RECUPERAÇÃO DE PAVIMENTOS FLEXÍVES EM ÁREAS DE TRÁFEGO PESADO DEVIDO A IMPLANTAÇÃO DE LOMBADAS ELETRÔNICAS BERNARDES, David Júnior (Unitrí, aluno; davidbernardes10@hotmail.com), filiação: Ana Eliza Jacinto e Marivaldo Correia Bernardes.
RESUMO
Este artigo refere-se a melhor maneira de recuperar ou restaurar os pavimentos flexíveis em áreas de tráfego pesado devido à implantação de lombadas eletrônicas. São muitas as patologias encontradas nos trechos com a instalação destes dispositivos, devido à frenagem e tração dos veículos bem concentrada nestes locais, sendo necessária visita técnica periódica para analisar de perto as patologias encontradas em cada lombada eletrônica específica, pois dependendo das inclinações, velocidades, aclives ou declives serão encontradas patologias distintas. Por isso, a importância de um acompanhamento de um engenheiro especialista em pavimentos flexíveis, reduzindo os custos de mão-de-obra, materiais e equipamentos com recuperações em curto intervalo de tempo nestes trechos danificados constantemente por fadiga. A metodologia utilizada foi através de pesquisa bibliográfica, documental, descritiva e de levantamento de dados do autor nos trechos anteriores e posteriores ao ponto de instalação das lombadas eletrônicas. O objetivo deste trabalho é analisar as patologias encontradas nestes trechos, determinando a melhor maneira de recuperação dos pavimentos flexíveis em áreas de tráfego pesado, dando soluções de outros tipos de materiais de maior resistência ou de medidas preventivas, como por exemplos: reforço estrutural ou o uso de revestimento flexível modificado por polímeros, para minimizar as patologias nestes trechos, elaborando um diagnóstico para reduzir custos com recuperação e evitando desconforto dos usuários e riscos de acidentes.
Palavras chave: Analisar as patologias; Elaborar diagnóstico; Propor soluções de recuperação do revestimento.
1. INTRODUÇÃO
As más condições das rodovias brasileiras têm causado muitos acidentes e desconforto aos usuários. Além de impactar na economia do país pelo alto preço dos transportes de pessoas e mercadorias. Frente a essa realidade, surge a demanda e a tendência da criação de mecanismos e práticas que se mostrem eficazes para recuperação de pavimentos flexíveis devido a implantação de lombadas eletrônicas que favorecem o aparecimento de patologias no revestimento asfáltico devido aos grandes esforços atuantes nestes trechos e a freadas bruscas desnecessárias nos trechos que são instaladas este dispositivo eletrônico.
“De acordo com Gewehr (2013), no Brasil, mais de 95% das estradas foram pavimentadas com pavimentos flexíveis (revestimento asfáltico). Apenas 5% com pavimentos rígidos ou semi-rígidos”. Por isso a necessidade de
oferecer maneiras de evitar as patologias e melhores propostas de recuperação dos pavimentos flexíveis, que é o mais utilizado no Brasil, como por exemplo, o uso de novos tipos de materiais.
Vamos analisar as patologias encontradas antes e após os pontos de implantação das lombadas eletrônicas, elaborar um diagnóstico destas patologias e oferecer soluções como: o uso de revestimento de maior resistência à temperatura, menor degradação, maior elasticidade, etc.
2. DESENVOLVIMENTO
2.1. PAVIMENTOS
Estrutura constituída por diversas camadas sobrepostas, de materiais e granulometrias distintas, construída sobre o subleito, destinada a resistir e distribuir ao subleito esforços horizontais e verticais, bem como melhorar as condições de segurança e conforto aos usuários, e de ter grande importância socioeconômica para o progresso e desenvolvimento das localidades brasileiras. (BALBO, 2011)
2.2. PAVIMENTOS FLEXÍVEIS
Pavimento Flexível é constituído por revestimento asfáltico sobre camada de base granular ou sobre camada de base de solo estabilizado granulometricamente. Os esforços do tráfego são absorvidos pelas distintas camadas constituintes da estrutura do pavimento. (BALBO, 2011)
A estrutura do pavimento é idealizada para receber e transmitir esforços de maneira a aliviar pressões sobre camadas inferiores, conforme Figura 1, que geralmente são menos resistentes. (BALBO, 2011)
As cargas são transmitidas à fundação de forma aliviada e também criteriosa, impedindo a ocorrência de deformações incombináveis com a utilização da estrutura ou mesmo de rupturas na fundação, que geram estados de tensão não previstos inicialmente nos cálculos e induzem toda a estrutura a um comportamento mecânico inapropriado e à degradação acelerada ou prematura. (BALBO, 2011)
2.3. As camadas dos Pavimentos Flexíveis
Cada camada do pavimento possui uma ou mais funções específicas, que devem proporcionar aos veículos as condições adequadas de suporte e rolamento em qualquer condição climática. As cargas justapostas sobre a superfície do pavimento acabam por gerar tensões na estrutura, que muito dependerá do comportamento mecânico de cada uma das camadas e do conjunto destas. (BALBO, 2011)
2.3.1. Revestimentos
O revestimento tem a função de receber as cargas, estáticas ou dinâmicas, sem sofrer grandes modificações elásticas, desagregação de componentes ou perda de compactação. Portanto, necessita ser composto de materiais bem aglutinados e dispostos de maneira a evitar sua movimentação horizontal. Conforme mostra Figura 2. (BALBO, 2011)
Figura 2. Camadas de revestimentos. (Pereira, 2013).
De acordo com Balbo (2011) os revestimentos asfálticos são muitas vezes divididos em duas ou mais camadas por procedimentos, construtivos e de custo:
Camada de rolamento: é a camada superficial do pavimento,
diretamente exposta em contato com as cargas e com ações ambientais;
Camada de ligação: é a camada mediadora, também em mistura
asfáltica, entre a camada de rolamento e a base do pavimento flexível;
Camada de nivelamento: é a primeira camada de mistura asfáltica empregada na execução de reforços (recapeamento), com a função de
corrigir os desníveis em pista, afundamentos localizados, enfim, nivelar o perfil para posterior execução da nova camada de rolamento;
Camada de reforço: nova camada de rolamento, após anos de uso do pavimento flexível existente, executada por razões funcionais, estruturais ou as duas. Conhecida popularmente como: “Recape”, recapeamento ou “pano asfáltico”.
