PP ANDRIELLI LIMA

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

ANDRIELI CAROLINE LIMA

ESTUDO DA CORRELAÇÃO ENTRE OS ENSAIOS DE MANCHA DE

AREIA E DRENABILIDADE EM PAVIMENTOS URBANOS DO

MUNICÍPIO DE SINOP

Sinop

2014/1

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MATO GROSSO – UNEMAT

ANDRIELI CAROLINE LIMA

ESTUDO DA CORRELAÇÃO ENTRE OS ENSAIOS DE MANCHA DE

AREIA E DRENABILIDADE EM PAVIMENTOS URBANOS DO

MUNICÍPIO DE SINOP

Projeto de Pesquisa apresentado à Banca Examinadora do Curso de Engenharia Civil – UNEMAT, Campus Universitário de Sinop-MT, como pré-requisito para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Civil.

Prof. Orientador: Prof. Dr. Rogério Dias Dalla Riva

Sinop

2014/1

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Classificação da textura ... 17 Tabela 2 – Classe de macrotextura ... 26

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Interações entre os componentes causais dos acidentes. ... 11

Figura 2 - Influência dos componentes nos acidentes. ... 12

Figura 3 - Faixas de texturas de uma dada superfície de pavimento. ... 13

Figura 4 - Deslocamento da água pelo pneu, de acordo com o conceito das três zonas. ... 15

Figura 5 - Amplitude vertical e onda horizontal ... 16

Figura 6 - Tipo de superfície em função da classe da macrotextura e microtextura. 17 Figura 7 - Valor do HS para revestimentos com TSD pelo ensaio de mancha de areia. ... 19

Figura 8 - Valor do HS para revestimentos com CBUQ pelo ensaio de mancha de areia. ... 19

Figura 9 - Valor do HS para revestimentos com LA pelo ensaio de mancha de areia. ... 19

Figura 10 - Vazão de escoamento superficial da água. ... 20

Figura 11 - Trecho com CBUQ - Av Ingás. ... 21

Figura 12 - Trecho com LA - Rua das Petúnias ... 22

Figura 13 - Trecho com TSD - Residencial Aquarela Brasil ... 22

Figura 14 - Materiais do ensaio de Mancha de areia ... 23

Figura 15 - Representação do Drenômetro ... 24

Figura 16 - Detalhe da base do Drenômetro ... 24

Figura 17 - Sequência executiva do ensaio da mancha ... 25

Figura 18 - Disposição das estações ... 27

LISTA DE ABREVIATURAS

ASTM – American Society of Testing and Materials CBUQ – Concreto Betuminoso Usinado a Quente DER – Departamento de Estradas de Rodagem DETRAN – Departamento Estadual de Trânsito

DNIT – Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes HS – Altura da Mancha de Areia

LA – Lama Asfáltica

MTD – Mean Texture Depth OFT – Outflow Meter

DADOS DE IDENTIFICAÇÃO

1. Título:

3. Delimitação do Tema: Pavimentos 4. Proponente: Andrieli Caroline Lima

5. Orientador: Prof. Dr. Rogério Dias Dalla Riva

6. Estabelecimento de Ensino: UNEMAT - Universidade do Estado de Mato Grosso

7. Público Alvo: Profissionais e alunos.

8. Localização: Av. dos Ingás, nº 3001, Jardim Imperial, Sinop-MT, CEP

78555-000, Brasil.

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ... I LISTA DE FIGURAS ... II LISTA DE ABREVIATURAS ... III DADOS DE IDENTIFICAÇÃO ... IV 1 INTRODUÇÃO ... 6 2 PROBLEMATIZAÇÃO ... 7 3 JUSTIFICATIVA... 8 4 OBJETIVOS ... 9 4.1 Objetivo Geral ... 9 4.2 Objetivos Específicos ... 9 5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 10 5.1 Pavimento ... 10 5.2 Segurança viária ... 11 5.3 Aderência pneu-pavimento ... 13

