34 a REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO

34a REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO

COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE RETROANÁLISE E SUA INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DE REFORÇO

Eduardo Suassuna Nóbrega Laura Maria Goretti da Motta

34ª REUNIÃO ANUAL DE PAVIMENTAÇÃO Campinas, SP

24 a 29 de agosto de 2003

COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE RETROANÁLISE E SUA INFLUÊNCIA NO DIMENSIONAMENTO DE REFORÇO

Eduardo Suassuna Nóbrega1 Laura Maria Goretti da Motta2

Este trabalho tem como objetivo principal a comparação entre metodologias de retroanálise de módulos de resiliência a partir de bancos de dados de bacias deflectométricas medidas com deflectômetro de impacto do tipo FWD, visando determinar a sua influência no dimensionamento de reforço das estruturas em análise. Foram utilizados cinco programas de retroanálise: RETRAN2-CL, REPAV, REPAV V2, RETROANA E RETRAN5-L. Foi observado que o método de retroanálise influencia na magnitude dos módulos calculados e que esta diferença se reflete no dimensionamento da camada reforço.

(1) M.Sc., Engº Civil – COPPE/UFRJ Rua Silva Jardim, 470 – Santo Antônio CEP: 58.103/280 - Campina Grande (PB) [email protected]

(2) Profª Adj., D.Sc., Engª Civil – COPPE/UFRJ Rua Vitor Meireles, 518 – Riachuelo

CEP: 20.950-230 – Rio de Janeiro (RJ) [email protected]

1. INTRODUÇÃO

No mundo da pavimentação, uma das principais atividades executadas no projeto de reforço de pavimentos flexíveis é a previsão das deflexões recuperáveis. Tais valores são utilizados com a finalidade de se prever, ou ao menos inferir, a vida útil do pavimento restaurado, em função do tráfego esperado.

Desde os anos 1960, a viga Benkelman vem sendo utilizada na avaliação estrutural de pavimentos. Naquela época, tal análise se baseava no valor isolado de deflexão máxima que, posteriormente, foi considerada insuficiente para a determinação do estado estrutural do pavimento. Então, foram adicionadas aos levantamentos leituras de deflexão a uma série de distâncias do ponto de aplicação da carga, sendo este conjunto de valores conhecido como bacias deflectométricas.

Com o desenvolvimento de novos equipamentos de medição de deflexão, como o

Falling Weight Deflectometer (FWD), e programas computacionais utilizados nas

análises estruturais segundo a teoria da elasticidade, foi possível a obtenção de diagnósticos mais acurados das condições estruturais do pavimento, podendo ser determinadas as características elásticas das camadas através de um procedimento conhecido como retroanálise dos módulos de resiliência a partir de bacias deflectométricas (ROCHA FILHO e RODRIGUES, 1996).

Na última década, foi desenvolvida uma série de programas de retroanálise baseados nos princípios da teoria da elasticidade. Este cenário foi possibilitado pela implementação de teorias desenvolvidas por pesquisadores como Boussinesq e Burmister, entre outros, em rotinas computacionais que cada vez mais reduzem o tempo gasto na elaboração de projetos de pavimentos.

Tais metodologias variam desde as mais sofisticadas, que utilizam métodos numéricos como a teoria das diferenças finitas, até as mais simples, como as que tratam o pavimento como uma camada equivalente. É de se esperar que diferentes metodologias gerem resultados também diferentes, o que pouco se sabe é a magnitude destas discrepâncias.

Neste sentido, este trabalho tem como objetivo principal a comparação entre alguns dos programas de retroanálise desenvolvidos no Brasil, usando bancos de dados de ensaios deflectométricos levantados com FWD em estruturas típicas de pavimentos asfálticos. Esta comparação consistiu na análise dos resultados obtidos com cada programa e sua influência no dimensionamento de camada de reforço estrutural.