2.3.2. Subleitos
Quanto ao subleito, os esforços impostos sobre sua superfície serão
aliviados em sua profundidade, portanto, ter maior preocupação com seus estratos superiores, onde os esforços solicitantes atuam com maior intensidade. O subleito será constituído de material natural consolidado e compactado (no caso de corte do corpo da estrada) ou por um material transportado e compactado, que é no caso dos aterros. (BALBO, 2011)
2.3.3. Reforço de subleito
Admita-se que um dado subleito composto de solo com pequena resistência
aos esforços verticais (de cisalhamento) que ocorreriam sobre a sua superfície. Neste caso, é preciso pensar em se executar sobre o subleito uma camada de solo de melhor qualidade, que sirva como um reforço sobre a camada de superfície, de maneira que a fundação subjacente a esse esforço receba pressões de menor grandeza, compatíveis com sua resistência. (BALBO, 2011) O emprego da camada de reforço de subleito não é obrigatório, pois espessuras maiores de camadas superiores poderiam, em tese, aliviar as pressões sobre um subleito de pequena resistência a esforços verticais. Contudo, procura-se utilizá-lo em tais circunstancias por razões econômicas, pois subleitos de resistência baixa exigiriam para os pavimentos flexíveis, camadas mais espessas de base e sub-base. (BALBO, 2011)
2.3.4. Bases e sub-bases
Para aliviar as pressões sobre as camadas de solo inferiores, surgem as camadas de bases e sub-bases, que também podem satisfazer papel importante na drenagem subsuperficial dos pavimentos. Logo, a função da base é distribuir os esforços para camadas inferiores. Quando a camada de base é muito espessa, procura-se por razões de natureza econômica e construtiva, dividi-la em duas camadas, criando assim uma sub-base, geralmente de menor custo. (BALBO, 2011)
As bases podem ser constituídas por solo estabilizado naturalmente, misturas de solos e agregados (solo-brita), brita graduada, brita graduada tratada com cimento, solo estabilizado quimicamente com ligante asfáltico, concreto, etc. Para as sub-bases, podem ser utilizados os mesmos materiais citados para o caso de bases. No caso de solos estabilizados quimicamente, o consumo de aglomerantes são pequenos. (BALBO, 2011)
2.3.5. Imprimações entre camadas
Consiste na aplicação de película de material ligante asfáltico sobre uma camada de pavimento, base coesiva ou camada asfáltica, para uma perfeita aderência desta superfície com outra camada de revestimento asfáltico. É comum a utilização do CM-30, como mostra na Figura 3, que é uma pintura asfáltica ligante ou emulsão asfáltica.
Figura 3. Caminhão espargidor. Fonte próprio autor.
Para obter e definir o teor asfáltico, é obtido experimentalmente, no canteiro de obras, variando o percentual de imprimação. (DER-SP, 2011)
A temperatura de aplicação do material asfáltico varia conforme o tipo de ligante em função da relação temperatura-viscosidade. Deve ser escolhida a temperatura que proporcione a mais perfeita viscosidade para espalhamento. No caso de aplicação do ligante asfáltico em bases cimentadas, a superfície da base deve ser ligeiramente umedecida, necessária à obtenção da viscosidade adequada à distribuição do material. (SILVA, 2011)
Aplica-se em seguida, o material asfáltico, na temperatura compatível com o seu tipo de material, na quantidade especificada no projeto e quando necessária convencionada experimentalmente no canteiro de obras. (DER-SP, 2011)
“De acordo com Silva (2011), para emulsões modificadas por polímeros, a temperatura não deve ultrapassar 60°C, pois pode danificar o material polimérico. O ligante deve ser aplicado de uma vez, em toda a largura da faixa a ser tratada. Na aplicação, devem ser evitados e corrigidos imediatamente o excedente de ligante asfáltico ou a falta dele”.
Entre quaisquer camadas de revestimento asfáltico, consecutivamente é aplicada uma pintura de ligação. As pinturas de ligação são aplicadas com emulsões asfálticas, e as imprimações impermeabilizantes, com asfaltos diluídos. (BALBO, 2011)
Emulsão Asfáltica é a mistura do C.A.P. com água e um agente emulsificante. A Emulsão Asfáltica consiste de minúsculos glóbulos de C.A.P. suspensos em água, devido aos agentes emulsificantes. Antes da ruptura
(separação do C.A.P. da água) a Emulsão Asfáltica tem cor marrom. Depois da ruptura, a cor da Emulsão Asfáltica apresenta cor preta. (BALBO, 2011)
2.4. Nomenclatura Técnica dos materiais de camadas do revestimento
Existem incontáveis possibilidades de formulação e elaboração de materiais de pavimentação. Pois existem diversos tipos de materiais, de diferentes granulometrias, viscosidade, estabilização, reações químicas, misturas, importância, análises, dosagem, entre outros fatores que influenciam na escolha do tipo de material a se utilizar na obra. Portanto, com o objetivo de apontar os tipos mais comuns e genéricos de materiais de pavimentação, entre os quais poderiam ser encaixadas muitas das outras inúmeras possibilidades existentes. Veja o Quadro 1 a seguir com diferentes tipos de materiais asfálticos e os mais comuns utilizados. (BALBO, 2011)
Quadro 1 – Materiais Asfálticos (BALBO, 2011) Nomenclatura: Abreviatura: Camada porosa de atrito CPA Concreto asfáltico usinado a quente CAUQ Concreto betuminoso usinado a quente CBUQ Concreto asfáltico usinado a frio CAUF Concreto asfáltico modificado por polímeros CAMP Concreto asfáltico modificado com borracha CAMB Lama asfáltica LM Macadame betuminoso MB Microconcreto asfáltico MCA Pré-misturado a frio PMF Pré-misturado a quente PMQ Solo-betume SB Stone matrix (ou mastic asphalt) SMA Tratamento superficial duplo TSD Tratamento superficial simples TSS Tratamento superficial triplo TST Pintura de ligação LIG Imprimação impermeabilizante IMP Tratamento antipó TAP
2.5. Sinalização de obras
É indicado utilizar nas sinalizações de obras: cavaletes, fitas zebradas, faixas deliminatórias, balizas, cones, tambores, com faixas reflexivas. (BALBO, 2011)
“Para PINTO E PREUSSLER (2009) todo serviço executado nas rodovias deve ser feito a sinalização do local de modo a permitir a segurança dos veículos e pedestres que circulam pelo local, de conformidade com o Departamento de Trânsito local. Todo o serviço deve ser feito com qualidade, utilizando materiais de boa procedência e suas aplicações devem obedecer rigorosamente às boas técnicas usualmente adotadas no campo de engenharia civil, corrigindo erros e aperfeiçoando as técnicas já existentes”.