5.4 Caracterização da macrotextura de um pavimento... 16

5.5 Determinação da macrotextura pelo ensaio de mancha de areia ... 18

5.6 Determinação da drenagem do pavimento pelo ensaio de drenabilidade ... 20 6 METODOLOGIA ... 21 6.1 Local de estudo ... 21 6.2 Materiais ... 22 6.2.1 Mancha de areia ... 22 6.2.2 Drenabilidade ... 23 6.3 Métodos ... 25 6.3.1 Mancha de areia ... 25 6.3.2 Drenabilidade ... 26 6.3.3 Plano Amostral ... 27 7 CRONOGRAMA ... 28 8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO ... 29

1 INTRODUÇÃO

Nos últimos anos, devido ao relevante aumento do número de acidentes e o desenvolvimento de automóveis mais velozes, a atenção com os tipos de revestimentos asfálticos utilizados nas vias brasileiras tem sido alvo de aprimoramentos. Um pavimento adequado deve conferir dirigibilidade, conforto e segurança aos seus usuários. Um dos fatores que afetam essas condições é a superfície da via que confere a aderência pneu-pavimento, que pode variar conforme a macrotextura do revestimento.

A aderência pneu-pavimento tem estado crítico quando a pista do pavimento está molhada, neste caso a área de contato entre pneu e a superfície do pavimento diminui, trazendo instabilidade ao veículo restringido assim sua condição de segurança.

A aderência caracterizada pela macrotextura varia conforme o tipo de revestimento, disposição da mistura e agregados utilizados. Visto que as condições de aderência são fundamentais para um revestimento, medidas de avaliação da macrotextura têm sido utilizadas para aperfeiçoar essas características.

Nessa pesquisa, serão avaliados três tipos de revestimentos asfálticos concreto betuminoso usinado a quente - CBUQ, lama asfáltica - LA e tratamento superficial duplo - TSD utilizados nas vias urbanas do município de Sinop-MT pelos ensaios de mancha de areia e drenabilidade, visando caracterizar a macrotextura e aderência-pneu que cada revestimento confere.

2 PROBLEMATIZAÇÃO

As condições das vias urbanas estão ligadas à segurança viária, e as características superficiais do pavimento podem interferir na estabilidade de um veículo durante seu percurso. A aderência que a superfície da via fornece é fundamental para um rolamento adequado e seguro.

A macrotextura adequada de uma superfície garante a drenabilidade da água dissipada sobre o pavimento, bem como evita a perda da interação entre pneu-pavimento. Os valores da macrotextura são variáveis de acordo com o tipo de revestimento e podem ser críticos quando o revestimento é muito fino ou muito aberto. Assim, para aferir as condições de aderência das superfícies dos pavimentos do município, é necessário avaliar a macrotextura e verificar se ela possibilita aderência adequada, conferindo segurança aos seus usuários.

3 JUSTIFICATIVA

O município de Sinop-MT tem passado por um período de expansão devido ao aumento acentuado da população nos últimos anos. Segundo dados do Departamento Estadual de Transito - DETRAN (2014), o município possui uma frota de 87.949 veículos, sendo a quarta maior frota de veículos do estado. Com o aumento da frota, consequentemente, aumenta-se o número de acidentes.

Entendendo que o município, juntamente com o crescimento demanda vias de fluxo rápido, a superfície do pavimento das vias municipais deve conferir condições apropriadas de aderência, pois a restrição do contato pneu-pavimento pode contribuir para a ocorrência de acidentes, principalmente, em períodos chuvosos, onde a água que fica sobre a superfície do pavimento e não escoa facilmente, reduzindo a zona de contato entre o pneumático e o revestimento.

Segundo Aps (2006), a lâmina de água que se forma sobre o pavimento pode não ser um problema quando a macrotextura possui certa rugosidade que permite o escoamento. Entretanto, se a textura superficial for muito fina, as condições de aderência são restringidas, sendo que em altas velocidades o risco aumenta.

O pavimento com aderência adequada possibilita redução na distância de frenagem, melhor resistência à derrapagem, maior estabilidade em rotatórias, redução dos espelhos d’água e consequente segurança ao motorista. Sendo assim, é necessária a avaliação da macrotextura para verificar se as condições de aderência atuais dos pavimentos urbanos de Sinop são adequadas.

4 OBJETIVOS

4.1 Objetivo Geral

Avaliar a aderência pneu-pavimento de três tipos de revestimentos utilizados nas vias urbanas do município de Sinop-MT.

4.2 Objetivos Específicos

 Determinar a macrotextura dos revestimentos pelo ensaio de mancha de areia.

