Previsão de deformação permanente no LVECD

A adaptação do protocolo TSS objetiva, sobretudo, que se possa obter melhor capacidade de previsão para a realidade local. Desta forma, a partir da caracterização de materiais realizada e dos levantamentos de dados de campo, pode-se verificar se as mudanças propostas conduziram aos resultados de deformação permanente teórica condizentes com o que foi observado em campo.

O programa LVECD possui 03 campos principais de entrada de dados para a previsão de desempenho estrutural em campo, quais sejam: estrutura, carga e clima. Quanto à estrutura, os trechos da CCR/SP e UFRGS/RS possuem a configuração indicada na Tabela 29. Os valores de rigidez da Base, da Sub-base, de Regularização do Subleito e do Subleito do trecho CCR/SP foram estimados por meio de retroanálise. As rigidezes das camadas granulares e do subleito do Trecho 3 (UFRGS/RS) foram obtidas por meio do ensaio triaxial de carga repetida em laboratório.

Tabela 29 – Estrutura dos Trechos 2 e 3.

Estrutura Trecho 2 (CCR/SP) Trecho 3 (UFRGS/RS)

Camadas Esp. (cm) Rigidez (MPa)  Esp. (cm) Rigidez (MPa) 

Revestimento 4 E*(f,T) 0,30 8 E*(f,T) 0,30

Binder 8 E*(f,T) 0,30 -- -- --

Base 20 6500 0,35 15 250 0,35

Sub-base 17 283 0,35 30 280 0,35

Reg. Subleito 35 158 0,35 60 60 0,35

Subleito -- 176 0,40 -- 50 0,40

Fonte: CCR/SP (NOGUEIRA, 2008) e UFRGS/RS (MATTOS, 2014).

Para esta pesquisa considerou-se deformação permanente apenas nas camadas asfálticas. Os revestimentos são considerados viscoelásticos, portanto, suas propriedades de rigidez são inseridas por meio dos resultados do ensaio de módulo dinâmico (Tabela 30). Para a camada de binder da estrutura da CCR/SP, considerou-se que as propriedades seriam as mesmas da

156 camada de revestimento, tendo em vista que foram utilizados os mesmos agregados e o mesmo ligante do revestimento.

Tabela 30 – Resultados do módulo dinâmico (MPa) da camada de revestimento.

f (Hz) 25 10 5 1 0,5 0,1

T (°C) CCR UFRGS CCR UFRGS CCR UFRGS CCR UFRGS CCR UFRGS CCR UFRGS -10 37.196 25.765 36.423 25.019 35.781 24.437 33.917 22.714 32.989 21.865 30.647 19.876 4,4 30.079 20.424 28.571 19.093 27.272 18.062 24.084 15.437 22.567 14.278 18.921 11.593 21,1 18.067 11.192 15.910 9.547 14.303 8.353 10.600 5.723 9.074 4.741 5.910 2.850 37,8 7.310 4.006 5.454 3.025 4.240 2.353 2.189 1.241 1.593 931 755 508 54,4 1.779 1.094 1.120 726 776 554 339 311 260 268 165 200 Fonte: Gouveia (2016).

Os dados de entrada para o LVECD não foram obtidos para a mistura DNIT/CE, dado que o número mínimo de ciclos no protocolo de referência não foi atingido, impedindo a previsão quanto ao desempenho à deformação permanente e sugerindo fragilidade dessa mistura a essa falha, corroborando os resultados do ligante e do agregado.

Quanto à carga, para a estrutura da CCR/SP, o Volume Diário Médio (VDM) comercial, é de 5094 veículos (MOTTA, 2011), a velocidade de projeto da via é 80 km/h e o crescimento considerado de 2,5% ao ano e exponencial. Para a estrutura da UFRGS/RS, o VDM é de 2515 veículos comerciais, velocidade de 100 km/h e o crescimento linear de 2% ao ano (MATTOS, 2014). As distribuições horária e mensal do tráfego foram consideradas uniformes.

Quanto ao clima, as temperaturas dos pavimentos foram obtidas pelo programa Enhanced Integrated Climate Model (EICM). Assim, banco de dados dos Estados Unidos com históricos climáticos similares (ou o mais próximo possível) no EICM foram usados para definir as variações de temperatura horária dentro das camadas asfálticas. Foram utilizadas para as simulações no LVECD as bases de dados climáticos de São Francisco (CA) e São Diego (CA), já que suas médias de temperatura são semelhantes às encontradas nos Estados do Rio Grande do Sul e de São Paulo, respectivamente.