Serviços considerados de má qualidade ou errôneos devem ser analisados, reparados e solucionados. Se não puder ser corrigido, mandar remover todo o pavimento flexível e refazer ou reparar o serviço. (DER-SP, 2011)
São diversos elementos utilizados nas obras e situações de emergência ou perigo, com o objetivo de alertar os condutores, impedir ou canalizar o trânsito,
proteger pedestres, trabalhadores, como mostra a Figura 4. (DNER, 2007)
Figura 4. Sinalização de obras. Fonte próprio autor.
Podem-se utilizar painéis eletrônicos e outras tecnologias para a sinalização do tráfego desde que autorizadas pelo órgão de trânsito competente. (DER-SP, 2011)
As obras deverão ter um engenheiro residente, principalmente para atendimentos como a qualidade do serviço da obra, diariamente. (BALBO, 2011)
2.6. Limpeza da área
Limpeza da área com varrição manual ou de máquinas adequadas. Remoção de materiais excedentes e a lavagem com caminhão tanque irrigador. A limpeza deverá ser executada de toda a área a ser recapeada com a utilização de caminhões com bomba d’água para lavagem e varredura, utilizando outros equipamentos como: vassouras, garfos, pás, enxadas, carrinhos de mão, rastelos, rodos apropriados. (SILVA, 2011)
2.7. Camadas com ligantes
2.7.1. Concreto Betuminoso Usinado a Quente (CBUQ)
Concreto asfáltico é uma mistura executada a quente, em usina apropriada,
com características específicas do projeto. É composto de agregado graduado, cimento asfáltico (tipo CAP) modificados ou não por polímeros, e se necessário, material de enchimento, filer (material de enchimento com características granulométricas determinadas) e melhorador de adesividade, espalhada e compactada a quente. Como mostra a Figura 5. (MEDINA, 2005)
Figura 5. Aplicação do CBUQ. Fonte próprio autor.
O concreto asfáltico pode ser empregado como revestimento, camada de ligação, binder (camada situada em meio à base e a capa de rolamento em casos de espessura elevada), regularização ou reforço estrutural do pavimento flexível. (SILVA, 2011)
Os equipamentos de espalhamento e acabamento devem compor de máquinas vibroacabadoras, capazes de espalhar e conformar a mistura no alinhamento desejado. Em áreas menores deverá ser aplicada com
motoniveladora (conhecida como “patrola”) ou manualmente (por exemplo: com a pá). (SILVA, 2011)
O equipamento para a compactação deve constituir-se de rolos pneumáticos com regulagem de pressão e rolo metálico liso. (MEDINA, 2005)
2.8. Materiais utilizados
Para Pavimentos Flexíveis utilizamos diversos materiais como: solos,
agregados, betumes (mistura líquida de alta viscosidade) e aglomerantes (por exemplo, o C.A.P.). (SILVA, 2011)
2.8.1. Cimento Asfáltico de Petróleo ( C.A.P.)
Em temperatura ambiente o C.A.P. é sólido ou semi-sólido. Entretanto, para que o C.A.P. possa ser usado ele tem que estar em estado líquido, a fim de recobrir e ligar os agregados. Para torná-lo líquido, temos que aquecê-lo, ou dissolvê-lo em um solvente (asfalto diluído) ou misturá-lo com água (emulsão asfáltica). No caso de uso do asfalto diluído ou de emulsão asfáltica, quando do seu lançamento no pavimento, o solvente ou a água evapora e deixa o C.A.P. envolvendo os agregados. (SILVA, 2011)
2.9. Equipamentos
O rolo metálico liso deve ter massa compatível com a espessura da camada
a ser aplicada do pavimento flexível. Na utilização dos rolos lisos vibratórios, como mostra a Figura 6, pode ser admitido desde que a frequência de amplitude de vibração seja acertada às necessidades do serviço a ser executado. (LIEDI, 2008)
Figura 6. Rolo pneumático e rolo liso. Fonte próprio autor.
Os rolos pneumáticos, autopropulsionados, devem ser dotados de
dispositivos que permitam a calibragem de variação de pressão dos pneus. É obrigatória a utilização de pneus de calibração uniforme, de modo a evitar marcas indesejáveis na mistura compactada. (LIEDI, 2008)
Segundo Liedi (2008), as calibragens dos pneus do rolo pneumático, variam entre 0,25 Mpa a 0,84 Mpa (ou convertendo de 36,25 Psi a 121,83 Psi). O equipamento em operação deve ser suficiente para compactar a mistura de forma que atinja o grau de compactação decretado em projeto, enquanto esta se encontrar em condições de trabalhabilidade. Outros equipamentos e ferramentas a serem utilizados complementarmente: vassouras rotativas, compressores de ar para limpeza do pavimento, placas vibratórias (para a compactação de áreas inacessíveis aos equipamentos convencionais). (LIEDI, 2008)
A máquina Vibroacabadora (conforme mostra a Figura 7) é a ideal para aplicação, espalhamento e compactação do revestimento flexível. (LIEDI, 2008)
Figura 7. Máquina Vibroacabadora. Fonte próprio autor.