2. RETROANÁLISE DE MÓDULOS DE RESILIÊNCIA

A retroanálise é um processo que permite a obtenção dos módulos de resiliência das camadas do pavimento e subleito. Esta determinação é feita a partir comparação entre a bacia teórica e a bacia de campo que o pavimento apresenta quando submetido ao carregamento externo, que é simulado através de ensaios não-destrutivos, podendo-se

utilizar equipamentos como a viga Benkelman, universalmente divulgada, ou o FWD, instrumento mais sofisticado capaz de obter determinações mais acuradas (VILLELA e MARCON, 2001).

Os dados de entrada do processo de retroanálise são a configuração do carregamento, a bacia deflectométrica, seção-tipo do pavimento, coeficientes de Poisson e faixas de valores modulares para cada camada da estrutura.

Em relação aos procedimentos de avaliação estrutural de pavimentos flexíveis preconizados pelo DNER (PRO-10/79 – procedimento A, PRO-11/79 – procedimento B, PRO-159/85 e PRO-269/94), a retroanálise dos módulos de resiliência de um pavimento apresenta as seguintes vantagens:

• Possibilita a obtenção dos módulos nas condições de campo;

• Minimiza o número de sondagens para determinação das espessuras e coletas de amostras para determinação dos parâmetros desejados, que são de difícil reprodução em laboratório, além de serem onerosas, perigosas e demoradas;

• Os ensaios não-destrutivos são menos onerosos e menos demorados do que os ensaios destrutivos;

• Possibilita o uso pleno da bacia deflectométrica, não só a deflexão máxima (D0) como nas técnicas de avaliação estrutural preconizadas pelo DNER.

Os métodos tradicionais fazem a caracterização estrutural de um pavimento a partir dos valores individuais de deflexão máxima, considerando-os isoladamente. A deflexão máxima possibilita a determinação dos locais onde o pavimento apresenta variações nas deformações verticais reversíveis quando do carregamento imposto pelo tráfego. Entretanto, um mesmo valor de deflexão reversível máxima pode representar inúmeros níveis de solicitação, tanto mais severas quanto maior a concentração dos esforços externada pela zona de concentração do carregamento, dependendo também da resposta oferecida pelos arranjos estruturais existentes. Ou seja, pode-se obter uma mesma deflexão máxima para diversas combinações estruturais, conforme ilustra a figura 2.1.

Nos procedimento A e B do DNER é recomendado, em poucos pontos (dois ou três pontos em 1km de extensão), o levantamento da bacia de deflexões, mas não é feito o uso pleno destas determinações. O procedimento B incorpora estes dados no cálculo do raio de curvatura, o que subestima a potencialidade da bacia de deflexões que, usada de forma adequada, fornece parâmetros bastante úteis para a avaliação estrutural completa, que engloba a estimativa dos módulos de resiliência das camadas que compõe o pavimento.

3. METODOLOGIA UTILIZADA

Para promover o objetivo deste trabalho, que é a comparação entre alguns programas de retroanálise desenvolvidos no Brasil e sua influência no dimensionamento de reforço, foram utilizados dois bancos de dados de levantamentos deflectométricos: (1) BR-277/PR (Curitíba – Paranaguá) e (2) BR-418/MG (Ataléia – Carlos Chagas). A descrição dos cinco programas utilizados neste estudo comparativo é apresentada com detalhes em NÓBREGA (2003) e resumida na tabela 3.1. Os dados das rodovias analisadas são resumidamente apresentados na tabela 3.2. As faixas de valores modulares fixadas para cada camada da estrutura são apresentadas na tabela 3.3.

Tabela 3.1: Descrição dos programas utilizados neste trabalho

Programa Autoria Nº de

Camadas

Método Equipamento Coef. de Poisson

Retran2-CL Albernaz (1995) 2 Noureldin (1993) VB e FWD 0,50 (todas as camadas) Repav Fonseca (2002) 3 ELSYM5* (MDF) VB e FWD 0,50 (todas as camadas) Repav V2 Fonseca (2003) 3 ELSYM5* (MDF) VB e FWD 0,50 (todas as camadas) Retroana Dynatest (1990) 3 ELASTMCF (MCF) FWD µREV = 0,35 µCG = 0,35 µSL = 0,40 Retran5-L Albernaz (1998) Até 5 ELSYM5* (MDF) VB e FWD µREV = 0,35 µCG = 0,35 µSL = 0,40 Legenda:

