Fatores que influenciam nos valores de deflexão

diferentes anos, enquanto que a Tabela 5 ilustra correlações entre o estado do pavimento e alguns parâmetros.

Tabela 3 - Classificação do Pavimento a partir dos PBD (0,01 mm) - 1987.

Estado do Pavimento D0 SCI BDI BCI

Muito Rígido < 20 < 1 < 1 < 1

Rígido 20 - 40 1 – 20 1 - 10 1 – 5

Flexível 40 – 60 20 - 40 10 – 15 5 – 8

Muito Flexível > 60 > 40 > 15 > 8 Fonte: Horak (1987).

Tabela 4 - Classificação do Pavimento a partir dos PBD (0,01 mm) - 2008.

Estado do Pavimento D0 SCI BDI BCI

Muito Rígido < 30 < 8 < 5 < 4

Rígido 30 - 50 8 – 25 5 - 15 4 – 8

Flexível 50 – 75 25 - 50 15 – 20 8 – 10

Muito Flexível > 75 > 50 > 20 > 10 Fonte: Horak (2008).

Tabela 5 - Classificação da Condição Estrutural do Pavimento a partir dos PBD (0,01 mm).

Estado do Pavimento D0 SCI BDI BCI

Seguro < 50 < 20 < 10 < 5

Em alarme 50 - 75 20 – 40 10 - 20 5 – 10

Severo > 75 > 40 > 20 > 10

Fonte: Horak (2008).

2.1.4 Fatores que influenciam nos valores de deflexão

Em uma avalição estrutural da condição do pavimento, a deflexão é o principal parâmetro para se balizar sobre o comportamento do mesmo. Como essas medidas são coletadas na pista por meio de equipamentos, representando uma situação real naquele instante, é inevitável que não haja influência de fatores externos nos valores obtidos durante os ensaios. Os fatores que mais influenciam essas medidas de deflexão são discutidos a seguir.

2.1.4.1 Fatores ambientais

Rocha Filho e Rodrigues (1996) afirmam que os fatores ambientais são considerados os mais influentes nas medidas obtidas por equipamentos deflectométricos. Dentre esses fatores,

o que mais se destacam são os efeitos sazonais de umidade e a temperatura, sendo que tais condições devem ser cuidadosamente consideradas na realização de avaliações estruturais.

A temperatura do ambiente e do pavimento afetam diretamente o comportamento do concreto asfáltico devido a variação da viscosidade do ligante betuminoso. Como o Concreto Asfáltico (CA) exibe comportamento termossucetível, o mesmo pavimento apresenta deflexões maiores quando for submetido à altas temperaturas, do que quando submetido a temperaturas mais baixas (BUENO, 2016).

No momento em que o pavimento se encontra em temperaturas mais baixas, o ligante betuminoso se torna mais viscoso e o revestimento mais rígido, e em consequência, aumenta a capacidade de distribuição de tensões das cargas do tráfego para as camadas inferiores do pavimento (ROCHA FILHO e RODRIGUES, 1996).

Nos pavimentos flexíveis, a temperatura afeta principalmente a deflexão sob o ponto de aplicação de carga, na zona 1 (curvatura positiva – Figura 20), devido ao comportamento reológico da camada asfáltica. Em seu estudo, Medina e Motta (2015) mostraram que o efeito da temperatura nos valores das deflexões é maior quanto mais espessa for a camada asfáltica.

Tanto o Guia de Gerência de Pavimentos do DNER (1983), como o guia da AASHTO (1993) destacam a necessidade da correção dos valores de deflexão em função de uma temperatura de referência, objetivando uniformizar as leituras para uma temperatura padrão. Ambos os métodos se utilizam de ábacos como metodologia para correção das medidas por um fator de ajuste. A diferença é o que o método americano utiliza de 20ºC como temperatura padrão e o brasileiro utiliza 25ºC.

Alguns autores utilizam de um procedimento integrado para a obtenção dos módulos de resiliência, partindo da retroanálise sem nenhum ajuste nas medidas de campo. Por exemplo, Johnston (2001) e Bueno (2016) trabalharam com bacias deflectométricas sem correção, visando manter a integridade dos valores de campo, e corrigiram diretamente o módulo de resiliência retroanalisado de acordo com a temperatura. Os autores chegaram ainda a conclusão que valore medidos em temperaturas de superfície próximas as de referência (25ºC) são dispensáveis, uma vez que acarretam pouca diferença no valor final.

O outro fator climático que interfere nos valores de deflexão é o efeito sazonal de umidade, uma vez que durante estações chuvosas, o teor de umidade do subleito aumenta, diminuindo sua capacidade de suporte. Nos meses em que o solo se encontra mais úmido, a deflexão é elevada. Ou seja, em função da sucção no solo tem-se aumento ou redução de sua

resistência ao cisalhamento, cujo valor varia de acordo com o teor de umidade para um mesmo tipo de solo, sendo mais importante para solos com granulometria fina (CARNEIRO, 1996).

Durante muitos anos, alguns estudos, tais como de Oliveira e Fabrício (1967) chegaram à conclusão que a época mais adequada para realizações de medições de deflexões era após a estação chuvosa, em que o subleito apresentava pior desempenho em relação a sua capacidade de suporte. Porém, se adotasse essa metodologia, o uso dos equipamentos deflectométricos estaria restrito a um pequeno período do ano (NÓBREGA, 2003).

Além de afetar o subleito, as precipitações podem significar uma variação no comportamento resiliente dos materiais terrosos, pois tal efeito acarretaria um aumento de umidade nas camadas que contém esses materiais. Quanto maior for a umidade nessas camadas, menor será o módulo de resiliência dos materiais, uma vez que tal relação é inversamente proporcional (BUENO, 2016).

