Equipamentos de carregamento quase-estático

Segundo HAAS et. al. (1994), estão incluídos nesta classe os ensaios de placa, a viga Benkelman, a viga Benkelman automatizada e o curvímetro.

Estes equipamentos medem a deflexão provocada pelo carregamento de rodas duplas de um veículo, que se desloca à baixa velocidade. Esta prática tem como finalidade evitar que ocorra a influência de forças inerciais (MEDINA et. al., 1994).

2.4.1.1. Ensaio de placa

Segundo ALBERNAZ (1997), trata-se de um dos primeiros métodos desenvolvidos para a medição de deflexões.

é aplicado direto numa placa circular rígida, de raio conhecido, sobre a superfície do pavimento, como mostra a figura 2.5.

Figura 2.5: Esquema do ensaio de placa (ALBERNAZ, 1997)

O ensaio de placa, em relação aos outros métodos, é considerado demorado, sendo necessário cerca de 30 minutos para ser realizado. Esta é uma das razões que torna este ensaio não usual nos procedimentos de avaliação de pavimentos (HAAS et. al., 1994).

2.4.1.2. Viga Benkelman

A viga Benkelman é um equipamento simples e barato usado nas medidas de deflexão. Foi desenvolvida na década de 1950, na WASHO Road Test, por A.C. Benkelman, e tem sido usada extensivamente desde então por órgãos rodoviários para trabalhos de pesquisa, avaliação e projeto de reforço de pavimentos em todo o mundo (HAAS et. al., 1994).

Este equipamento foi desenvolvido com a finalidade de medir deflexões no pavimento quanto submetido ao carregamento estático da rodas do veículo de teste. Em função de

ter seu uso muito difundido, trata-se do teste de campo mais familiar aos engenheiros e projetistas de pavimentos (DNER, 1983).

A viga Benkelman é formada por um conjunto de sustentação em que se articula uma haste metálica interfixa, dividindo a barra em duas partes proporcionais, cujos comprimentos a e b seguem as seguintes relações de 2/1, 3/1 ou 4/1, como o indicado na figura 2.6.

Figura 2.6: Esquema da viga Benkelman (DNER, 1994a)

A extremidade do braço maior contém uma ponta de prova. Um extensômetro com precisão de centésimos de milímetro é fixado na extremidade do braço menor. Com a finalidade de evitar eventuais inibições do ponteiro do extensômetro, é colocado um pequeno vibrador no braço menor (DNER, 1994a).

As medições são feitas inserindo a ponta de prova entre as rodas de um caminhão com 8,2t de carga no eixo traseiro, simetricamente distribuídas em relação às rodas. Posicionado o caminhão e ajustada a viga, são feitas as leituras nos pontos pré- estabelecidos (ALBERNAZ, 1997). O DNER tem esse procedimento normalizado (DNER, 1994a)

Segundo ROCHA FILHO e RODRIGUES (1996), este ensaio pode ser feito de duas formas:

1. Com o caminhão sendo deslocado à frente a baixa velocidade constante e, ao passar sobre cada ponto pré-determinado é feita a leitura, método conhecido como Creep

Speed Normal Deflection;

2. Quando o caminhão se desloca e pára em cada ponto de medição, método conhecido como Creep Speed Rebound Deflection, o mais usado no Brasil.

Figura 2.7: Posicionamento da viga Benkelman (DNER, 1994a)

A viga Benkelman é um equipamento versátil e fácil de operar, entretanto consiste num ensaio lento e trabalhoso, sendo que em alguns casos, particularmente em pavimentos com maior rigidez, os pés de suporte podem estar dentro da área de influência do carregamento, o que resulta em medidas imprecisas (HAAS et. al., 1994). Com o uso de uma segunda viga é possível levar em conta o afundamento dos pés da viga principal. As expressões utilizadas nesta situação são apresentadas em CARNEIRO (1966).

Segundo ROCHA FILHO e RODRIGUES (1996), alguns comentários devem ser feitos em relação à avaliação estrutural feita com a viga Benkelman:

1. Apresentam elevada dispersão nas deflexões medidas;

2. A dispersão aumenta quanto mais distante do ponto de aplicação da carga a medição for feita;

3. A dispersão das leituras é um pouco menor quando realizadas com o caminhão parando em cada ponto;

4. A precisão dos resultados é função de vários fatores como: habilidade do motorista, condições mecânicas do veículo (embreagem e freios), experiência, habilidade e coordenação da equipe responsável pelas leituras.

2.4.1.3. Viga Benkelman automatizada

A viga Benkelman automatizada é operada segundo o mesmo princípio da viga Benkelman comum. A diferença consiste no fato que a viga automatiza mede e grava automaticamente as deflexões ponto a ponto enquanto operador dirige o veículo de teste (HAAS et. al., 1994). CERATTI et. al. (2000) usaram um equipamento automatizado que permite que sejam feitas leituras de deflexão a cada 5cm, desde o ponto de aplicação do carregamento até quando não haja mais influência do próprio, o que possibilita a obtenção de uma bacia deflectométrica mais acurada.

Desde 1969, é utilizada no LNEC de Lisboa a viga Benkelman automatizada, para o levantamento das bacias de deflexão (MEDINA et. al., 1994).

1. A sensibilidade das medições, uma vez que a viga Benkelman automatizada utiliza em geral sensores do tipo LVDT;

2. Obtenção mais precisa da bacia deflectométrica;

3. Registro automático das deflexões e da distância radial em relação ao ponto de aplicação do carregamento.

São exemplos deste tipo de equipamento:

1. O Defletógrafo Lacroix, desenvolvido na França;

2. O British Pavement Deflection, desenvolvido no Reino Unido, segundo o mesmo princípio do Defletógrafo Lacroix;

3. O California Traveling Deflectometer, desenvolvido no Estados Unidos; 4. O Defletógrafo Digital Solotest, desenvolvido no Brasil.

2.4.1.4. Curvímetro

O curvímetro foi desenvolvido na França, com a finalidade de medir deflexões em pavimentos flexíveis a velocidades relativamente altas, da ordem de 18km/h. São usados geofones para medida das acelerações verticais nos pontos da superfície do pavimento, entre as rodas duplas do veículo de teste. Estas medições fornecem os valores da curvatura, ou seja, a bacia deflectométrica (HAAS et. al., 1994).

Os deflectogramas são obtidos através da integração dos sinais captados em cada geofone. As medições de velocidade e de aceleração vertical são combinadas para se determinar a bacia deflectométrica.