MDF – método das diferenças finitas MCF – método das camadas finitas VB – viga Benkelman

FWD – falling weight deflectometer

µREV – coef. de Poisson da camada 1 µCG – coef. de Poisson da camada 2 µSL – coef. de Poisson da camada 3 * banco de dados a partir do ELSYM5 Tabela 3.2: Dados das rodovias analisadas neste trabalho

Rodovia BR-277/PR BR-418/MG

Trecho Curitiba – Paranaguá Ataléia – Carlos Chagas

Extensão (km) 81 52

Revestimento Concreto Asfáltico TSD

Equipamento KUAB-2M-FWD DYNATEST 8000

Distâncias radiais (cm) 0 , 20 , 30 , 45 , 60 , 90 , 150 0 , 20 , 30 , 45 , 65 , 90 , 120 Tabela 3.3: Faixas de valores de módulo de resiliência utilizadas neste trabalho

Mr (kgf/cm2) Mr (kgf/cm2)

BR-277/PR

Mínimo Máximo BR-418/MG Mínimo Máximo

Revestimento 10000 70000 TSD + Base 300 10000

Camada Granular 500 5000 Sub-base 0 4000

As figuras 3.1 e 3.2 apresentam, respectivamente, as estruturas utilizadas na retroanálise e a fluxograma dos procedimentos realizados neste trabalho. É feita a retroanálise pontual (bacia a bacia) de dez segmentos homogêneos de cada rodovia analisada.

Foram simuladas cinco espessuras diferentes de reforço e foi verificado se estas atendem aos seguintes critérios de dimensionamento:

• Deformação específica de tração no fundo da camada de reforço (εt) (PINTO, 1991):

( ) (

)

N ε , onde Mr é o módulo resiliente do reforço;

• Tensão vertical de compressão no topo do sub-leito (σVsub) (HEUKELOM e KLOMP, 1962):σ_Vsub =0,006.M_SL (1+0,7.logN), onde MSL é o módulo resiliente do sub-leito. O carregamento adotado no dimensionamento do reforço foi o eixo padrão rodoviário: eixo simples com rodas duplas, com carga de 8,2 toneladas, raio de contato entre a roda e o pavimento igual a 10,8cm e pressão na área de contato de 5,6kgf/cm2. O número N considerado no dimensionamento, para as duas rodovias é apresentado na tabela 3.4. Revestimento hREV = 12cm TSD + Base hR+B = 18cm Camada Granular hCG = 40cm Sub-base hCG = 20cm Subleito Espessura infinita Subleito Espessura infinita BR-277/PR BR-418/MG Figura 3.1: Estruturas típicas dos pavimentos analisados

Tabela 3.4: Valor do número N BR-277/PR 5.107 BR-418/MG 5.105

4. RESULTADOS

4.1. Resultados da retroanálise

Foram utilizados como principais parâmetros de comparação dos resultados obtidos pelos cinco programas de retroanálise o ajuste entre a bacia teórica e a bacia de campo e os valores modulares. Os valores dos módulos de resiliência da camada 1 (um) obtidos através do programa RETRAN2-CL não foram comparados com os obtidos pelos demais programas porque este representa o valor modular do pavimento (revestimento + base + sub-base/reforço), não tendo sentido compará-lo com o valor modular da camada 1 (um) determinado pelos outros, que correspondem ao módulo de resiliência do revestimento.

4.1.1. BR-277/PR (Curitiba – Paranaguá)

Observaram-se significativas diferenças entre os módulos de resiliência determinados para a camada de revestimento pelo programa REPAV em relação aos demais utilizados nesta pesquisa. Tais valores, em pelo menos três dos dez segmentos homogêneos em estudo, são iguais a metade no caso do revestimento. Este comportamento apresentado pelo programa REPAV pode ser atribuído a não fixação de uma faixa aceitável de valores modulares, que tem como função servir como uma espécie de “filtro” que impede que os módulos retroanalisados assumam valores incoerentes com as características elásticas do material que compõe a camada, principalmente quando se trata de uma camada de revestimento asfáltico que, em um pavimento flexível, apresenta sempre o maior valor modular, podendo ser cinco vezes maior ou mais do que o módulo de uma brita graduada simples, por exemplo. Este fato foi discutido com o Jorge Fonseca, autor do REPAV (FONSECA, 2002), que implementou então uma alteração gerando uma segunda versão do programa, denominada de REPAV V2, sendo observada significativa adequação dos valores de módulo de resiliência desta camada aos considerados valores “normais” para uma camada de CBUQ, variando entre 20.000 e 40.000kgf/cm2, o que já tinha sido observado para todos os programas.