2.10. Transporte e aplicação
O concreto asfáltico somente deve ser fabricado, transportado e aplicado quando a temperatura ambiente for superior a 10°C. (LIEDI, 2008)
Não é permitida a execução dos serviços em dias de chuva. Ou seja, devem-se observar as condições climáticas, junto com as previsões do tempo, antes de ser produzida na usina e transportada a mistura asfáltica. (LIEDI, 2008)
A superfície imprimada deve estar limpa, isenta de pó ou de outras substancias prejudiciais ao pavimento flexível. Veja a tabela média de consumo:
Tabela 1 – Consumo de Materiais (SILVA,2011) Tipo de pintura: Consumo de Material (litro/m²):
Pintura ligante 0,4 a 0,7 Pintura auxiliar de ligação 0,3 a 0,6 Pintura de cura 0,3 a 0,6
Defeitos ou imprevistos eventuais durante a execução dos serviços devem
ser reparados, previamente à aplicação da mistura asfáltica. (LIEDI, 2008) Se a imprimação não tiver em condições satisfatórias de aderência, nova pintura de ligação deve ser aplicada previamente à aplicação da mistura asfáltica. (LIEDI, 2008)
Em casos de desdobramentos da espessura total do concreto asfáltico em duas ou mais camadas sobrepostas, a segunda camada deve ocorrer logo após a aplicação da primeira, e assim sucessivamente. (LIEDI, 2008)
O tráfego de caminhões é proibido no início do lançamento do concreto asfáltico, sobre a pintura de ligação só é permitido à circulação de veículos pesados após ruptura total da emulsão asfáltica e evaporação da água resultante dela. (LIEDI, 2008)
O concreto asfáltico produzido na usina de asfalto deve ser transportado até o canteiro de obras em caminhão basculante para que a mistura asfáltica seja aplicada no local obedecendo à temperatura mínima apontada no projeto. (LIEDI, 2008)
As caçambas dos caminhões basculantes dever ser cobertas com lonas impermeáveis e bem fechada para que o transporte seja feito de forma a proteger a mistura asfáltica da ação de chuvas, da contaminação por poeira, e da queda de partículas durante o transporte (para evitar acidentes), e principalmente para evitar a perda de temperatura. (SILVA, 2011)
A rolagem deve ser em seguida a aplicação do concreto asfáltico. (LIEDI, 2008)
A definição da temperatura de rolagem relaciona a natureza da massa asfáltica e a característica do equipamento utilizado para a compactação. (SILVA, 2011)
Na execução devem-se analisar a trabalhabilidade da mistura asfáltica,
tendo a prudência quanto à espessura da camada, distância de transporte, condições climáticas e do ambiente e equipamento de compactação. (SILVA, 2011)
Conforme Silva (2011), a prática comum de compactação do concreto betuminoso usinado a quente utiliza-se rolos pneumáticos de pressão regulável e rolo liso metálico, na seguinte ordem:
Inicia-se a rolagem com o rolo liso metálico;
Logo após o rolo liso, começa a rolagem com a passada do rolo pneumático utilizando baixa pressão nos pneus;
Conforme a mistura for sendo compactada e ganhando resistência, continua as passagens do rolo pneumático, aumentando a pressão gradativamente dos pneus;
Para um acabamento perfeito e correção das marcas de pneus do rolo pneumático, faz se a rolagem do rolo liso sem vibrar;
A compactação dever ser iniciada pelas bordas, longitudinalmente, continuando em direção ao eixo da pista;
Cada passada de rolo deve ser recoberta em aproximadamente 1/3 da largura do rolo, para evitar falhas e áreas sem compactação;
Na rolagem deve se evitar a mudança de direção ou reduções bruscas
estacionar equipamentos pesados sobre o pavimento flexível recém-rolado, ainda quente.
Conforme esclarecimentos Silva (2011), volume de massa asfáltica sem
compactação para transporte é de aproximadamente 20% a mais do que o volume aplicado e já compactado.
2.11. Principais diferenças do Pavimento Rígido e Pavimento Flexível
Entende-se pela expressão “pavimento rígido” os pavimentos cujos revestimentos são de concreto armado de cimento Portland. Como o concreto, após a secagem se torna rígido, criou-se a classificação de Pavimento Rígido. (BALBO, 2011)
No Pavimento Rígido, a tensão, por exemplo: de uma carga de uma roda de um caminhão, tem um campo mais disperso de distribuição de tensões, pois a placa de concreto distribui de maneira idêntica por toda a placa, as tensões sobre a camada de base e subleito do pavimento. (BALBO, 2011)
O Pavimento Flexível impõe, utilizando o exemplo da roda do caminhão mencionada anteriormente, que as tensões estarão concentradas e localizadas logo abaixo da roda, transferindo os esforços de forma localizada sobre as camadas de base e subleito do pavimento. (BALBO, 2011)
2.11.1. As vantagens do Pavimento Flexível sobre o Pavimento Rígido
O Pavimento Flexível, apesar de ter uma estrutura mais complicada, devido à forma que as cargas são absorvidas pelo pavimento flexível, tem capacidade de suportar cargas de tráfego pesado, com serviços mais simples. (SILVA, 2011)
O controle de qualidade dos serviços de Pavimentos Flexíveis também é rigoroso, mas como a fabricação da mistura asfáltica é fabricada em usinas, reduz-se muito a possibilidade de falha de execução. (SILVA, 2011)
A execução de Pavimentos Flexíveis exige deslocamentos de maquinário apropriado e mão-de-obra qualificada, mais é capaz de atingir grandes dimensionamentos de pavimentação, de forma rápida e com os mesmos resultados do pavimento rígido. Na manutenção, apesar de o Pavimento Flexível ter uma maior frequência de manutenção quando é grande o fluxo de veículos de tráfego pesado ou excesso de carga, a recuperação da aparição de defeitos no pavimento flexível é muito mais simples de solucionar do que os defeitos do pavimento rígido. (SILVA, 2011)