 Determinar a drenagem do pavimento.

5 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

5.1 Pavimento

Pavimento é definido como uma estrutura composta de diversas camadas de espessuras finitas, executada sobre a superfície final de terraplenagem, com finalidade de resistir aos esforços provenientes do tráfego de veículos e do ambiente, proporcionando a seus usuários avanço nas condições de rolamento, com conforto, economia e segurança (BERNUCCI et al, 2008).

Os pavimentos são classificados tradicionalmente em dois tipos: flexível ou rígido. O pavimento flexível é aquele sofre deformação elástica em todas as camadas que o constitui. Todas as cargas aplicadas ao pavimento flexível se distribuem de forma igual entre suas camadas. O pavimento rígido é aquele que possui o revestimento com alta rigidez em comparação com as demais camadas que o constitui. Nesse pavimento a superfície é responsável por aliviar as tensões oriundas aos carregamentos do tráfego (DNIT, 2006).

Os pavimentos, em geral, tanto rígidos como flexíveis, devem atender a desempenhos estruturais e funcionais. No aspecto estrutural o pavimento deve suportar as cargas devidas ao tráfego mantendo suas características estruturais sem que esse apresente falhas que o possam comprometer. No aspecto funcional deve fornecer uma superfície de rolamento de qualidade e apropriada (MATTOS, 2009).

De acordo com Bernucci et al (2008), a superfície de rolamento de um pavimento deve possuir características como impermeabilidade, resistência à derrapagem, flexibilidade, aderência, durabilidade, resistência à formação de trincas e fadiga. Atendendo a essas condições o pavimento pode garantir trafegabilidade, segurança e conforto aos seus usuários em qualquer época do ano e em diversas condições climáticas.

No que se refere à segurança viária, entre as características fundamentais que um revestimento deve atender, está a aderência que a superfície do pavimento fornece ao pneu do veículo ao longo de seu movimento, que pode ser influenciada de acordo com as condições da via. Assim, é imperativo o entendimento sobre o assunto, pois a precariedade da superfície interfere na textura do revestimento, logo na aderência pneu-pavimento (MATTOS, 2009).

5.2 Segurança viária

As condições de aderência em pistas molhadas podem prejudicar a estabilidade do veículo, causando menor resistência à derrapagem, perda de controle do veículo e, por fim, acarretar acidentes. Os acidentes que ocorrem nas vias brasileiras possuem diversas causas (APS, 2006).

De acordo com Nodari (2003), a maioria dos fatores que contribuem para um acidente pode ser encaixado nos seguintes componentes: componente viário-ambiental, componente humano e componente veicular. Contudo, não se pode atribuir a um componente como agente causador, mas sim, uma combinação de um ou mais componentes. Essa interação entre componentes é exposta na Figura 1.

Figura 1 - Interações entre os componentes causais dos acidentes. Fonte: Nodari (2003 p.8)

Nodari (2008) ressalta que, dentre esses fatores, o componente humano tem maior influência, sendo a ele atribuídos 67% dos acidentes e, ao componente ambiental e veicular, 4%. Entretanto quando há uma junção do componente viário-ambiental ao componente humano, soma-se 28% das causas acidentais. Na Figura 2 esses valores são apresentados.

Figura 2 - Influência dos componentes nos acidentes. Fonte: Austroads (apud NODARI, 2006 p.10).

Medidas preventivas abrangendo os três componentes têm sido adotadas no Brasil, visto que ao componente humano se atribui a maior contribuição nos acidentes registrados, sendo que este não deve ser o único foco das medidas preventivas, e sim, o conjunto dos componentes (NODARI, 2003).

Segundo Peo (2002) no que se remete a ações reativas, se aplicada medidas de prevenção no componente viário, pode-se minimizar frequentes falhas humanas que proporcionam a incidência de acidentes.

Dentre as diversas características físicas da rodovia que devem ser estudadas para se garantir medidas preventivas de segurança viária se destacam as seguintes, para a superfície do pavimento (NODARI, 2003):

 Buracos na pista;

 Desnível entre faixa e acostamento;

 Formação de espelhos d’água;

 Presença de cascalho solto na pista;

 Resistência à derrapagem.