A maioria dos valores médios do módulo de resiliência da camada 2 (Camada Granular) variaram entre 2.000 e 3.000kgf/cm2. Os valores modulares da camada 3 (subleito) apresentaram um comportamento semelhante ao da camada 2 no que diz respeito à amplitude dos valores observados, variando entre 1.500 e 2.500kgf/cm2. As figuras 4.1, 4.2 e 4.3 apresentam os valores médios do módulo de resiliência das três camadas para cada programa.

Na comparação dos valores de módulo de resiliência da camada correspondente ao subleito, também foi comparado o valor obtido pelo programa RETRAN2-CL que, juntamente com REPAV V2, na maioria dos casos apresentou valores inferiores aos obtidos pelos demais programas utilizados nesta análise, sendo o valor mínimo próximo a 1.000kgf/cm2. Este comportamento certamente se deve ao formato das bacias teóricas geradas por estes programas, mais precisamente aos pontos da bacia

de deflexão mais afastados do ponto de aplicação de carga que são influenciados tão somente pelo comportamento do solo de subleito. Em outras palavras, os valores de deflexão medidos nos pontos mais afastados do ponto de aplicação da carga influem somente no valor modular do subleito, sendo este inversamente proporcional ao valor da deflexão medida neste ponto (FABRÍCIO et. al., 1988; AASHTO, 1993; ALBERNAZ et. al., 1997; MACÊDO, 1996; PREUSSLER et. al., 2000).

As figuras 4.7 e 4.8 apresentam a comparação entre a bacia de campo e as bacias teóricas obtidas utilizando o programa ELSYM5 a partir das estruturas com módulos retroanalisados para a seção 51099 do segmento homogêneo 1, como exemplo. Por meio da análise das figuras 4.7 a 4.8 torna-se visível a significativa diferença entre as bacias de campo e as bacias teóricas geradas pelo ELSYM5 com módulos do REPAV V2, o que justifica não só os menores valores de módulo de resiliência da camada de subleito obtido por este programa em relação à sua antiga versão, o REPAV, mas também em alguns casos esclarece o motivo da duplicação do valor do módulo da camada de revestimento.

Observando o formato das bacias teóricas geradas a partir das estruturas retroanalisadas utilizando o RETRAN2-CL, nota-se maiores deflexões na distância radial a 150cm do ponto de aplicação da carga do que nas bacias de campo e das bacias teóricas recalculadas a partir das estruturas geradas pelos programas REPAV, RETROANA e RETRAN5-L. Este comportamento por si só justifica, da mesma forma que no caso do REPAV V2, os menores valores de módulo de resiliência apresentados. Entretanto um fato mais intrigante ainda é o péssimo ajuste em relação à bacia de campo entre as deflexões no ponto de aplicação da carga e a do ponto a 60cm desta, principalmente pelo fato destas deflexões serem muito menores do que as de campo, o que não majora os valores do módulo da camada equivalente (revestimento + camada granular), mas sim aumentam, e muito, as espessuras destas camadas. Na opinião dos autores deste trabalho, este fato por si só invalida o uso do programa RETRAN2-CL para este tipo de pavimento, que apresenta valores com módulos de resiliência da camada de revestimento antigo superiores a 30.000kgf/cm2. Cabe ressaltar que ALBERNAZ (1995), autor do RETRAN2-CL, sempre enfatizou que este programa é para análise preliminar.