2.12. Patologias em Pavimentos Flexíveis
De acordo com Silva (2011) as Patologias em Pavimentos Flexíveis poder ser:
- Deformações de Superfície (Corrugações e Afundamentos); - Defeitos de Superfície (Exsudação de Asfalto e Desgaste); - Panela;
- Escorregamentos de Massa; - Trincas e Fissuras (Fendas);
a) Deformações de Superfície do Pavimento Flexível: a.1) Afundamento
Os Afundamentos são deformações plásticas que ocorrem devido ao amplo fluxo de tráfego e pelo excesso de carga, devido à ação repetida da passagem das cargas de roda dos pneus e devido ao fluxo canalizado dos veículos nas vias que causam as deformações. (SILVA, 2011)
Os Afundamentos Plásticos ocorrem devido a deformações em uma ou mais camadas do Pavimento ou do Subleito, geralmente apresentam elevações ao longo dos lados do afundamento. Quando sua extensão for até 6 m, é chamado de Afundamento Plástico Local; caso seja maior do que 6 m longitudinalmente, ele é Afundamento Plástico de Trilha. (SILVA, 2011)
a.2) Corrugação
As Corrugações são conhecidas popularmente como “Costela de Vaca”, são Ondulações transversalmente ao eixo da via pavimentada (várias ondulações próximas uma das outras com um intervalo menor que 3 m), devido ao excesso de massa asfáltica aplicada naquele local (baixa resistência) ou finos (baixa granulometria). As corrugações estão diretamente relacionadas às Tensões Cisalhantes horizontais geradas pela tração ou frenagem dos veículos. É muito fácil de acontecer em subidas e descidas acentuadas, curvas e interseções. (SILVA, 2011)
As Ondulações que ocorrem somente na camada superficial, ou seja, no
revestimento flexível, são chamadas de Escorregamento de Massa e são devido à Baixa Estabilidade da mistura asfáltica, sujeita ao tráfego pesado, onde a mistura asfáltica é expulsa pelo tráfego para fora da trilha de roda. A Baixa Estabilidade ocorre devido ao excesso de massa asfáltica aplicada naquele local, ou granulometria inadequada dos agregados ou arredondamento dos agregados. (SILVA, 2011)
b) Defeitos de Superfície do Pavimento Flexível: b.1) Exsudação de Asfalto
No calor o asfalto dilata e como tem baixo volume de vazios ou exagero de
ligantes, não havendo espaço suficiente para o volume de massa asfáltica ocupar, o pavimento exsudará através do revestimento e forma uma superfície brilhosa devido ao excesso de ligante. Normalmente ocorre em trilha de roda. Também ocorre com o calor, quando o asfalto diminui sua viscosidade e o agregado penetra o asfalto. (SILVA, 2011)
b.2) Desgaste Superficial do Asfalto
O Desgaste Superficial é devido ao elevado tráfego com intemperismo. O Desgaste é caracterizado pela Aspereza Superficial, conforme mostra a Figura 9. (SILVA, 2011)
Figura 9 . Desgaste Superficial do Asfalto. Fonte próprio autor.
A causa é a volatização e a oxidação do asfalto, sob ação abrasiva do tráfego e de causas naturais. O arrancamento de partículas de massa asfáltica e agregados ocorre em idades avançadas. Se a perda de agregados ocorrerem em pouco tempo após a abertura do fluxo de veículos, a causa pode ser um Superaquecimento do Asfalto na usina ou carência de ligante na mistura asfáltica. (SILVA, 2011)
c) Panela ou Buraco
A Panela é um Buraco que se forma no revestimento e que pode atingir a
camada de Base. Os Buracos evoluem de patologias como Trincas, Afundamentos ou Desgaste Superficial. A água é comprimida quando passa a roda dos veículos e tende a desagregar ou amolecer as camadas do pavimento, ocorrendo outra patologia que são os Afundamentos em Trilha de Roda. (SILVA, 2011)
Em períodos chuvosos, devido o excesso de água de chuva que entram nas trincas superficiais do revestimento, induz a uma degradação mais rápida do revestimento, conforme mostra a Figura 10, formando panelas. (SILVA, 2011)
Figura 10. Panela ou Buraco. Fonte próprio autor.
Para recuperar o pavimento e corrigir este buraco é necessária a execução do Remendo de superfície ou profundo. (SILVA, 2011)
d) Escorregamento do Revestimento Betuminoso
O Escorregamento é o Deslocamento do revestimento em relação à
camada de base, com o surgimento de fendas em forma de meia-lua. A trinca em forma de Meia-Lua é devido à falta de aderência ou a falta de limpeza durante a execução da camada de revestimento e a camada de base, ou a massa asfáltica tem baixa resistência. É comum encontrar a patologia Escorregamento de massa em áreas de frenagem e de interseções, principalmente em tráfego pesado, quando o veículo causa o deslizamento de massa asfáltica (baixa aderência) ou a deformação do revestimento (baixa resistência). (SILVA, 2011)
e) Fendas: Fissuras e Trincas
As Trincas são descontinuidades maiores do que as Fissuras, as quais só são visíveis a distancia inferior a 1,5 m. As Trincas no revestimento podem acontecer devido à Fadiga ou não. A Fadiga esta relacionada com o excesso de tráfego de veículos de carga pesada. Os carros não causam problemas estruturais, mas somente a redução de atrito do pneu com o revestimento, o que pode causar acidentes. (SILVA, 2011)
As Trincas causadas pela Fadiga podem ser Isoladas (Trincas Transversais e Longitudinais), ou Interligadas (Couro de Jacaré), como mostra a Figura 11. (SILVA, 2011)
Figura 11. Trincas tipo Couro de Jacaré. Fonte próprio autor.
