7.1.6.4 Deformação Específica de Tração no CBUQ
Observa-se que utilizando-se o modelo de Salomão Pinto, nenhuma das misturas estudadas, mesmo considerando a variação da espessura do revestimento asfáltico, apresenta deformação menor que as especificadas.
GRÁFICO (DEFORMAÇÃO X ESPES SURA)
-3,00 -2,00 -1,00 0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 Espessura Revestimento (cm) De fo rm a çà o (x 1 0 -4
MIS T. 01 MIS T. 02 MIS T. 03 MIS T. 04
MIS T. 05 MIS T. 04A MIS T. 05A
Figura 7.5: Deformação Específica x Espessura do revestimento Asfáltico do estudo de caso
7.1.6.5 Vida de Fadiga
O gráfico, apresentado na figura 7.7, foi obtido em função da diferença de tensões na fibra inferior do CBUQ, ver figura 7.6, e utilizando as equações da tabela 7.5, obtidas em laboratório no ensaio de fadiga. O fator campo - laboratório (Fcl) foi 104, definido por Salomão Pinto, que corresponde a 20% da área trincada.
GRÁFICO (DIFERENÇA DE TENSÕES X ESPESSURA) 2,00 6,00 10,00 14,00 18,00 22,00 26,00 30,00 34,00 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 Espessura Revestimento (cm) D if eren ça d e T en sã o ( K g /cm 2 )
MIS T. 01 MIS T. 02 MIS T. 03 MIS T. 04 MIS T. 05 MIS T. 04A MIS T. 05A
Figura 7.6: Diferença de Tensões x Espessura do Revestimento Asfáltico do estudo de caso
Figura 7.7: Cálculo do Número “N” x Espessura do Revestimento Asfáltico GRÁFICO( NÚMERO "N" x ESPESSURA DO REVESTIMENTO)
3,0E+06 1,3E+07 2,3E+07 3,3E+07 4,3E+07 5,3E+07 6,3E+07 7,3E+07 8,3E+07 9,3E+07 1,0E+08 1,1E+08 1,2E+08 1,3E+08 1,4E+08 1,5E+08 1,6E+08 1,7E+08 1,8E+08 1,9E+08 2,0E+08 2,1E+08 2,2E+08 2,3E+08 2,4E+08 2,5E+08 2,6E+08 2,7E+08 2,8E+08 2,9E+08 3,0E+08 3,1E+08 3,2E+08 3,3E+08 3,4E+08 3,5E+08 3,6E+08 3,7E+08 3,8E+08 3,9E+08 4,0E+08 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 16,0 17,0 18,0 19,0 20,0 Espessura do Revestimento (cm) N u m ero " N "
Da análise do gráfico apresentado na figura 7.7, tem-se:
• Mistura 01
A estrutura do pavimento projetada de Sub-Base 15,0cm, Base 20,0cm e CBUQ 12,0cm, utilizando como revestimento a mistura 01 elaborada a partir das seguintes características: • Seixo in-natura.
• A granulometria atende a faixa “C” do DNIT.
• Dos três parâmetros definidos no método Bailey, apenas o PFAM encontra-se dentro da faixa recomendada.
• A granulometria atende aos requisitos propostos no superpave para PTMN de 12,5mm. Verifica-se que o número “N” que a estrutura suporta, até apresentar 20% de área trincada, será de N=3,7 E+07, o que corresponde a aproximadamente 4 anos de vida. No mesmo gráfico tem-se a espessura necessária de CBUQ, para uma vida de 10 anos (N=1,1E+08). Com isto a estrutura passaria a ter a seguinte configuração:
Revestimento (CBUQ) : 19,5cm;
Base : 20,0cm;
Sub-Base : 15,0cm.
Com a utilização de 12,0cm em CBUQ, obteve-se uma vida útil de aproximadamente 4 anos. No entanto, verifica-se in-loco, que o pavimento construído já suportou um período de aproximadamente 5 anos, e ainda não apresentou trincas de fadiga, o que evidencia a necessidade de realizar pesquisas em campo para a obtenção do fator campo-laboratório para a região.
• Mistura 02
Com a mesma estrutura projetada (Sub-Base 15,0cm, Base 20,0cm e CBUQ 12,0cm) e substituindo a mistura 01 pela mistura 02, que foi moldada com as características abaixo: • Seixo In-Natura com ajuste na granulometria.
• Todos os parâmetros definidos pelo método Bailey atendem às faixas recomendadas. • A granulometria, no que se refere aos requisitos propostos pelo superpave, atende aos
pontos de controle, mas passa dentro da zona de restrição para PTMN de 19,00mm.
Tem-se uma melhora na previsão da vida de fadiga, obtendo um “N” de 6,3E+07, que corresponde a um período de 6 anos. Para atender um período de 10 anos (N=1,1E+08), a espessura do CBUQ sofrerá um acréscimo inferior quando da utilização da mistura 01. A estrutura do pavimento seria:
Revestimento (CBUQ) : 15,5cm;
Base : 20,0cm;
Sub-Base : 15,0cm.
• Mistura 03
Com a estrutura projetada (Sub-Base 15,0cm, Base 20,0cm e CBUQ 12,0cm) e utilizando-se a mistura 03, que apresenta as características abaixo:
• Seixo Britado.
• A granulometria atende a faixa “C” do DNIT.
• Todos os parâmetros definidos pelo método Bailey atendem as faixas recomendadas • Nos requisitos propostos pelo superpave a granulometria atende aos pontos de
controle, mas passa dentro da zona de restrição para PTMN de 19,00mm.