4.1.2. BR-418/MG (Ataléia - Carlos Chagas)

Os valores modulares médios das camadas 1 e 2 obtidos pelo programa REPAV V2 apresentaram significativas diferenças em relação aos outros programas analisados, que apresentaram valores da mesma magnitude na maioria dos segmentos em estudo. Os valores determinados a partir deste programa foram sempre maiores, sendo que a maior diferença absoluta foi observada no segmento homogêneo 3 (três) entre os valores médios obtidos pelo REPAV V2 e o REPAV, cerca de 1.700kgf/cm2. Com relação aos valores calculados de módulo de resiliência da camada 3 (subleito), os programas RETRAN2-CL, REPAV e REPAV V2 apresentaram módulos de resiliência menores do que os programas RETROANA e RETRAN5-L.

As figuras 4.4, 4.5 e 4.6 apresentam a comparação entre os valores médios dos módulos de resiliência obtidos em cada programa a partir do levantamento deflectométrico realizado na BR-418/MG.

Este comportamento pode ser explicado através da observação das figuras 4.9 e 4.10, que mostram as bacias teóricas recalculadas pelo ELSYM5 da seção 3921 do segmento homogêneo 1 (um) da BR-418/MG. Nota-se que os valores de deflexão máxima do REPAV V2 são muito menores do que os da bacia medida em campo, sendo igual à metade deste valor, o que justifica esta considerável diferença em relação aos valores de módulo de resiliência observados nos programas REPAV, RETROANA e RETRAN5-L, que apresentaram valores semelhantes entre si.

Já os menores módulos de subleito observados na retroanálise efetuada com os programas REPAV e REPAV V2 são justificados por uma nuança da metodologia embutida nestas ferramentas. Um dos fatores que limita o banco de dados destes programas é que o valor do módulo da camada 3 (subleito) é menor ou igual ao valor da camada 1, que representa a camada de revestimento ou base + revestimento, quando este for de espessura insignificante, sendo incorporado a uma camada granular, que é o caso da BR-418/MG.

4.2. Influência do método de retroanálise no dimensionamento de reforço

Os parâmetros escolhidos para determinar o dimensionamento da camada de reforço foram a deformação específica de tração (εt) na base da camada de reforço e a tensão vertical de compressão no topo da camada de subleito (σvSL), o que foi realizado utilizando o programa JULEA (Jacob Uzan Layered Elastic Analysis). Foram simuladas cinco espessuras de reforço para cada segmento em estudo variando de 4cm, que é a espessura mínima admitida pelos 4 (quatro) métodos de dimensionamento de reforço de pavimentos flexíveis preconizados pelo DNER, até 20cm. Camadas de reforço com espessura acima de 20cm são muito elevadas, devendo ser pensada outra solução para este caso, seja um reforço em concreto de cimento Portland (whitetopping) ou até a reconstrução parcial de algumas das camadas do pavimento.

4.2.1. BR-277/PR (Curitiba – Paranaguá)

De acordo com os resultados de deformação específica de tração (εt) na base da camada de reforço, a influência da metodologia de retroanálise neste parâmetro foi muito grande visto que, para cada espessura de reforço, diferentes valores de εt foram observados. Na maioria dos segmentos em análise, os valores resultantes dos cálculos efetuados através dos programas RETRAN2-CL e REPAV apresentaram valores maiores que o dobro do valor limite, quando utilizado o critério de fadiga determinado por PINTO (1991), enquanto os valores determinados pelo REPAV V2, RETROANA e RETRAN5-L foram menores ou muito próximos do valor máximo admissível, sendo que para a espessura de 4cm de reforço estas deformações específicas foram sempre de compressão.

Figura 4.1: Valores médios de módulo de resiliência da camada 1 (revestimento) – BR-277/PR

Figura 4.2: Valores médios de módulo de resiliência da camada 2 (camada granular) – BR-277/PR 0 10000 20000 30000 40000 SH-01 SH-02 SH-03 SH-04 SH-05 SH-06 SH-07 SH-08 SH-09 SH-10 Segmento Homogêneo Módulo de Resiliência (kgf/cm 2 ) Repav Repav V2 Retroana Retran5-L 0 1000 2000 3000 4000 SH-01 SH-02 SH-03 SH-04 SH-05 SH-06 SH-07 SH-08 SH-09 SH-10 Segmento Homogêneo Módulo de Resiliência (kgf/cm 2 ) Repav Repav V2 Retroana Retran5-L