As Trincas do tipo Couro de Jacaré indicam que existe um estágio avançado de Fadiga. Caracterizam-se por ter trincas espalhadas de diversos ângulos e a maior aresta tem comprimento menor que 30 cm. Inicialmente as Trincas são Isoladas, progredindo até formar Trincas do tipo Couro de Jacaré. (SILVA, 2011)
As Trincas que não são causadas pela Fadiga podem ser Isoladas ou de Bloco. As Trincas Isoladas de Retração são originadas pela Retração Térmica ou pela Retração de Secagem da Base de Brita-cimento, ou Solo-cimento, ou do revestimento. (SILVA, 2011)
As Trincas Longitudinais são trincas isoladas ao longo da via paralela a linha do pavimento, sendo causada pela má execução da junta de construção, reflexão de trincas, assentamento da fundação, retração do revestimento, ou início de fadiga, conforme mostra a Figura 12. (SILVA, 2011)
As Trincas Transversais são trincas isoladas que ocorrem geralmente
perpendiculares ao eixo do pavimento, sendo causadas pela reflexão de juntas ou trincas devido à movimentação térmica ou de cargas do tráfego, ou retração do próprio revestimento asfáltico. (SILVA, 2011)
Através das Trincas, durante o período chuvoso, pode haver o bombeamento de agregados finos (argila), os quais são levados à superfície pela água, acarretando recalques diferenciais no pavimento e propiciando para a formação de novas trincas. (SILVA, 2011)
A Trinca de Bordo ocorre geralmente quando o acostamento da via não é pavimentado, e situa-se no máximo a 60 cm da beirada do pavimento. A Trinca de Bordo ocorre devido à umidade excessiva das camadas ou baixa espessura da base. (SILVA, 2011)
O Desplacamento da Capa Selante é a soltura entre a camada Lama Asfáltica e a camada do revestimento, depois de certo período de tempo após a execução, fica submetido a tráfego pesado de veículos e sobre variações térmicas diárias a qual causa movimentos diferenciais de dilatação e retração. (SILVA, 2011)
A Norma DNIT 2004 define para Trincas Isoladas as seguintes classes:
Quadro 2 – Classes de Fendas (DNIT, 2004) Fenda Classe-1: são trincas com abertura superior que à das fissuras e
menores que 1 mm.
Fenda Classe-2: São trincas com abertura superior a 1,0 mm e sem erosão nas bordas.
Fenda Classe-3: São trincas com abertura superior a 1,0 mm e com erosão nas bordas.
Segundo Norma DNIT (2004) as fissuras são descontinuidades com
abertura inferior a 0,6 milímetros de largura. Para Trincas Interligadas (Tipo Couro de Jacaré): são sempre classificadas com Fenda Classe-2 (sem erosão nas bordas) ou Fenda Classe-3 (com erosão nas bordas).
2.13. Como elaborar um Diagnóstico de um Pavimento Flexível
Primeiramente, para fazer uma manutenção ou recuperação do pavimento flexível, deve-se determinar a causa do defeito ou patologia existente. Para Manutenção do Pavimento ou recuperação, deve-se executar um serviço o tanto quanto possível próximo de sua condição original de construção. (SILVA, 2011)
De acordo com Silva (2011), as tensões atuantes em um pavimento flexível são:
- Variação de temperatura; - Variação de umidade relativa;
- Tráfego pesado e número médio de veículos que percorre o trecho da rodovia.
Segundo Silva (2011), existem dois tipos de Manutenção nos Pavimentos Flexíveis:
Manutenção Preventiva. Pode-se citar a Selagem de Trincas,
Manutenção de Drenagem e Camadas de Selamento (Lama Asfáltica, Tratamentos Superficiais, Selamento com Areia ou com Emulsão Asfáltica);
Manutenção Corretiva. Pode-se mencionar o Remendo, os Tratamentos
Superficiais e Overlay (reforços com espessura de 2,5cm).
A presença de água acumulada no pavimento indica problema com a
drenagem, como: erro de projeto, execução errada ou a superfície impedida. (SILVA, 2011)
O acúmulo de água na base ou sub-base pode causar patologias na superfície do pavimento, como trincas do tipo couro-de-jacaré, afundamentos, etc. Tampar as Trincas não solucionará o problema, devem-se criar drenos, para poder esgotar a água retida. Atenção especial deverá ser dada aos acostamentos em solo sem revestimento, pois a água pode infiltrar para a base do revestimento, surgindo trincas. (SILVA, 2011)
De acordo com Silva (2011), para um Diagnóstico de um pavimento flexível:
Inicialmente fazer a vistoria e averiguar as patologias encontradas;
Levantamento de Dados Disponíveis ou Histórico da obra: data da construção, idade, problemas de execução, drenagem, camadas do pavimento, espessura de revestimento, tráfego de veículos pesados;
Entrar em contato com Projetistas e Construtores a fim de conseguir informações importantes do projeto e execução da obra;
Fazer uma inspeção para Avaliação Estrutural, Funcional e Estado da Superfície do revestimento: determinar a espessura de cada camada (extraindo o corpo-de-prova), para coleta de amostras do solo, brita e massa asfáltica (determinar teor de betume, volume de vazios, grau de compactação e granulometria);
Definir os Subtrechos de Recuperação do Pavimento Flexível, em função do número médio de veículos, do tráfego pesado e das espessuras de cada camada do Pavimento Flexível, tem-se um
Diagnóstico:
o Diagnosticar o Pavimento Flexível: esclarecer os Mecanismos de Deterioração;
o Selecionar as Medidas de Recuperação e Restauração do Pavimento Flexível;
o Dimensionar Estruturalmente as Alternativas de Recuperação;
o Fazer Análises Econômicas (verificar se a Recuperação será viável ou não).
2.14. Desvantagens da implantação da Lombada Eletrônica A implantação das lombadas eletrônicas tem como desvantagens:
Aumento do consumo de combustível;
Causa problemas no transporte de pessoas e mercadorias tais como: atrasos no horário e desconforto aos passageiros devido a frenagem dos veículos;
Pode causar atrasos para atendimentos de veículos de
socorro/emergência, pois apesar de poderem desrespeitar a sinalização em caso de emergência, o acumulo de veículos nestes trechos em horários de pico causam transtornos;
Pode transferir o tráfego para ruas marginais a rodovia ou para ruas visinhas;
Com possíveis freadas bruscas e arrancadas, pode causar a poluição sonora.
2.15. Vantagens da implantação da Lombada Eletrônica
Se respeitada a sinalização e a velocidade da lombada eletrônica (por
exemplos: de 30 km/h, 40 km/h, 50 km/h, 60 km/h, etc.) pode:
Reduzir o número de acidentes e a sua gravidade, quando a causa dos
acidentes for excesso de velocidade;
Propiciar maior segurança na travessia de pedestres ou de acessos de veículos (por exemplo: entrada de estradas de cidades do interior).