Dentre as características acima listadas, a resistência à derrapagem e formação de espelhos d’água estão diretamente ligadas a aderência pneu-pavimento, pois ambos ocorrem quando a pista está molhada, e nessa condição o pneu do veículo pode se desestabilizar devido à perda de aderência com a superfície. Assim, para se garantir segurança viária e se aplicar medidas preventivas a esses dois fatores, a aderência pneu-pavimento deve ser avaliada e conhecida.

5.3 Aderência pneu-pavimento

A aderência da superfície de um pavimento é determinada pela textura que esta superfície possui. A melhor forma de obter a caracterização de uma superfície é avaliando sua textura. A textura é usualmente classificada em: microtextura, macrotextura e megatextura (RODRIGUES, 2006).

A microtextura é definida pelo grau de rugosidade ou aspereza dos agregados utilizados na mistura asfáltica. A macrotextura é definida pelo tamanho do agregado, sua granulometria e sua disposição geométrica. A megatextura está ligada às pequenas irregularidades da superfície do pavimento (RODRIGUES FILHO, 2006).

De modo conjunto, em um pavimento se tem a representação das três texturas divididas em faixas, como exposto na Figura 3.

Figura 3 - Faixas de texturas de uma dada superfície de pavimento. Fonte SANDBERG, 1998 (apud RIBEIRO, 2012).

A aderência-pneu pavimento além de ser determinada pela textura de um pavimento pode ser influenciada por outros fatores que podem contribuir para que uma superfície possua falhas em suas características de aderência.

A condição da superfície do pavimento é um dos fatores imprescindíveis a serem analisados quando se trata de segurança viária. Avaliar as condições de aderência pneu-pavimento pode trazer aos usuários garantia de dirigibilidade mesmo em condições desfavoráveis (MATTOS, 2009).

Segundo Departamento Nacional de Infraestrutura de Transportes - DNIT (2005) a aderência pneu-pavimento também está diretamente ligada aos seguintes fatores:

 Espessura da lâmina d’água: fator crítico no que se diz respeito à perda de aderência, pois, quando a pista está seca, a condição de aderência é considerada como ótima; entretanto, quando está molhada, a água que permanece retida sobre a superfície do pavimento se coloca como uma barreira para o contato entre pneu e pavimento, e quanto maior a espessura da lâmina d´água mais críticas ficam as condições de aderência.

 Pneumático: a aderência em uma superfície seca está totalmente ligada ao contato entre pneu e pavimento. Quando se tem uma pista com macrotextura fina e pneu liso, a aderência é máxima. Já, quando a pista está molhada, a aderência deve ser garantida, pois um pneu liso terá menos área de contato com a superfície em relação a um pneu sulcado, já que compete ao pneu e a superfície de rolamento eliminar a água visando garantir um rolamento seguro sobre a pista.

 Revestimento: o revestimento tem alta contribuição no que se diz respeito à aderência, sendo que a macrotextura e a microtextura determinam esse fator. Um que o estado adequado é que o revestimento possua valores de macrotextura e microtextura de dentro da faixa apropriada, ou seja, não sendo muito fechada e nem muito aberta.

 Velocidade: em superfícies limpas e secas a aderência é garantida pelo coeficiente de atrito que não varia muito. Entretanto, quando a pista está molhada, há um decréscimo no coeficiente de atrito, e quanto maior a velocidade menor será a área de contato entre o pneu e o pavimento.

 Deslizamento da roda: dado em relação à velocidade angular da roda. Quando a roda possui total velocidade angular se tem o rolamento apropriado, já quando a roda sofre bloqueamento ela passa a deslizar em vez de rolar. Essa condição proporciona a queda da aderência entre o pneu e a pista.

 Fatores externos: são fatores que contrapõem a condição excelente de uma superfície garantir aderência adequada, ou seja, quando está limpa e seca. Estes fatores são areia, resíduos de óleo, folhas depositadas sobre a pista e a lamina d’água.

Assim, a garantia de boa fluência na aderência, essencialmente, está sujeita à área de contato entre o pneu e o pavimento. Quando a pista está molhada se cria uma situação crítica para boa dirigibilidade, pois a água que fica sobre a pista se comporta como um lubrificante entre os sulcos do pneu e o pavimento, fazendo com que o pneu do veículo perca a aderência com a superfície de contato (MATTOS,.2009).

