperatura, variação da estrutura do pavimento, descontinuidades no pavimento, fatores estruturais (número, módulo de rigidez, espessura, coeficiente de Poisson das camadas e o estado hídrico das camadas de fundação) e fatores de carga (raio da placa circular, carga aplicada e pressão de contacto) (SHRP, 1993b) e (FHWA, 2000).

Segundo FHWA (2000), a rigidez das misturas betuminosas é muito sensível às alterações da temperatura, isto é, com o aumento da temperatura no pavimento (principalmente das camadas betuminosas), haverá um aumento da deflexão caso se mantenham constantes os restantes fatores. Assim sendo, as deflexões que são medidas no verão tendem a ser mais elevadas do que as medidas em períodos mais frios (como foi referido anteriormente), mantendo-se as restantes variáveis.

Segundo Santos (2009) a utilização do defletómetro de impacto tem como principais vantagens:  A sua elevada precisão e reduzida dispersão na medição das deflexões;

 Facilidade de operação e medida;

 Possibilidade de aplicar diferentes níveis de carga para medição num mesmo ponto;  Registo automático da temperatura do ar, pavimento e distância entre pontos de

medição.

Como já foi referido anteriormente, o defletómetro de impacto é o equipamento normalmente utilizado para efetuar o levantamento das deflexões ocorridas no pavimento, visto ser o equipamento cuja deformada resultante melhor traduz a resposta elásticas de um pavimento quando solicitada por uma carga. Com o levantamento das deflexões é possível iniciar-se o processo de análise inversa, sendo esse processo devidamente explicado de seguida.

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