3. CONCLUSÃO
3.1. Estudo de caso
O objetivo do estudo de caso é mostrar as principais patologias encontradas nos Pavimentos Flexíveis e como recuperá-las. Fazer um estudo de caso das patologias que surgem no Pavimento Flexível em consequência da implantação de uma lombada eletrônica devido aos esforços de tração, e também devido à frenagem, vibrações no solo e excesso de peso devido a tráfego pesado de veículos nestes trechos rodoviários.
A finalidade deste estudo é diagnosticar as patologias encontradas nos Pavimentos Flexíveis devido ao tráfego pesado e restaurá-las, pois o estado precário das rodovias brasileiras tem impactado na economia, por exemplo, no alto preço do transporte. Além de aumentar o número de acidentes devido às péssimas condições de alguns trechos das rodovias.
Lembrando que nem sempre, a implantação de uma lombada eletrônica será o melhor recurso em determinado trecho, pois ao invés de, por exemplo, dar segurança aos pedestres, o acúmulo de veículos em horário de pico pode até mesmo dificultar a passagem dos pedestres nestes locais. Neste caso, seria melhor a implantação de uma passarela para a travessia dos pedestres do que a implantação de uma nova lombada eletrônica.
Analisando a questão neste estudo de caso, todas as patologias geradas no pavimento flexível após a implantação da lombada eletrônica no trecho da rodovia BR-365, quase de frente a rodoviária de Uberlândia-MG, conforme mostra a Figura 13.
Figura 13. Patologias devido implantação da lombada. Fonte próprio autor
As patologias encontradas neste estudo de caso (lombada eletrônica Nº 9 no Levantamento de Dados) foram Afundamento plástico de trilha de roda,
Escorregamento do revestimento betuminoso e má vedação nos sensores de radar instalados no revestimento. As patologias ocorreram aproximadamente 48 metros antes da lombada e 110 metros após a lombada. Os trechos de patologia anterior ao ponto da lombada, devido às freadas bruscas dos veículos de carga pesada, ocorreram patologias de afundamento e escorregamento de massa, pois é um aclive de aproximadamente 4,16% de inclinação. O trecho após a lombada teve mais patologias: afundamento, escorregamento de massa e trincas couro de jacaré, patologias geradas devido à tração dos veículos para restabelecer a velocidade de viagem.
Segundo o Engenheiro Anderson Alvarenga (do DNIT). A patologia escorregamento de massa ocorre com maior frequência nos trechos de implantação das lombadas eletrônicas pelo maior tempo de carga atuante nestes trechos devido à redução da velocidade, gerando acumulo de veículos nestes trechos. Lembrando que o pavimento flexível é elástico, se deforma e precisa de algum tempo para sua recuperação elástica.
Uma solução seria fazer a fresagem e retirada de toda a capa asfáltica danificada e utilizar Asfalto Melhorado com Borracha moída (“Asfalto Ecológico”), que tem maior Recuperação elástica.
A patologia afundamento acontece devido ao excesso de peso dos veículos de carga pesada, formando a trilha de roda.
Estudos sobre o “Reflexo do excesso de carga por eixos na vida útil dos pavimentos”, desenvolvidos pela Protos Engenharia, deram origem à curva da Figura 14, determinada para uma frota de veículos, num estudo específico, não podendo ser generalizada. Por ela, analisando sob o aspecto de diminuição da vida útil do pavimento, observa-se que uma sobrecarga de 10% por eixo solicitará o pavimento, podendo encurtar sua vida útil de 10 para 5 anos, ou
seja, reduzindo-a à metade. Se esse acréscimo for de 20%, a redução da vida útil será de 70%, isto é, de 10 para 3 anos (PINTO & PREUSLER, 2009).
Figura 14. Redução da vida útil causada pela sobrecarga de peso. (Fonte: PINTO & PREUSLER, 2009)
Outra solução seria utilizar nestes trechos o Asfalto Modificado por Polímeros que possuem maior resistência, proporcionando desempenho superior do pavimento flexível. Ou seja, possui uma tecnologia para prolongar a vida dos pavimentos asfálticos, pois são revestimentos menos sensíveis a variação climática e mais resistente à ação do tráfego pesado.
O Asfalto Modificado por Polímeros ainda por ter maior resistência há redução à espessura do revestimento e/ou fator estrutural (por exemplo: base de menor altura).