157 A Figura 78 mostra a previsão de afundamento em trilha de roda das misturas CCR/SP e UFRGS/RS, utilizando propriedades obtidas a partir do protocolo TSS adaptado proposto nesta tese e baseado em Choi e Kim (2013a; 2013b) e na aplicação do LVECD (ESLAMINIA

et al., 2012; CHOI e KIM, 2014). Apresenta-se também os afundamentos em trilha de roda medidos dos Trechos 2 (CCR/SP) e 3 (UFRGS/RS). A Figura 78 ilustra ainda, para efeito de comparação, os valores de afundamentos em trilha de roda medidos e previstos nas diversas pistas NCAT (LACROIX e KIM, 2014).

Figura 78 – ATR medido versus previsto para as misturas CCR, UFRGS e NCAT.

Fonte: Autora (2016).

A mistura CCR/SP apresentou 1,6 mm de afundamento em trilha de roda, avaliado para o número N de 1,7×107. O valor previsto, para o mesmo tráfego, a partir do protocolo adaptado foi de 2,1 mm. A mistura UFRGS/RS apresentou 6,4 mm de afundamento em trilha de roda, medido após 3 anos, correspondente a um número N de 3,1×107. O valor previsto, para o mesmo tráfego, a partir do protocolo adaptado foi de 7,3 mm. Portanto, os resultados mostraram-se condizentes com a realidade. Além disso, apresentaram-se coerentes com as melhores previsões obtidas por Lacroix e Kim (2014). Na referida pesquisa internacional, a melhor previsão apresentou erro em torno de 15% (mistura NCAT AW), similar à apresentada na presente pesquisa para a mistura UFRGS/RS. Os resultados indicam a importância de se adotar tensões de confinamento mais realistas nos ensaios experimentais.

158 Bastos et al. (2015a) tentaram avaliar, por meio do ensaio TSS original e do programa

LVECD, essas misturas asfálticas. No entanto, essas misturas não atingiram o critério de parada de 600 ciclos de carregamento no ensaio de referência (primeira etapa do protocolo do ensaio TSS) sem apresentar ruptura (CHOI e KIM, 2013a e 2013b), impossibilitando a previsão da evolução dessa falha e sugerindo fragilidade quanto à deformação permanente, em desacordo com o resultado apresentado em campo.

As Figuras 79 e 80 apresentam o histórico do desempenho e as previsões de ATR em função do tráfego, respectivamente, para as misturas CCR/SP e UFRGS/RS em campo. Na Figura 79 verifica-se que as 03 primeiras medições de ATR do Trecho 2 (CCR/SP) mostraram-se superiores aos valores previstos, embora tenha apresentado valores muito baixos (em torno de 1 mm). Na Figura 80 verifica-se que as previsões de ATR do Trecho 3 (UFRGS/RS), para o período investigado, foram sempre superiores aos valores medidos e apresentam tendência semelhante ao longo desse histórico.

Figura 79 – ATR medido versus previsto do Trecho 2 (CCR/SP).

Fonte: Autora (2016).

Figura 80 – ATR medido versus previsto do Trecho 3 (UFRGS/RS).

Fonte: Autora (2016). 0.0

1.0 2.0 3.0

2.2E+06 4.7E+06 6.0E+06 1.2E+07 1.4E+07 1.7E+07

Mé di a do af undam ent o em tr il ha de r oda (m m ) Número N ATR medido ATR Previsto 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0

6.0E+06 1.0E+07 1.9E+07 2.4E+07 2.6E+07 3.1E+07

Mé di a do af undam ent o em tr il ha de r oda (m m ) Número N ATR medido ATR Previsto

159 A Figura 81 mostra as previsões de ATR em função do tráfego para o período de 10 anos. As previsões apontam que para esse período a mistura do Trecho 2 (CCR/SP) não apresentará falha estrutural (ATR > 12,5 mm). A previsão realizada pelo LVECD indica que a mistura do Trecho 3 (UFRGS/RS) irá suportar um tráfego de 1×108 antes de atingir ATR crítico de 12,5 mm.

Figura 81 – Previsão de ATR para as misturas dos Trechos 2 (CCR/SP) e 3 (UFRGS/RS).

Fonte: Autora (2016).

4.5.3. Avaliação de misturas asfálticas por meio do Ensaio Uniaxial de Carga