Em países de clima frio e temperado, onde a sazonalidade é alta e que podem ocorrer o ciclo de gelo-degelo, a preocupação com os efeitos da variação sazonal é maior do que em países tropicais. Medina e Motta (2015) mostram que nesses países frios as variações sazonais podem chegar 400% entre a estação seca e chuvosa, e que enquanto em países tropicais, variam entre 20 e 40%.

Os métodos de dimensionamento de reforço de pavimento levam em conta as variações de temperatura e sazonais de diferentes formas. Alguns procedimentos do DNIT levam em conta a deflexão crítica da estação da primavera, enquanto outros usam as deflexões de verão ou outono (HAAS et al., 1994).

2.1.4.2 Defasagem do pico das medidas de deflexão

Os atuais procedimentos de retroanálise calculam o módulo de resiliência das camadas a partir das deflexões de picos medidas em cada sensor, assumindo assim que o carregamento é estaticamente aplicado sobre o pavimento. Na análise do FWD, o maior deslocamento em um determinado tempo é medido para cada geofone, mas em geral, só as deflexões de pico são utilizadas.

Os programas de campos dos equipamentos deflectométricos podem ser ajustados para mostrar na tela do computador, toda a variação de deflexões em função do tempo de

carregamento para cada sensor, como mostra a Figura 22. Porém, na maioria dos casos, só se guarda a deflexão de pico, sendo o resto descartado.

Figura 22 - Registro histórico do deslocamento de 4 geofones no FWD

Fonte: Salt, Stevens e Macleod (2002).

2.1.4.3 Posicionamento dos sensores

Os sensores têm como função registrar os deslocamentos verticais referentes à contribuição das camadas que estão sob o estado de tensões provocado pelo carregamento aplicado, ao longo da vertical que passa pelo sensor. Sendo assim, o posicionamento dos sensores pode influenciar os resultados obtidos para os módulos de elasticidade calculados por retroanálise.

Segundo Nóbrega (2003), como as deflexões são medidas em valores muito baixos (0,01mm) pelos sensores, pequenos erros nas leituras deste parâmetro podem gerar grandes efeitos nos resultados da avaliação. Desta forma, a escolha mais acertada para as distâncias entre os sensores deve ser em função da rigidez e espessuras das camadas do pavimento.

Em pavimentos mais espessos, o último sensor deve ficar mais afastado do ponto de carga, para possibilitar o registro das deflexões provocadas pelo subleito, enquanto, que nos pavimentos mais delgados, o último sensor poderá ficar mais próximo da aplicação da carga (ROCHA FILHO e RODRIGUES, 1996).

2.1.4.4 Carregamento

A magnitude e a geometria do carregamento imposto ao pavimento têm grande influência nos valores das deflexões, sendo desejável que o equipamento utilizado tenha a capacidade de aplicar a carga de projeto. Tholen, Sharma e Terrel (1985) afirmam que o FWD

é o que melhor simula o efeito das cargas de roda no pavimento, dentre todos os tipos de equipamento.

Um dos fatores que mais afetam o carregamento é a velocidade de aplicação da carga, sendo que o emprego de equipamentos de baixa velocidade influencia na reposta visco-elástica da camada asfáltica. Diante disso, qualquer variação no tempo de carregamento pode ser significativo para a deflexão das camadas, em especial, nos dias de altas temperaturas (ULLIDTZ, 1987).

O comportamento não-linear da maioria dos materiais utilizados em pavimentação resulta também em valores distorcidos das deflexões de campo, sendo que a não proporcionalidade entre carga e deformações podem conduzir erros significativos. Hoffman e Thompson (1982) viram que a variação de carga de 900kgf para 4500kgf, gerou uma redução de 60 a 20% da relação carga-deflexão.

Chang et al., (1992) verificaram que a aplicação de uma carga alta em um pavimento flexível com revestimento de pequena espessura, com um subleito bastante deformável, apresentará grandes não linearidades em pontos próximos ao de aplicação do carregamento. Os autores ainda afirmam que o efeito da não linearidade, quando não considerado, pode subestimar as tensões no pavimento em até 50%. Todavia, esse efeito é minimizado nas medidas de deflexão obtidas além de 90 cm do ponto de aplicação da carga.

2.1.4.5 Geometria do carregamento

Em relação a geometria do carregamento, sabe-se que a força imposta pelo FWD é a partir de uma placa circular de pressão uniforme, mas esse não é o real carregamento imposto pelo tráfego dos pavimentos. Nota-se então uma diferença entre a realidade e os valores resultantes do FWD, uma vez que o carregamento imposto pelo tráfego geralmente vem da atuação de eixos duplos (THEISEN et al., 2009).

Outro fator que interfere o valor da deflexão, é o ponto de ocorrência da deflexão máxima com a Viga Benkelman. O que ocorre, é que em alguns casos a deflexão medida com a ponta de prova situada entre as rodas duplas do eixo traseiro do caminhão não representa o ponto de maior deformada da camada do pavimento. Sobretudo quando tal medida é feita sobre camadas granulares e de solos, uma vez que estes materiais não tem o mesmo efeito de placa apresentado por materiais asfálticos (SOARES et al., 2000).

Nesse último tipo de caso, a curvatura da deformada é mais acentuada na área sob a aplicação da carga, de modo que a deflexão medida no ponto médio entre as rodas é aparentemente mais baixa. Como as camadas granulares são responsáveis por grande parte da deflexão total, este comportamento é refletido na superfície do pavimento. A Figura 23 ilustra perfis típicos de deflexão para cada camada do pavimento, notando-se que em baixas profundidades o valor máximo da deflexão ocorre na área sob a aplicação da carga.

Figura 23 - Perfis de deflexão sob duas rodas

Fonte: Walker e Yoder (1961).