3.2. Levantamento de dados
Levantamento de 14 lombadas eletrônicas na região de Uberlândia-MG, as patologias encontradas antes e após o ponto de instalação das lombadas eletrônicas, mensuração em metros, velocidades máximas permitidas e suas inclinações, conforme a Tabela-2 a seguir:
Tabela 2 – Levantamento de dados Fonte próprio autor
Nº Lombada Eletrônica Trecho e sentido da via Patologias antes do ponto da lombada eletrônica e metragem (m)
Patologias após o ponto da lombada eletrônica e metragem (m) Veloc. (Km/h) Inclinação / aclive ou declive 01 BR-050 Prox. Trincheira bairro Umuarama Araguarí/Udia Não encontrada patologias - Escorregamento de Massa (de 0 a 51,6m) 40 km/h i= 4,66% declive
Nº Lombada Eletrônica Trecho e sentido da via Patologias antes do ponto da lombada eletrônica e metragem (m)
Patologias após o ponto da lombada eletrônica e metragem (m) Veloc. (Km/h) Inclinação / aclive ou declive 02 BR-050 Prox. Makro Supermercado Uberaba/Udia - Desgaste Superficial (de 0 a 103,4m)
- Início de Panela no corte dos sensores do radar (entre 12 a 15,7m) - Afundamento Plástico de trilha de roda (de 0 a 31,5m) 60 km/h i=3,91% declive 03 BR-050 Prox. Makro Supermercado Udia/Uberaba - Desgaste Superficial (de 0 a 15,3m)
- Trincas Couro de Jacaré (entre 12 a 15,8m) - Desgaste Superficial (de 0 a 48,9m) 60 km/h i= 4,53% declive 04 BR-050
Prox. Posto Kung FU Uberaba/udia - Exsudação (de 0 a 73,8m) - Trincas Transversais (entre 25,5 a 33,9m) - Exsudação (formação de superfície lisa e brilhosa) (de 0 a 42,9m)
60 km/h i= 5,04% declive
05 BR-050
Prox. Areias Bom Jesus Uberaba/Udia - Desgaste Superficial (de 0 a 36,7m) - Trincas Longitudinais e Transversais (entre 16,1 a 27,4m) - Desgaste Superficial (de 0 a 48,7m) 60 km/h i= 5,09% declive 06 BR-050 Prox. Ford Ortovel Uberaba/Udia - Desgaste Superficial (de 0 a 42,3m) - Degradação e início de formação de Panelas (entre 35,1 a 41,4m) - Desgaste Superficial (de 0 a 27,4m) 60 km/h i= 2,46% declive 07 BR-365
Prox. Leite Calu Ituiutaba/Udia - Escorregamento de Massa (de 0 a 27,3m) - Afundamento (entre 2,1 a 28,7m) - Escorregamento de Massa (de 0 a 137,5m) - Afundamento (entre 3 a 136,4m) 60 km/h i= 2,64% aclive 08 BR-050 Prox. Viaduto Régis Bittencourt Uberada/Udia - Início da formação de Panelas nos sensores da lombada eletrônica (entre 12 a 15m) - Desgaste superficial (entre 5,3 a 29,8m) - Trincas Couro de Jacaré (entre 5,9 a 12,7m)
Nenhuma patologia encontrada, pois após a lombada é uma descida com i=7,25% e os veículos não precisam acelerar (ou seja, não usa a tração) 40 km/h i= 2,17% declive 09 *Estudo De Caso BR-365 Prox. Rodoviária de Uberlândia Udia/Ituiutaba - Início da formação de Panelas nos sensores de radar e infiltração de água (entre 12 a 15m) - Afundamento (entre 23,9 a 47,1m) - Escorregamento de Massa (entre 23,6 a 48,8m) - Afundamento Plástico de Trilha de roda (entre 42 a 93,5m) - Escorregamento de Massa (entre 33,8 a 110,9m) - Trincas Couro de Jacaré (entre 2,5 a 14,1m)
60 km/h i= 4,07% declive
Nº Lombada Eletrônica Trecho e sentido da via Patologias antes do ponto da lombada eletrônica e metragem (m)
Patologias após o ponto da lombada eletrônica e metragem (m) Veloc. (Km/h) Inclinação / aclive ou declive 10 BR-365 Prox. Bretas Supermercado Udia/Ituiutaba
- Trincas Couro de Jacaré (entre 13,5 a 9,3m) - Trincas Transversais e Longitudinais
(entre 13,4 a 14,3m)
- Trincas Couro de Jacaré ou Trincas Interligadas (entre 3,7 a 9,5m) 60 km/h i= 4,15% declive 11 BR-365 Prox. Bretas Supermercado Ituiutaba/udia - Trincas Longitudinais e Transversais (entre 11,4 a 17,3m)
- Trincas Couro de Jacaré (entre 1,3 a 27,7m)
60 km/h i= 3,89% aclive
12 BR-365
Prox. Ponte Rio Uberabinha Ituiutaba/udia
- Afundamento Plástico de Trilha de roda
(entre 4 a 57,6m) - Trincas Couro de Jacaré (de 0 a 97,8m)
- Trincas e Panelas nos iniciadas nos sensores de radar
(entre 12 a 15m)
- Trincas Couro de Jacaré na emenda da passagem de rede pluvial (entre 20,1 a 23,7m) - Panela (entre 0,3 a 1,8m) 60 km/h i= 5,90% declive 13 BR-365 Prox. entrada do bairro Taiaman Supermercado Udia/Ituiutaba
- Trincas Couro de Jacaré (de 0 a 189m).
Principalmente na faixa da direita em que os veículos de carga pesada sobem devagar.
- Trincas Couro de Jacaré (de 0 a 75,7m)
40 km/h i= 4,76% aclive
14 BR-365
Prox. Mart Minas Supermercado Ituiutaba/udia
- Afundamento Plástico de Trilha de roda
(de 0 a 23,6m)
- Trincas Couro de Jacaré (entre 5 a 37,3m) - Escorregamento de Massa (entre 2 a 33,5m) - Afundamento Plástico Local (de 0 a 5,7m) - Escorregamento de Massa (de 0 a 6,5m) 40 km/h i= 2,98% declive
3.3. Trechos das lombadas eletrônicas do Levantamento de dados
Veja na Figura 15 todos os quatorzes dispositivos de lombadas eletrônicas analisadas no levantamento de dados e no estudo de caso (lombada eletrônica nº 9) deste trabalho, situadas na região de Uberlândia – MG.
Figura 15. Pontos de lombadas eletrônicas analisados. Fonte próprio autor
3.4. Conclusão
As patologias mais encontradas foram antes das lombadas eletrônicas principalmente nos trechos de declives com inclinações maiores que 3% devido a freadas bruscas sempre no mesmo trecho. Em trechos de declives em que os veículos tendem a restabelecer a velocidade rápida, ocorreram patologias também após estes dispositivos. Em trechos de aclives foram encontradas mais patologias após as lombadas eletrônicas do que antes, pois os esforços de tração dos veículos são maiores que os esforços de frenagens. As trações dos veículos de carga pesada estão em apenas um ou dois eixos dos caminhões, danificando mais ainda o pavimento flexível, enquanto a frenagem é mais bem distribuída em todos os eixos dos caminhões.
Concluindo que as lombadas eletrônicas não devem ser implantadas com inclinação maior que 3%, devem ter placas informando a velocidade máxima de forma regressiva para não ocorrerem frenagens localizadas. Evitar a instalação em grandes aclives, pois as trações dos veículos de carga pesada que geralmente mantem-se na faixa direita, com baixas velocidades, degradam ainda mais os pavimentos flexíveis com a ocorrência de várias patologias e redução da vida útil do pavimento flexível devido ao fluxo canalizado. Tendo altos custos com recuperação estrutural ou de revestimentos destes trechos e ainda gerando desconforto aos usuários destas rodovias e riscos de acidentes.
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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