Tem-se uma situação bem favorável, segundo o gráfico da figura 7.6. Assim, pode-se diminuir a espessura do CBUQ, para atendimento a uma vida de projeto de 10 anos (N=1,10E+08).
A estrutura do pavimento seria:
Revestimento (CBUQ) : 10,5cm;
Base : 20,0cm;
• Mistura 04 • Seixo Britado.
• Mistura descontinua tipo SMA (PTMN de 9,5 mm). • Ligante, CAP – 50/70.
A espessura de revestimento (CBUQ), necessária para atender um período de 10 anos (N=1,1 E + 08), é de 10,40 cm, muito próximo do valor encontrado quando utilizado a mistura 03 (e= 10,50 cm). Isto decorre pelo fato de, apesar da mistura 04 apresentar uma vida de fadiga bem superior ao da mistura 03, o seu módulo de resiliência é bem superior ao da mistura 03, o que acarreta uma maior tensão na fibra inferior do revestimento, e conseqüente diminuição do numero “N”, já que o mesmo é inversamente proporcional a diferença de tensões (∆σ ).
Utilizando-se a mistura 04, a estrutura do pavimento seria:
Revestimento (CBUQ) : 10,4cm;
Base : 20,0cm;
Sub-Base : 15,0cm.
• Mistura 05 • Seixo Britado.
• Mistura descontinua tipo SMA (PTMN de 12,5 mm). • Ligante, CAP-50/70.
O comportamento da mistura 05 é praticamente idêntico ao da mistura 04, ou seja, para um período de 10 anos, o valor da espessura do revestimento foi de 10,40 cm.
• Mistura 04-A • Seixo Britado.
• Mistura descontinua tipo SMA (PTMN de 9,5 mm). • Ligante, CAP – 30/45.
A mistura 04-A tem uma vida de fadiga superior ao da mistura 04, que apresenta a mesma granulometria e tem com o ligante o CAP-50/70. O valor da espessura do revestimento encontrado para um período de 10 anos foi de 7,80 cm.
• Mistura 05-A • Seixo Britado.
• Mistura descontinua tipo SMA (PTMN de 12,5 mm). • Ligante, CAP-30/45.
De todas as misturas estudadas, esta foi a que apresentou um melhor comportamento quanto à vida de fadiga e, como o nível de tensão na fibra inferior do revestimento (CBUQ), foi praticamente uniforme para as misturas descontínuas. Obteve-se, com isto, menor espessura de revestimento (e=7,2 cm), para um período de projeto de 10 anos (N=1,1E+08).
A tabela 7.25 contém um resumo das espessuras de CBUQ das sete misturas, para um período de projeto de 10 anos, levando-se em consideração o critério da fadiga. Como a menor deformação plástica obtida no ensaio CREEP, para as misturas tipo SMA, foi a da mistura 04, foi efetuado um estudo sub-dividindo a camada de CBUQ em duas, ou seja, a 1ª camada, executada com a mistura 03 (densa e contínua), escolhida entre as três, por apresentar melhor desempenho quanto a fadiga, e a 2ª camada com 3,5 cm de SMA da mistura 04. Variou-se a espessura da 1ª camada, afim de se obter o valor necessário, para um período de 10 anos. Na análise de fadiga foi utilizada a curva da mistura 03 (1ª camada), já que na 2ª camada a tensão obtida na fibra inferior foi de compressão. Da figura 7.8 obtem-se a espessura da 1ª camada, que corresponde a 7,0 cm de CBUQ, ficando o pavimento com a seguinte estrutura.
• Sub Base com 15,0 cm. • Base com 20,0 cm.
• CBUQ (1ª camada), mistura 03, com 7,0 cm. • SMA (2ª camada), mistura 04, com 3,5 cm.
Figura 7.8: Cálculo do número “N” e Espessura do Revestimento Asfáltico, para o revestimento composto pela mistura 03 e mistura 04
Tabela 7.25: Espessuras do CBUQ para um período projeto de 10 anos para as misturas deste estudo
Mistura TIPO LIGANTE Espessura da CBUQ (cm)
01 Densa e Contínua CAP 50/70 19,5
02 Densa e Contínua CAP 50/70 15,5
03 Densa e Contínua CAP 50/70 10,5
04 Descontínua (SMA) CAP 50/70 10,4
04 A Descontínua (SMA) CAP 30/45 7,8
05 Descontínua (SMA) CAP 50/70 10,4
05 A Descontínua (SMA) CAP 30/45 7,2
03 + 04 - CAP 50/70 7,00 + 3,50 = 10,5
Objetivando quantificar o reflexo financeiro com a utilização das misturas estudadas, será apresentado o custo para 1,0 km de pavimentação (considerando apenas o CBUQ, já que as camadas de Sub-Base e Base são iguais, para todas situações). Os preços quantificados referem-se a Agosto/2007, região norte, e foram elaboradas de acordo com a metodologia SICRO (Sistema de Custo Rodoviário) aprovado pelo DNIT.
O preço do ligante asfáltico foi cotado em duas refinarias, o CAP-50/70 é fornecido pela refinaria de Fortaleza (LUBNOR), cujo preço da tonelada de R$ 1.422,90, posto em Belém, e
GRÁFICO( NUMERO "N" x ESPESSURA DO REVESTIMENTO)
3,0E+06 1,3E+07 2,3E+07 3,3E+07 4,3E+07 5,3E+07 6,3E+07 7,3E+07 8,3E+07 9,3E+07 1,0E+08 1,1E+08 1,2E+08 1,3E+08 1,4E+08 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 11,0 12,0 13,0 14,0 15,0 Espessura do Revestimento (cm) Num er o "N" MIS T. 03 + MIS T. 04