Figura 4.3: Valores médios de módulo de resiliência da camada 3 (subleito) – BR-277/PR

Figura 4.4: Valores médios de módulo de resiliência da camada 1 (TSD + base) – BR-418/MG 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 SH-01 SH-02 SH-03 SH-04 SH-05 SH-06 SH-07 SH-08 SH-09 SH-10 Segmento Homogêneo Módulo de Resiliência (kgf/cm 2 ) Retran2-CL Repav Repav V2 Retroana Retran5-L 0 1000 2000 3000 4000 SH -01 SH -02 SH -03 SH -04 SH -05 SH -06 SH -07 SH -08 SH -09 SH -10 Segm ent o H omogêneo

M ód ulo d e R es iliê nc ia ( k gf /c m 2 ) R ep av R ep av V2 R et roana R et ran5-L

Figura 4.5: Valores médios de módulo de resiliência da camada 2 (camada granular) – BR-418/MG

Figura 4.6: Valores médios de módulo de resiliência da camada 3 (subleito) – BR-418/MG

0 100 200 300 400 500 600 SH -01 SH -02 SH -03 SH -04 SH -05 SH -06 SH -07 SH -08 SH -09 SH -10 Segm ent o H om ogêneo

M ódul o de R es ili ên ci a ( kg f/ cm 2) R ep av R ep av V2 R et roana R et ran5-L 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 SH -01 SH -02 SH -03 SH -04 SH -05 SH -06 SH -07 SH -08 SH -09 SH -10 Segment o H om ogêneo M ódul o de R es ili ên ci a ( kg f/ cm 2) R et ran2-C L R ep av R ep av V2 R et roana R et ran5-L

Figura 4.7: Comparação entre as bacias de campo e teóricas recalculada pelo ELSYM5 para os programas REPAV e REPAV V2 – seção 51099

Figura 4.8: Comparação entre as bacias de campo e teóricas recalculada pelo ELSYM5 para os programas RETRAN2-CL, RETROANA e RETRAN5-L – seção 51099

0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 0 30 60 90 120 150 Distâncias Radias (cm) Deflexões (x0,01mm) Bacia de Campo Repav Repav V2 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 0 30 60 90 120 150 Distâncias Radias (cm) Deflexões (x0,01mm) Bacia de Campo Retran2-CL Retroana Retran5-L

Figura 4.9: Comparação entre as bacias de campo e teóricas recalculada pelo ELSYM5 para os programas REPAV e REPAV V2 – seção 3921

Figura 4. 10: Comparação entre as bacias de campo e teóricas recalculada pelo ELSYM5 para os programas RETRAN2-CL, RETROANA e RETRAN5-L – seção 3921

0,0 30,0 60,0 90,0 120,0 150,0 0 30 60 90 120

Dis tâncias Radias (cm)

D e fl ex õe s ( x 0, 0 1 m m ) Bacia de Camp o Repav Repav V2 0,0 40,0 80,0 120,0 160,0 0 30 60 90 120 Distâncias Radias (cm) D e fl exõe s ( x 0, 01m m ) Bacia de Campo Retran2-CL Retroana Retran5-L

Este comportamento pode ser explicado através do estudo de sensibilidade realizado por FRANCO (2000). Nesta pesquisa foram determinadas quais as variáveis que mais influem nos parâmetros de dimensionamento, quando o programa PAVE 2000 é a ferramenta de cálculo. Este comportamento pode ser extrapolado à realidade deste estudo porque a sub-rotina utilizada na análise de tensões e deformações do pavimento do programa PAVE 2000 é o JULEA, o mesmo utilizado nesta pesquisa. No estudo realizado por FRANCO (2000), foi observado que o valor da deformação específica de tração na base do revestimento é bastante sensível a variações no módulo de resiliência da camada de base sendo que, para uma variação de 20% no valor deste módulo, observou-se uma variação de 80% no dano de fadiga. Como a base da camada de reforço é a camada de revestimento antigo e, como exposto na análise dos módulos da camada de revestimento obtidos pelos programas de retroanálise utilizados neste estudo, apresentam diferenças significativas.