Em altas velocidades, em pistas molhadas, esta lâmina de água que se cria entre o pneu e o pavimento não se rompe facilmente devido à redução do tempo de contato (DNIT, 2005).

Segundo Cardoso et al (apud Silva, 2008), quando um veículo trafega numa pista molhada rompem-se três zonas de contato, surgindo assim, a hidroplanagem combinada na área de contato do pneu. Essas três zonas estão representadas na Figura 4.

Figura 4 - Deslocamento da água pelo pneu, de acordo com o conceito das três zonas. Fonte: APS (2006, p.17)

Zona 1: Zona Molhada - situada no contato entre o pneu e o pavimento. Neste caso há o risco de hidroplanagem dinâmica, devido ao acúmulo de água na área de contato entre o pneu e a superfície do pavimento. Nessa situação, a água que está sobre a pista é forçada a se descolar pelos sulcos dos pneus e pelos micro canais da superfície do pavimento, sendo esses micro canais formados pela macrotextura da superfície.

Zona 2: Zona Intermediária - esta pode ser denominada como zona de transição. A lâmina d’ água sobre a superfície é fina, e neste caso existe alto risco de viscoplanagem. Apesar de nessa fase a espessura da lâmina d’água ser pequena, ainda existem variantes que impedem o contato direto do pneu com a superfície.

Zona 3: Zona Seca - nesta região o pneu tem total contato com a superfície, já que a água não fica retida sobre o pavimento, sendo expulsa completamente da superfície da pista.

De acordo com o conceito das três zonas, considerando os casos críticos das zonas 1 e 2, o risco de hidroplanagem está presente, sendo comum ocorrer nesses casos a hidroplanagem dinâmica e a viscoplanagem.

Em ambos os casos, para evitar a hidroplanagem e garantir a aderência pneu-pavimento, é necessária a eliminação da água da área de contato, e nessa atuação entra a macrotextura e microtextura da superfície do pavimento. (APS, 2006)

Cada revestimento se comporta de forma diferente quando molhado, cabendo assim, avaliar sua macrotextura bem como a disposição dos agregados e a rugosidade da superfície, fatores que interferem nesse quesito.

5.4 Caracterização da macrotextura de um pavimento

A macrotextura de um determinado revestimento asfáltico depende da origem mineralógica, processo de britagem, projeto das misturas do revestimento, método de preparação do revestimento e o método de execução da camada de revestimento, sendo que ela sofre alterações ao longo do tempo devido ao tráfego, e com isso pode se perder a capacidade de escoar a água, trazendo risco para seus usuários (MATTOS, 2009).

A macrotextura, como anteriormente definida, é a maior responsável pela aderência entre o pneu e o pavimento. Sua avaliação determina a rugosidade do pavimento e quais as condições de atrito que ele oferece. Sendo que este pode variar conforme os intervalos de dimensões das texturas.

De acordo com cada textura se tem valores de onda horizontal e amplitude vertical que indicam quais serão as características de aderência da superfície do pavimento. A exemplificação do intervalo de dimensões é exposta na Figura 5 e os valores da classificação de textura são mostrados na Tabela 1.

Figura 5 - Amplitude vertical e onda horizontal Fonte: Mattos (2009)

Tabela 1 - Classificação da textura Domínio Intervalo de dimensões Horizontal Vertical Microtextura 0 – 0,5 mm 0 – 0,2 mm Macrotextura 0,5 mm – 50 mm 0,2 mm – 10 mm Megatextura 50 mm – 500 mm 1 mm – 50 mm Irregularidade 0,5 m – 50 mm 1 mm – 200mm

Fonte: Adaptada de ASTM E867, 1997 (apud APS 2006).

De acordo com Aps (2006) a textura de uma superfície é basicamente determinada pelo conjunto de micro e macrotextura, onde a interação resulta em quatro tipos de textura, como mostra a Figura 6.

Figura 6 - Tipo de superfície em função da classe da macrotextura e microtextura. Fonte: APS (2006, p.20)

Os tipos de textura que são determinados pelas interações de macrotextura e microtextura são variáveis conforme o revestimento aplicado em cada pavimento.