A figura 4.11 apresenta os valores médios de deformação específica de tração no fundo da camada de reforço para o SH5. Pode ser observada uma sensível redução destes valores calculados com os módulos estimados pelo REPAV V2 em relação aos resultados obtidos através do programa REPAV. Tais valores são da mesma ordem de grandeza dos valores obtidos pelo programas RETROANA e RETRAN5-L, o que mostra que a possibilidade de se entrar com uma faixa de valores aceitáveis introduzida no REPAV V2 conduziu a valores modulares mais coerentes e, por conseqüência, a valores de deformação específica da mesma magnitude a partir dos módulos retroanalisados com os outros programas utilizados nesta comparação.

Figura 4. 11: Valores médios de εt – segmento homogêneo 5 – BR-277/PR

-1,00 -0,50 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 0 4 8 12 16 20 24 Espessura de Reforço (cm) εt (x 10 -4 ) - V al o re s M éd io s Ret ran2-CL Repav Ret roana Ret ran5-L Limite REP AV V2

Os valores de tensão vertical (σvSL) no topo da camada de subleito foram sempre menores que o valor limite determinado utilizando o modelo proposto por HEUKELOM e KLOMP (1962).

Uma situação contraditória se apresenta: segundo uma metodologia de retroanálise, este pavimento não necessita de intervenção estrutural para restabelecer as condições aceitáveis do pavimento e, de acordo com outra, nem um reforço de 20cm de espessura resolve os problemas estruturais deste sistema, sendo necessário outro tipo de solução. E agora? Qual posicionamento tomar? Para os autores deste trabalho, o surgimento deste comportamento paradoxal por si só justifica esta pesquisa, pois se verificou que para um mesmo problema, dependendo da ferramenta utilizada, pode-se observar comportamentos muito diferentes.

4.2.2. BR-418/MG (Ataléia – Carlos Chagas)

A figura 4.12 apresenta a comparação entre os valores médios de deformação específica de tração na base da camada de reforço para o SH3. Tal figura possibilita a visualização das discrepâncias entre os valores calculados, a sua redução em função da elevação da espessura de reforço e, o mais importante: que a espessura mínima requerida para esta rodovia em função do tráfego simulado, independente do programa utilizado, é de aproximadamente 16cm de CBUQ.

Da mesma forma que o observado na BR-277/PR, os valores de tensão vertical (σvSL) no topo da camada de subleito foram menores que o critério de aceitação proposto por HEUKELOM e KLOMP (1962).

Figura 4.12: Valores médios de εt – segmento homogêneo 3 – BR-418/MG

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 0 4 8 12 16 20 24 Espessura de Reforço (cm) ε t ( x10 -4 ) - V a lo re s M é d io s Retran2-CL Repav Retroana Retran5-L Limit e

Apesar da discrepância entre os valores modulares calculados através de programas diferentes, a influência no dimensionamento da camada de reforço foi menos significativa no caso do estudo da BR-418 quando comparada ao comportamento observado no estudo realizado na BR-277/PR. Provavelmente, esta diferença se deve ao tipo de estrutura das rodovias analisadas, da presença ou não de uma camada de revestimento antigo no pavimento que se deseja restaurar e da magnitude do valor do módulo de resiliência desta camada.

5. CONCLUSÕES

Ao final deste trabalho foi possível obter as seguintes conclusões:

• O resultado da retroanálise é bastante influenciado pelo programa utilizado, sendo que esta diferença é mais significante na camada de revestimento antigo, que apresenta, em geral, os maiores valores modulares da estrutura do pavimento; • Nas análises que apresentaram resultados de módulos de resiliência incompatíveis

com o especificado para camada em questão foi observado pequeno grau de ajuste entre a bacia teórica e a bacia de campo, representado por maiores valores de erro médio absoluto;

• Observou-se que as diferenças devidas à metodologia de retroanálise são refletidas no dimensionamento da camada de reforço, o que compromete o resultado final da análise da capacidade estrutural do pavimento. Apesar disto, a retroanálise pode e deve ser usada na avaliação estrutural de pavimentos, utilizando metodologias que resultem em módulos coerentes com o material da camada em questão e que apresentem grau de ajuste satisfatório entre a bacia de campo e a bacia teórica; • De acordo com os valores modulares e o grau de ajuste da bacia teórica em relação

à bacia de campo, os programas que melhor representaram a estrutura dos pavimentos analisados foram o RETROANA e o RETRAN5-L;

• Mesmo apresentando menor grau de ajuste, os valores de módulo de resiliência calculados com o REPAV V2 foram semelhantes aos obtidos com o RETROANA e o RETRAN5-L. Este comportamento mostra que a fixação de faixas de valores modulares aumenta a acurácia dos resultados da retroanálise.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AASHTO (1993). Guide for Design of Pavement Structures. Washington.

ALBERNAZ, C.A.V., MOTTA, L.M.G., MEDINA, J. (1995). “Retroanálise: Uma Útil Ferramenta na Avaliação Estrutural de Pavimentos”. In: 29a Reunião Anual de Pavimentação. V. 1, pp. 399-417, Cuiabá, MG, Brasil.

ALBERNAZ, C.A.V. (1997). Método Simplificado de Retroanálise de Módulos de

Resiliência de Pavimentos Flexíveis a Partir da Bacia de Deflexão. Tese de Mestrado,

COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro.

FABRÍCIO, J. M., GONÇALVES, E.A., FABRÍCIO, O. F. (1988). “Metodologia Não Destrutiva para Avaliação Estrutural dos Pavimentos Flexíveis Através da Interpretação das Bacias de Deformação”. In: 23a Reunião Anual de Pavimentação. V. 3, pp.

1415-1446, Florianópolis, SC, Brasil.

FONSECA, J.L.G. (2002). Um Método de Retroanálise de Bacias de Deflexão de

Pavimentos. Tese de Mestrado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro.

FONSECA, J.L.G. (2003). Comunicação Pessoal.

FRANCO, F.A.C.P. (2000). Um Sistema para Análise Mecanística de Pavimentos

Asfálticos. Tese de Mestrado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro.

HEUKELOM, W., KLOMP, A.J.G. ( 1962). “Dynamic Testing as a mean of controlling pavements during and after constrution”. Proceeding, 1. In: International Conference

Structures of Asphalt Pavements, pp. 667-679. Ann Arbor, Univ. Michigan.

MACÊDO, J. A. G. (1996). Interpretação de Ensaios Deflectométricos para Avaliação

Estrutural de Pavimentos Flexíveis. Tese de Doutorado. COPPE/ UFRJ, Rio de Janeiro.

NÓBREGA, E.S. (2003). Comparação entre Métodos de Retroanálise em Pavimentos

Asfálticos. Tese de Mestrado, COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro.

NOURELDIN, A.S. (1993). A New Scenario for Backcalculation of Layer Moduli of

Flexible Pavement. TRR 1384. Transportation Research Record. Washington.

PINTO, S. (1991). Estudo do Comportamento à Fadiga de Misturas Betuminosas e

Aplicação na Avaliação Estrutural de Pavimentos. Tese de Doutorado, COPPE/UFRJ,

Rio de Janeiro.

PREUSSLER, E.S., VALE, A.F., CARVALHO, R.L.E. et. al. (2000). “Caracterização da Condição Elástica do Subleito”. In: 32a Reunião Anual de Pavimentação. V. 1 pp.

331-336, Brasília, DF, Brasil.

ROCHA FILHO, N.R., RODRIGUES, R.M. (1996). “A Avaliação Estrutural dos Pavimentos por Meio de Levantamentos Deflectométricos”. In: 30a Reunião Anual de Pavimentação. V. 3 pp. 1119-1146, Salvador, BA, Brasil.

VILLELA, A.R.A., MARCON, A.F. (2001). “Avaliação Estrutural de Pavimentos Utilizando um Método Simplificado de Retroanálise – Retran-2CL”. In: 33a Reunião Anual de Pavimentação. pp. 622-633, Florianópolis, SC, Brasil.