Segundo Aps (2006), é adequado que a superfície de rolamento apresente textura rugosa e aberta, em outros casos específicos textura rugosa e fechada ou polida e aberta, devendo se evitar textura polida e fechada.

Nos últimos anos, a avaliação da textura tem sido fundamental no que se diz respeito à segurança. Vários métodos e ensaios têm sido aplicados para avaliação da textura no pavimento, como uso do pêndulo britânico para avaliação da microtextura, uso de perfilômetros, ensaio mancha de areia e drenabilidade para determinar a macrotextura (RIBEIRO, 2012).

5.5 Determinação da macrotextura pelo ensaio de mancha de areia

De acordo com a ASTM (2006) o ensaio de mancha de areia é um procedimento que tem o intuito de determinar a profundidade média da macrotextura da superfície do pavimento, em função do tipo de revestimento asfáltico.

Os valores de macrotextura no ensaio de mancha de areia são correlacionados com os valores da altura da areia denominado HS que segundo DER (2005) varia de 0,2 mm a 1,2 mm, caracterizando a macrotextura como muito fina, fina, média, grosseira e muito grosseira.

Specht et al (2007), utilizando o ensaio de mancha de areia para os revestimentos CBUQ (concreto betuminoso usinado a quente), TSD (tratamento superficial duplo) e LA (lama asfáltica) concluíram, mediante os resultados obtidos, que revestimentos com TSD é classificado com a textura muito grosseira com HS (altura da mancha de areia) médio de 2,30 mm e desvio padrão de 0,72 mm, revestimento com CBUQ apresentou textura média com HS médio de 0,42 mm e desvio padrão de 0,12 mm, e superfícies com LA, textura fina com HS médio de 0,23 mm e desvio padrão de 0,03 mm.

Em experimentos realizados pela Associação Brasileira de Pavimentação-ABPV (2009), utilizando o ensaio de mancha de areia, verificou-se que pavimentos CBUQ tiveram macrotextura muito fina com HS médio de 0,16 e desvio padrão de 0,02mm, enquanto vias com TSD obtiveram a macrotextura muito grosseira com HS médio de 1,90 mm e desvio padrão de 0,96 mm.

Oliveira, David e Ceratti (2004), avaliando a macrotextura para revestimento TSS com lama asfáltica, verificaram que esse revestimento possui macrotextura média, com HS médio de 0,61 mm.

Ribas (2012), em sua avaliação de macrotextura em pavimentos urbanos no município de Sinop-MT, por meio do ensaio de mancha de areia, obteve para revestimentos com TSD, a macrotextura média com HS médio de 0,57 mm e desvio padrão de 0,11 mm, enquanto que para revestimento com CBUQ, macrotextura fina com HS médio de 0,21 mm com desvio padrão de 0,02 mm.

As Figuras a seguir apresentam os valores de HS médio obtidos para cada revestimento bem como o desvio padrão dos ensaios. A Figura 7 mostra os valores de HS obtidos para TSD, a Figura 8 apresenta os resultados obtidos para CBUQ e a Figura 9 mostra o HS encontrado para LA.

Figura 7 - Valor do HS para revestimentos com TSD pelo ensaio de mancha de areia. Fonte: Adaptado Specht et al (2007), ABPV (2009) e Ribas (2012)

Figura 8 - Valor do HS para revestimentos com CBUQ pelo ensaio de mancha de areia. Fonte: Adaptado Specht et al (2007), ABPV (2009) e Ribas (2012)

Figura 9 - Valor do HS para revestimentos com LA pelo ensaio de mancha de areia. Fonte: Adaptado Specht et al (2007) e Oliveira et al (2004)

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 H s (mm )

Spetch et al ABPV Ribas

0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 H S (m m ) Spetch et al Oliveira et al 0,00 0,50 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 H s (mm )

5.6 Determinação da drenagem do pavimento pelo ensaio de

drenabilidade

O ensaio de drenabilidade, também utilizado para fins de avaliação de macrotextura, determina as condições que determinada superfície tem de drenar a água que permanece sobre o pavimento para se evitar casos de hidroplanagem. Este ensaio pode ser correlacionado com o ensaio de mancha de areia (ASTM, 2009).

Neste ensaio, o OFT (Tempo, em segundos) em que determinado volume de água se dissipa é relacionado à Equação 1 que determina o valor do MTD (altura da mancha de areia em mm). 636 , 0 114 , 3   OFT MTD (Equação 1)

Valores altos de HS e tempo de drenabilidade baixos indicam que o pavimento confere maior escoamento da água na superfície.

Oliveira et al (2004), utilizando o ensaio de drenabilidade, constataram que o volume de 0,7 litros no revestimento TSD escoou em 1,48 segundos e no revestimento LA em 4,54 segundos.

Matos (2009), utilizando o mesmo ensaio para revestimento de CBUQ, verificou que o escoamento do volume de 0,75 litros se deu num tempo médio de 14,99 segundos.

Ribeiro (2012), em seu ensaio para o revestimento de CBUQ, constatou o tempo médio de escoamento de 15 segundos para o volume de 0,675 litros. A Figura 10 apresenta a vazão de escoamento superficial da água obtida por esses autores.

Figura 10 - Vazão de escoamento superficial da água.

Fonte: Adaptado de Oliveira et al (2004), Matos (2009) e Ribeiro (2012) 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 Oliveira et al -TSD

Oliveira et al - LA Mattos - CBUQ Ribeiro - CBUQ

Dre n abilidad e (l/s )

6 METODOLOGIA

A metodologia usada será baseada nas normas e recomendação técnica listadas abaixo:

 DER-MG RT - 03.25

 ASTM E-965-96

 ASTM E-2380-09

6.1 Local de estudo

Dentre os vários tipos revestimentos asfálticos existentes, este trabalho utilizará apenas revestimentos com TSD, CBUQ e LA, característicos das vias urbanas do município de Sinop-MT. Os ensaios serão realizados em três trechos com revestimentos distintos como mostram as figuras abaixo.

Figura 11 - Trecho com CBUQ - Av Ingás. Fonte: Google Maps (2014)

Figura 12 - Trecho com LA - Rua das Petúnias Fonte: Google Maps (2014)

Figura 13 - Trecho com TSD - Residencial Aquarela Brasil Fonte: Google Maps (2014)

6.2 Materiais

6.2.1 Mancha de areia

Para a realização do ensaio de mancha de areia serão utilizados os materiais descritos abaixo e mostrados na Figura 14:

 Areia limpa e seca com granulometria passando na peneira #100 e sendo retida na peneira #50.

 Cilindro metálico com volume interno de 25.000 mm³.

 Espalhador.

 Régua de alumínio milimetrada.

 Trincha.

Figura 14 - Materiais do ensaio de Mancha de areia Fonte: APS (2006)

6.2.2 Drenabilidade

Para a realização do ensaio de drenabilidade, os materiais utilizados são água, drenômetro e cronômetro. O drenômetro que será utilizado para os ensaios desse trabalho será construído e adaptado de acordo com a norma ASTM E-2380 (2009). Esse drenômetro consistirá em um cilindro de acrílico ou plástico, com marcações determinando o volume de água a ser ensaiado (675 ml), possuindo topo aberto e um anel de borracha montado centralmente em torno de um orifício na parte inferior do drenômetro para formar uma vedação contra a superfície do pavimento. Ao redor da base do cilindro será colocado um anel de material metálico com a finalidade de garantir estabilidade do mesmo sobre a superfície de ensaio. O orifício na superfície inferior tem diâmetro aproximado de 5 cm. Para vedar o orifício será utilizada uma rolha com haste. A Figura 15 traz a representação do drenômetro e a Figura 16 mostra o detalhe da base desse aparelho.

Figura 15 - Representação do Drenômetro Fonte: Acervo pessoal

Figura 16 - Detalhe da base do Drenômetro Fonte: Acervo pessoal

6.3 Métodos

6.3.1 Mancha de areia

A norma da ASTM E-965 (2006) determina que o ensaio seja realizado segundo os procedimentos descritos a seguir:

A área selecionada para ensaio deve estar seca, ser homogênea e não estar localizada em juntas e fissuras. Após a escolha da área de ensaio, esta deve ser limpa com auxílio de trincha. Para proteger o ensaio da ação do vento utiliza-se anteparo de madeira. Para o início do ensaio deve-se encher o cilindro metálico com volume de 25.000 mm³ de areia limpa e seca. Logo em seguida esse volume de areia deve ser despejado sobre a área de ensaio protegida pelo anteparo e ser espalhada cuidadosamente de forma circular com espalhador preenchendo os vazios da superfície. Depois de formada a mancha circular, deve-se medir e registrar o diâmetro da mancha em quatro posições espaçadas igualmente em torno da circunferência da amostra. Na Figura 17 pode se ver a sequência executiva do ensaio da mancha de areia.

Figura 17 - Sequência executiva do ensaio da mancha Fonte: Ribeiro (2012)

Com as quatro medidas se calcula o diâmetro médio. Para se obter a altura média da mancha de areia o ensaio deve ser realizado, no mínimo, quatro vezes de

forma aleatória. A média aritmética dos quatro ensaios determinará a altura média da mancha de areia naquela superfície. A altura média da mancha de areia é determinada pela Equação 2. 2 . 4 D V MTD   (Equação 2) Sendo:

MTD ou HS = Altura da mancha de areia (mm); V = volume de areia (25.000 mm³);

D = diâmetro médio da mancha de areia (mm).

= Pi

A altura encontrada pode ser associada ao conceito de macrotextura utilizando a Tabela 2.

Tabela 2 – Classe de macrotextura

Altura de Areia (HS) Textura Superficial

HS < 0,20 mm Muito Fina ou Muito Fechada

0,20 mm < HS < 0,40 mm Fina ou Fechada

0,40 mm < HS < 0,80 mm Média

0,80 mm < HS < 1,20 mm Grosseira ou Aberta

HS > 1,20 mm Muito Grosseira ou Muito Aberta

Fonte: DNIT (2006)

6.3.2 Drenabilidade

A Norma ASTM E-2380 (2009) determina que o ensaio seja realizado segundo os procedimentos descritos a seguir:

A área selecionada para ensaio deve ser homogênea, evitando-se locais que possuam pinturas, buracos, solavancos e rachaduras. Se houver qualquer material solto ou semi-aderido, detritos ou material de superfície deteriorada, deve-se proceder limpeza da superfície da área onde o ensaio será realizado. Logo em seguida, para início de ensaio, o drenômetro deve ser colocado sobre a superfície, certificando a estabilidade e uniformidade da área de contato entre o anel de borracha e a superfície. Se área de ensaio estiver seca, esta deve ser molhada antes da realização do primeiro ensaio. Em seguida, o drenômetro deve ser preenchido de água. Posteriormente retira-se a rolha do orifício da base, medindo-se o tempo (com auxílio de um cronômetro) em que o volume a ser ensaiado começa e termina de ser dissipado de

acordo com das linhas de marcação que o delimitam. O ensaio deve ser realizado no mínimo quatro vezes, aleatoriamente, para se determinar o tempo de escoamento. Para cada seção de ensaio, a média aritmética será determinada e registrada com precisão de 0,01 s.

6.3.3 Plano Amostral

Dado que as normas para o ensaio de drenabilidade e mancha de areia não estabelecem a extensão de cada trecho nem a quantidade de subtrechos a ser ensaiado, esses parâmetros serão adaptados de acordo com a norma DNIT 006/2003 – PRO, que estabelece os procedimentos de avaliação objetiva da superfície de pavimentos flexíveis e semi-rígidos.

Portanto cada trecho terá a extensão total de 200 metros, e será subdividido em 10 estações espaçados a 20 metros alternados entres a faixas de rolamento, onde cada estação terá extensão de 6 metros, como mostra a Figura 18.

Figura 18 - Disposição das estações Fonte: Adaptado de DNIT(2003)

Para estabelecer a aleatoriedade dos pontos de ensaio, a estação será dividida em uma malha de 25 pontos, no qual os quatro pontos solicitados por norma serão determinados aleatoriamente. A Figura 19 ilustra a malha de pontos e como estes estarão dispostos.

Figura 19 – Exemplo de malha de pontos obtidos aleatoriamente. Fonte: Acervo pessoal

7 CRONOGRAMA

ATIVIDADES

2014

JUL AGO SET OUT NOV DEZ

Construção do drenômetro Realização dos ensaios de mancha de

areia e drenabilidade Revisão de literatura Análise e conclusões Apresentação e correções

8 REFERENCIAL BIBLIOGRÁFICO

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